祝銘一

(福州職業(yè)技術(shù)學院 機械工程系，福建 福州 350000)

數(shù)·理·化

電力系統(tǒng)中電力自動化技術(shù)的有效運用分析

祝銘一

(福州職業(yè)技術(shù)學院 機械工程系，福建 福州 350000)

隨著社會的不斷發(fā)展，電能的需求量不斷上升，人們對電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量也提出了更高的要求。為了提高電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，人們開始將電力自動化技術(shù)應用于電力系統(tǒng)當中，并取得了顯著的效果，電力自動化技術(shù)也逐漸成為電力企業(yè)研究的重點。本文簡單介紹了電力自動化技術(shù)，闡述了電力自動化技術(shù)應用的價值，并對電力自動化技術(shù)的具體應用進行了分析，希望能為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供一定幫助。

電力系統(tǒng)；電力自動化技術(shù)；應用價值；具體應用

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，電力自動化技術(shù)也越來越成熟，并廣泛應用于電力系統(tǒng)的各個領(lǐng)域。電力自動化技術(shù)的應用不僅可以對數(shù)據(jù)進行采集和處理，及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的問題所在，降低故障發(fā)生的概率，還能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的全自動化管理，提高電力系統(tǒng)的運行效率。當前的社會是在不斷進步的，人們對于電力系統(tǒng)的功能及運行質(zhì)量要求也越來越高，所以電力企業(yè)工作人員必須要加強對于電力自動化技術(shù)的研究，不斷創(chuàng)新電力自動化技術(shù)，從而保證技術(shù)的應用跟上電力系統(tǒng)發(fā)展的步伐。

1 電力自動化技術(shù)簡述

電力系統(tǒng)主要由發(fā)電、變電、輸電、配電以及用電等幾個部分組成，其具體運作流程為：首先通過發(fā)電機將其他形式的能源轉(zhuǎn)化為電能，然后經(jīng)由變電系統(tǒng)將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘娺M行輸送，再將輸送到位的電流進行二次變電，使高壓電變?yōu)榈蛪弘?，最后?jīng)由配電系統(tǒng)分配到各個用戶，用戶的用電設備使用電能，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，為人們的生產(chǎn)和生活提供便利。由于發(fā)電的場所與用戶的距離不同，而且用戶比較分散，所以無法同時實現(xiàn)電力系統(tǒng)的各項功能。對此，需要利用到電力自動化技術(shù)，對電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)實行自動化控制，以保證電能在生產(chǎn)、運輸及使用過程中的安全性。電力自動化技術(shù)的應用能夠?qū)崿F(xiàn)對電能的調(diào)節(jié)、控制以及保護，維持電力系統(tǒng)電流、電壓的穩(wěn)定，從而為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的供電服務，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益[1]。

2 電力自動化技術(shù)的應用價值

2.1 數(shù)據(jù)處理

2.1.1 數(shù)據(jù)共享 隨著電力自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)模型構(gòu)建的關(guān)鍵點在地理空間屬性的描述上，但在實際情況當中，電力系統(tǒng)內(nèi)部情況比較復雜，系統(tǒng)模型的構(gòu)建難度會比較大，所以需要為電力系統(tǒng)構(gòu)建一種特殊的空間模型。對于這種語義層次上的數(shù)據(jù)共享，最基本的條件就是數(shù)據(jù)共享雙方對于數(shù)據(jù)的認識保持一致，只有滿足了這一條件，才可以建立起電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的基本模型，將這個基本模型當作電力系統(tǒng)不同部分之間數(shù)據(jù)共享的媒介。對于這個基本模型，主要包含了兩個部分：①實際地理條件屬性的準確定義及表達，其主要包括了電力系統(tǒng)覆蓋范圍的幾何屬性。②物理屬性的準確定義及表達，其主要包括電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部各項設備的組成以及運行情況等。

2.1.2 數(shù)據(jù)整合 數(shù)據(jù)整合對于電力系統(tǒng)的有效控制有著重要意義，比如在用電集中的時間段，加大變電站的輸出電壓，可以有效提高供電的效率及供電的穩(wěn)定性；而在用電低谷時間段，則可以適當降低變電站的輸出電壓，減小電能損耗。這樣既可以保證用電高峰期用戶用電的穩(wěn)定性，又可以在用電低谷時期減少電能的損耗，降低電力系統(tǒng)運行的成本。無論電力系統(tǒng)使用的是何種電力自動化技術(shù)，都需要將數(shù)據(jù)進行整合，才能進行有效的應用分析。所以，必須要打破傳統(tǒng)的獨立控制系統(tǒng)模式，強化數(shù)據(jù)的整合，將空間計算融入到系統(tǒng)主流計算當中，分析各項數(shù)據(jù)之間存在的聯(lián)系，從而找出電力自動化技術(shù)應用的最佳方案[2]。

圖1 電力自動化技術(shù)應用的基本框架

2.2 保護電力系統(tǒng)安全

2.2.1 安全監(jiān)測 由于工作人員不可能全天候保持高度專注的狀態(tài)，所以通過人工監(jiān)測的方式對電力系統(tǒng)進行保護很容易出現(xiàn)問題，此時就需要應用到電力自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。對于電力系統(tǒng)的監(jiān)測不僅需要監(jiān)視電力系統(tǒng)的運行情況，還需要對電力系統(tǒng)各項參數(shù)進行采集、分析，發(fā)現(xiàn)其潛在的隱患，盡早采取措施進行處理。比如某發(fā)電機在用電低峰期溫度異常升高，顯然不屬于正?，F(xiàn)象，當溫度監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象時會自動報警，以引起工作人員的注意。

2.2.2 安全保障 電力自動化技術(shù)的應用可以為電力系統(tǒng)提供基本的保護措施以及一定的恢復能力。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，保護措施會自動開啟；在故障排除以后，系統(tǒng)會自動恢復正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而為電力系統(tǒng)提供安全保障。其安全保障作用具體體現(xiàn)在以下幾個方面：①保障電力系統(tǒng)日常工作的穩(wěn)定性。電力自動化技術(shù)可以為電力系統(tǒng)提供一定的自動調(diào)節(jié)能力，使其處理好日常運轉(zhuǎn)過程中的各項問題，大大減少工作人員的工作負擔[3]。②保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保存及恢復。電力系統(tǒng)正常運行時的運行參數(shù)記錄對電力企業(yè)的預算、成本控制、系統(tǒng)更新、指標制訂等都有重要作用，而電力自動化技術(shù)的應用可以自動對各項參數(shù)進行保存，所以電力自動化技術(shù)對電力企業(yè)的發(fā)展起到重要作用。③保障電力企業(yè)工作人員的人身安全。由于電力自動化技術(shù)的應用會讓電力系統(tǒng)具有實時監(jiān)測的功能，所以一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，會自動發(fā)出警報，引起工作人員的注意，從而讓工作人員有所準備。當情況比較緊急時，自動化控制系統(tǒng)還會自動進行調(diào)節(jié)，降低風險。比如在電力設備溫度過高時，會自動降低電力設備的運行功率，防止溫度進一步升高；在系統(tǒng)檢測到明火時，會自動開啟噴頭，將火苗及時撲滅等。

3 電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應用

3.1 主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)

當前，主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)是電力自動化管理系統(tǒng)當中最常用的一種監(jiān)測技術(shù)，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)控，還對電力系統(tǒng)的軟件開發(fā)、程序編寫、數(shù)據(jù)分析等有著重要影響。在目前的電力系統(tǒng)當中，主動對象數(shù)據(jù)庫得到了廣大電力企業(yè)的認可，應用十分廣泛。與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)的優(yōu)點在于其針對性比較強，而且具有主動控制的功能，它能夠根據(jù)所編寫的程序，對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的所有數(shù)據(jù)進行全面的監(jiān)測[4]。

隨著用戶數(shù)量的不斷增加以及覆蓋面積的不斷增大，電力系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得越來越復雜，在電力系統(tǒng)的運行當中，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的分析都有著重要的作用。所以，要想實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化控制，就必須對電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行收集、傳輸、分析、處理，如果缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)的處理過程，那么自動化控制系統(tǒng)就失去了判斷的依據(jù)，從而使自動化控制系統(tǒng)無法正確地下達控制指令。目前，我國已經(jīng)將主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)有效應用到電力系統(tǒng)當中，為電力系統(tǒng)解決了許多實際問題，并在應用過程中慢慢地自我完善，技術(shù)應用越來越成熟。

3.2 現(xiàn)場總線技術(shù)

現(xiàn)場總線技術(shù)是指利用現(xiàn)場總線的布置，將控制中心與電力系統(tǒng)的設備和裝置進行連接，形成一個完整的通信系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)線路及設備的自動化控制管理。傳統(tǒng)的線路連接是根據(jù)設備的分布情況分別進行布置的，所以電力系統(tǒng)當中各設備的連接情況都不相同，內(nèi)部線路分布錯綜復雜，如果此時強制性地對電力系統(tǒng)各項設備進行統(tǒng)一化管理，那么根本無法達到應用的管理效果，反而還會對線路和設備造成損壞。我國將現(xiàn)場總線技術(shù)應用到電力系統(tǒng)當中以后，實現(xiàn)了對不同線路連接上不同設備的統(tǒng)一化管理，彌補了傳統(tǒng)控制方式的弊端，有效提高了電力系統(tǒng)設備管理效率，得到了我國眾多電力企業(yè)的認可[5]。

從應用原理來看，現(xiàn)場總線技術(shù)即就是通過設置多種傳感器對電力系統(tǒng)各線路及設備的電阻、電壓、電流等運行參數(shù)進行收集，然后將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)當中，計算機系統(tǒng)會根據(jù)技術(shù)人員預先設定好的數(shù)據(jù)分析程序?qū)κ占降臄?shù)據(jù)進行分析處理，所得到的結(jié)果會轉(zhuǎn)化為控制指令，傳達到各操作系統(tǒng)當中，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全方位控制。應用現(xiàn)場總線技術(shù)最大的優(yōu)勢就在于可以將傳統(tǒng)的“唯一控制中心”轉(zhuǎn)變成多個“現(xiàn)場控制中心”，將核心控制系統(tǒng)的負擔分散到各個現(xiàn)場控制中心，減輕核心控制中心的負擔。而且在各個現(xiàn)場控制中心可以直接進行數(shù)據(jù)的采集、分析與處理，不需要將所采集到的數(shù)據(jù)上傳到核心控制中心，大大縮短了數(shù)據(jù)處理的時間，提高了數(shù)據(jù)處理的效率，使得設備的調(diào)整能更加迅速，有效降低了故障發(fā)生的概率。此外，傳統(tǒng)的核心控制中心統(tǒng)一控制的方式對于通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求比較高，如果某條通信線路出現(xiàn)故障，那么對應區(qū)域內(nèi)設備運行的安全性將得不到保障，而現(xiàn)場總線技術(shù)的應用可以實現(xiàn)分區(qū)域獨立控制，使得電力系統(tǒng)對于通信系統(tǒng)的依賴性大大降低，就算某區(qū)域的通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障，現(xiàn)場控制中心也可以暫時處理好設備運行的問題，從而維持電力設備的穩(wěn)定運行[6]。

3.3 光互連技術(shù)

光互連技術(shù)主要應用于電力系統(tǒng)的繼電保護領(lǐng)域，其主要作用是對電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置進行統(tǒng)一管理。在電力系統(tǒng)運行當中，繼電保護裝置是非常重要的部分，當電力系統(tǒng)當中出現(xiàn)電壓過高或電流過載等問題時，繼電保護裝置會自動開啟保護措施，將電路暫時斷開，防止設備或者線路受到損壞。繼電保護裝置是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基本保障，如果繼電保護裝置出現(xiàn)了故障，不但會影響設備的正常運行，還會影響到整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，嚴重時還可能引發(fā)安全事故，所以，對于繼電保護系統(tǒng)的科學化管理就變得十分重要。而光互連技術(shù)的應用可以利用軟件程序以及信號傳輸對電力系統(tǒng)繼電保護裝置的具體情況進行監(jiān)控，從而防止上述問題的出現(xiàn)[7]。

光互連技術(shù)的應用除了有正常的實時監(jiān)控功能以外，還具有數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)趨勢分析、自動報警、數(shù)據(jù)保存管理等多項功能，功能齊全，操作簡單，而且所測得的數(shù)據(jù)較為準確。電力企業(yè)工作人員利用這些數(shù)據(jù)進行調(diào)度工作可以有效減少電力系統(tǒng)繼電保護裝置的故障幾率，從而減少電力系統(tǒng)運行的直接經(jīng)濟損失。

4 結(jié)語

電力系統(tǒng)運行過程中最為重要的就是安全性和穩(wěn)定性，而就目前的情況來看，我國的電力系統(tǒng)還存在許多的問題，導致電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性得不到保障。而電力自動化技術(shù)可以有效解決這些問題，保障電力系統(tǒng)的正常運行。所以，必須要加強電力自動化技術(shù)的應用研究，提高電力系統(tǒng)自動化控制的水平，保證電力設備的運行質(zhì)量，從而保障整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

[1] 徐志京,武曉慧,武曉楠.電力系統(tǒng)中電力自動化技術(shù)的應用[J].技術(shù)與市場,2014,21(4):74-76.

[2] 張 晗,張 琳.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應用及其前景[J].科技傳播,2013,5(4):138.

[3] 陳 濤.計算機與電力系統(tǒng)自動化技術(shù)結(jié)合探究分析[J].信息安全與技術(shù),2012,3(6):11-13.

[4] 程福周.電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用[J].科技展望,2015,25(9):134.

[5] 楊肇輝.電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的應用探討[J].科技展望,2015,25(25):66+68.

[6] 于 滿,冷延武,張全禹.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用[J].科技展望,2016,26(29):82.

[7] 潘建平.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用綜述[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013,32(17):131-132.

(編輯：嚴佩峰)

Analysis on the Effective Application of Power Automation Technology in Electric Power System

ZHU Ming-yi
(Dept. of Machine Engineering, Fuzhou Polytechnic，F(xiàn)uzhou 350000,China)

With the continuous development of society, the demand of electric energy is increasing, and the higher quality of the power system is also put forward. In order to improve the safety and stability of power system operation, people start to use electric power automation technology in the power system, and achieve remarkable results. Electric power automation technology has become a focus of research in electric power enterprises. This paper introduces the electric power automation technology, expounds the application value of electric power automation technology, and analyzes the application of electric power automation technology, hopes to provide some help for stable operation of the power system.

electric power system; electric power automation technology; application value; concrete application

2016-11-29

祝銘一(1981—)，女，吉林人長春人，中級實驗師，研究方向：機電自動.

TM76

A

2095-8978(2017)01-0109-04