(國網(wǎng)湖南省電力有限公司隆回縣供電分公司 湖南 隆回 422200)

電力系統(tǒng)自動化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分析

郭斌

(國網(wǎng)湖南省電力有限公司隆回縣供電分公司湖南隆回422200)

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)先進(jìn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個行業(yè)和領(lǐng)域中占有了很大比例。由于現(xiàn)在的電力系統(tǒng)逐漸發(fā)展為自動化，所以加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究尤其重要。就目前計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中應(yīng)用來看，依然存在一些問題，這些問題嚴(yán)重制約了電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展。電力系統(tǒng)自動化是科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展的必然趨勢。為了提高電力調(diào)度的穩(wěn)定性和安全性，通過合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)的整體性能。因此，本文客觀地闡述了關(guān)于電力系統(tǒng)自動化的相關(guān)概念，分析了實(shí)際應(yīng)用情況，并且提出了合理的改進(jìn)措施。

計(jì)算機(jī)技術(shù)；電力系統(tǒng)；自動化

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們的生活方式也發(fā)生了巨大的變化。

突出表現(xiàn)為當(dāng)前社會生活的自動化和智能化，特別是在電力系統(tǒng)自動化中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的正確應(yīng)用。該應(yīng)用可以有效地改善電力系統(tǒng)中的缺陷，提高電力系統(tǒng)的整體安全性和穩(wěn)定性。為了保證電力系統(tǒng)的順利進(jìn)行和發(fā)展，必須加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用，這對推動電力系統(tǒng)向著更智能化方向發(fā)展具有非常深遠(yuǎn)的影響

二、電力系統(tǒng)自動化概述

電力自動化技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)中期。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)自動化也迅速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化的助推力也被愈發(fā)看重。目前，電力自動化技術(shù)主要包括以下幾點(diǎn)。

(一)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動化。電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化的重要基礎(chǔ)，中國的電網(wǎng)調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)分為下列五個層次：縣鎮(zhèn)電網(wǎng)調(diào)度和地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省份電網(wǎng)調(diào)度、區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度和國家電網(wǎng)總調(diào)度，它們與計(jì)算機(jī)技術(shù)之間有著密切的聯(lián)系。終端設(shè)備包括打印機(jī)、存儲器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口以及監(jiān)視器等，這些設(shè)備通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成，用電力系統(tǒng)專用的局域網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)檢測和參數(shù)測量。在電力調(diào)度運(yùn)行過程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估并對電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行檢測。在對電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)采集和分析后對電網(wǎng)故障進(jìn)行實(shí)時診斷，可以保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行和用電需求。此外，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了電力調(diào)度的效率。在電網(wǎng)五級分類中，縣級電網(wǎng)自動化調(diào)度要求最低，一般只采用普通PC機(jī)作為服務(wù)器。國家電網(wǎng)作為最高的機(jī)構(gòu)，一般采用專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對各級供電站和變電站進(jìn)行監(jiān)控，以保證供電的安全。

(二)配電網(wǎng)系統(tǒng)自動化。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電電網(wǎng)的升級，包括智能化和網(wǎng)絡(luò)化。配電系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：配電主站、配電終端、光分布系統(tǒng)。它能確保通信的暢通性，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，保證配電系統(tǒng)自動化程度高、運(yùn)行快。

(三)變電系統(tǒng)自動化。通過變電站和輸電線路，電力系統(tǒng)供給電能給用戶。在之前的變電站運(yùn)行中，由于沒有使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，只是用人工來聯(lián)系用戶和電廠，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，工作效率差。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用為解決這個問題創(chuàng)造了條件，它一方面提高了監(jiān)控精度，另一方面也提高了工作效率。它能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，輔助工程師提出解決措施，極大程度上提高了變電系統(tǒng)運(yùn)行的可適應(yīng)性。

三、電力系統(tǒng)自動化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

(一)電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測。近年來，中國的電力部門積極引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，并與科研機(jī)構(gòu)合作，在電力一次設(shè)備在線檢測的研究取得了許多成果。電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測可以長時間連續(xù)地監(jiān)測電力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，例如開關(guān)，斷路器，變壓器，發(fā)電機(jī)，在線監(jiān)測發(fā)電機(jī)等設(shè)備。通過運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測，對科學(xué)判斷電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的變化趨勢，無論是電力系統(tǒng)故障，及時保養(yǎng)一次設(shè)備，能夠提高一次設(shè)備的利用率和性能。

(二)新型測控和繼電保護(hù)裝置。光電互感器技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，極大地改變了像繼電保護(hù)、測控設(shè)備這種二次設(shè)備設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)。一種新型的測控保護(hù)裝置，省去了部分信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和隔離變壓器，大大提高了變壓器的響應(yīng)速度。

(三)智能化電力一次設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，二次設(shè)備和一次設(shè)備的安裝位置相距甚遠(yuǎn)，大電流控制電纜與強(qiáng)信號電源電纜在兩者之間連接。智能化電力一次設(shè)備是指在設(shè)計(jì)時充分考慮二次設(shè)備能否正常運(yùn)行，保障二次設(shè)備功能的就地實(shí)現(xiàn)。這樣設(shè)計(jì)節(jié)省了大量的電力信號電纜和控制電纜，實(shí)現(xiàn)電力一次設(shè)備的保護(hù)和內(nèi)置測量功能，如智能開關(guān)、智能變電站等。然而，在實(shí)際應(yīng)用時，智能化電力一次設(shè)備較易受到電力系統(tǒng)大電流斷開引起的強(qiáng)電磁的干擾。

(四)光電式電力互感器。電力互感器是輸電線路的重要設(shè)備。這種互感器可以將輸電線路的大電流和高電壓值與功率表所能測量的值轉(zhuǎn)換成一定比例，便于電表的直接測量。然而，電力互感器電壓等級越高，絕緣性能越差，設(shè)備的質(zhì)量和體積越大，信號的動態(tài)范圍越小，導(dǎo)致輸電線路電流互感器飽和，最終導(dǎo)致信號失真。現(xiàn)在，電子互感器和光電互感器已經(jīng)在很多地方被研發(fā)出來，相應(yīng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)也在逐步完善。與傳統(tǒng)的互感器比較來看，光電互感器的輸出信號也更小(毫安級)。

四、 未來電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展分析

電力系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)通過了長時間的積累，在未來電力系統(tǒng)自動化的過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)將發(fā)揮越來越重要的作用，電力系統(tǒng)的信息化程度也將相應(yīng)的地越來越高，下面將簡要分析其發(fā)展趨勢。

(一)智能電網(wǎng)技術(shù)。智能電網(wǎng)技術(shù)作為電力系統(tǒng)自動化的典型代表，通過對電力系統(tǒng)的智能化控制，各方面的發(fā)電、輸電、配電、調(diào)度、整合用戶的管理，對電力系統(tǒng)全過程嚴(yán)密監(jiān)控，以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。智能變電技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力調(diào)度技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，在柔性交流輸電、控制系統(tǒng)穩(wěn)定、變電站自動調(diào)節(jié)等方面起到了很大的作用。智能電網(wǎng)技術(shù)是中國電網(wǎng)建設(shè)的重中之重。智能電網(wǎng)依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，如實(shí)時電網(wǎng)通信，需要高效穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信平臺，以保證信息傳輸?shù)男屎蜏?zhǔn)確性。在信息管理系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)也負(fù)責(zé)收集和整理信息，分析電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，及時糾正錯誤，以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

(二)光電式互感器。在輸電線路過程中，電流、電壓和負(fù)載是重要的參數(shù)，光電互感器是完成參數(shù)的重要設(shè)備。它可以通過一定的比例調(diào)節(jié)線路的電流電壓，使之精確、可讀，保證測量設(shè)備不過載，提高測量的精度，減少線損，提高電力調(diào)度的經(jīng)濟(jì)效益。近年來，許多研究單位將光電互感器技術(shù)作為研究重點(diǎn)，因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)電磁式互感器的信號能量小，需要通過光纖接口輸出局部數(shù)字信號來轉(zhuǎn)換輸出裝置，完成模數(shù)的轉(zhuǎn)換。這就要求輸出信號的集成設(shè)計(jì)。這種光電互感器具有良好的電磁絕緣性和兼容性，提高了輸電線路的安全性，提高了電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行效率。

(三)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)。紅外成像技術(shù)和視頻技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，其對電力系統(tǒng)自動化圖像信息的作用也越來越突出，對圖像分析和信息處理的要求也越來越嚴(yán)格。電力系統(tǒng)的信息能量變化頻率非常大，過渡過程通常在微秒以內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，必須要在最短的時間內(nèi)解決，否則會造成無法彌補(bǔ)的損失。如果將基于圖像識別的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對電力運(yùn)行圖像信息的智能分析，而且還可以提高直觀性，改善人機(jī)交互界面。

五、結(jié)束語

總而言之，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用中是影響巨大的，它不僅能有效地提高輸電效率，而且能保證電網(wǎng)系統(tǒng)的整體安全和穩(wěn)定，已成為電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的根本動力。然而，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用現(xiàn)狀還是存在很多突出問題，如計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)人員水平的操作速度沒能保持平行，在一定程度上制約著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此，深入研究計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用刻不容緩，以避免整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響，保證電能的正常傳輸。

[1]趙憲文.計(jì)算機(jī)與電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合[J].科技傳播,2011(10)

[2]劉立兵.淺談計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用及安全性[J].科技信息,2010(3)：347- 349

郭斌(1979-)，男，大專，助理工程師，從事安全稽查、全公司教育培訓(xùn)工作。