王勛

摘要：隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)并得到推廣，它在確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定及可靠運(yùn)行，提高供電質(zhì)量和效益方面發(fā)揮重要作用。本文探討電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的工作流程及控制要求，分析電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，就有效應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)提出保障措施，主要包括順應(yīng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)、提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化的安全控制水平等內(nèi)容。

Abstract： With the application of computer and information technology， the automation technology of power system emerges is popularized. It plays an important role in ensuring the safe， stable and reliable operation of electric power system and improving the quality and efficiency of power supply. This paper discusses the work flow and control requirements of power system automation technology， analyzes the application status and development trend of power grid dispatching automation and power system substation automation technology. On this basis， it will effectively deal with the development trend of power system automation， including the trend of adapting to the development of power system automation and improving the level of safety control of power system automation.

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化；變電站自動(dòng)化；自動(dòng)化控制

Key words： power system；automation technology；grid dispatching automation；substation automation；automation control

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）13-0202-03

0 引言

電力系統(tǒng)與人們的日常生活、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切聯(lián)系。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人們生活質(zhì)量提高，對(duì)電能的需求量也在不斷增加。為確保供電順利進(jìn)行，提高電力系統(tǒng)的質(zhì)量是必要的。一般而言，電力系統(tǒng)主要包括發(fā)電、輸電、變電、配電和用電五個(gè)部分組成，隨著電力技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，電力系統(tǒng)綜合性能、電壓等級(jí)、供電等級(jí)也在不斷提升。目前，電力系統(tǒng)逐漸連成網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、規(guī)模不斷擴(kuò)大、供電能力也在不斷提升。與此同時(shí)，為更好滿足人們的用電需要，確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定以及可靠運(yùn)行，提高供電質(zhì)量和效益，發(fā)展并利用電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)顯得越來越重要。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的工作流程

隨著自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)控制中心得到升級(jí)和改造，不再采用傳統(tǒng)的人工控制方式，而是在控制中心裝備計(jì)算機(jī)，建立現(xiàn)代化的控制中心，從而有利于全面監(jiān)測(cè)和詳細(xì)掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本情況。通常以計(jì)算機(jī)控制為中心，構(gòu)建向四周輻射的控制網(wǎng)絡(luò)體系，并在整個(gè)電力系統(tǒng)之中，建立完整的、立體化的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全面而暢通的信息傳遞和指令傳輸，如圖1所示。有利于管理人員及時(shí)掌握電力系統(tǒng)的基本情況，實(shí)現(xiàn)供電的安全、穩(wěn)定與可靠，進(jìn)而滿足人們的用電需要。中心控制計(jì)算機(jī)的主要作用是，整合并使用各種軟件，負(fù)責(zé)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)度和控制，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行、監(jiān)測(cè)等各項(xiàng)操作的自動(dòng)化。[1]同時(shí)，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)程中，通常采用分層操作和控制方式，全面掌握系統(tǒng)每層運(yùn)行的基本情況，對(duì)存在的不足及時(shí)改進(jìn)和調(diào)整。從而有利于保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定及可靠運(yùn)行，提高供電的安全性。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的控制要求

在自動(dòng)化技術(shù)逐漸推廣和應(yīng)用的前提下，為促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)得到有效利用，使其在電力系統(tǒng)之中充分發(fā)揮作用，加強(qiáng)自動(dòng)化控制，提高操作人員素質(zhì)，把握每個(gè)操作控制要點(diǎn)是必要的。一般而言，自動(dòng)化控制的要求表現(xiàn)在以下方面：準(zhǔn)確并迅速收集電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，做好電力系統(tǒng)元器件的檢測(cè)工作，對(duì)存在的缺陷及時(shí)采取措施修復(fù)。加強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控，及時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況，了解各種元器件的技術(shù)、安全和經(jīng)濟(jì)節(jié)能方面的要求。并注重對(duì)系統(tǒng)操作人員和調(diào)控人員的管理培訓(xùn)，讓他們把握每個(gè)技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格按要求進(jìn)行設(shè)備操作和元器件調(diào)控。重視電力系統(tǒng)不同層次、局部系統(tǒng)以及各種元器件的綜合協(xié)調(diào)，優(yōu)化整合各種資源，為整個(gè)電力系統(tǒng)尋找最優(yōu)質(zhì)的供電方式，確保電力系統(tǒng)安全有效運(yùn)行，并且還有利于節(jié)約電能，降低供電成本。[2]總之，通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)節(jié)和控制，不僅可以降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約人力資源和管理成本，還能促進(jìn)電力設(shè)施更為有效的發(fā)揮作用，延長電力設(shè)備使用壽命。并改進(jìn)電力設(shè)備的運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全事故的預(yù)防，減少大面積停電事故發(fā)生的可能，確保供電的穩(wěn)定性與可靠性，為人們?nèi)粘Ｉ顒?chuàng)造良好條件。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

整個(gè)電力系統(tǒng)中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。與此同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的普及，電力系統(tǒng)已經(jīng)改變以前單一的控制和管理方式，而是在自動(dòng)化技術(shù)的支持下，將電力系統(tǒng)中的各種技術(shù)措施進(jìn)行優(yōu)化整合。這樣不僅能提高對(duì)電力系統(tǒng)的管理與控制水平，還能推進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和智能化進(jìn)程，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)營和發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

3.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù) 主要設(shè)備包括：電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、工作站、打印設(shè)備、大屏幕顯示器、電網(wǎng)調(diào)控中心、電廠、變電站終端設(shè)備等。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)調(diào)度領(lǐng)域，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控并采集電力生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)電力生產(chǎn)中的安全狀態(tài)，并對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)估。[3]通常來說，縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心的設(shè)備規(guī)模比較小，工作站和服務(wù)器通常采用普通的商用PC機(jī)。地市級(jí)調(diào)度中心比縣級(jí)的大，通常實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的各級(jí)變電站與配電網(wǎng)，確保各類設(shè)施有效運(yùn)行，進(jìn)而提高供電的安全性與可靠性。國家級(jí)調(diào)度中心的規(guī)模較大，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的容量大，各種設(shè)施功能齊全，軟件的綜合性能良好，運(yùn)行效率較高。通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能有效掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，推動(dòng)電網(wǎng)調(diào)度工作高效、有序進(jìn)行。

3.2 電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù) 整個(gè)電力系統(tǒng)之中，變電站和輸配電線路是連接發(fā)電廠和電力用戶的重要環(huán)節(jié)。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，變電站自動(dòng)化趨勢(shì)越來越明顯。并且在變電站運(yùn)行中，自動(dòng)化技術(shù)可以逐步取代人工操作，推動(dòng)變電站運(yùn)行效率提升。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行的全過程監(jiān)控，有效提升監(jiān)控能力，掌握變電站運(yùn)行的基本情況，對(duì)存在的安全隱患及時(shí)排除，促進(jìn)變電站運(yùn)行的安全水平提升。變電站自動(dòng)化的主要表現(xiàn)為：注重計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，改進(jìn)站內(nèi)裝置，替代電磁式設(shè)備，全方位監(jiān)測(cè)和控制站內(nèi)的電氣設(shè)備。[4]同時(shí)利用計(jì)算機(jī)的電纜或光纖替代電力信號(hào)電纜，重視現(xiàn)代監(jiān)控儀器和設(shè)備的使用，逐步實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的屏幕化、數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化，讓站內(nèi)運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)記錄實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化也產(chǎn)生積極影響，也為變電站有效運(yùn)行和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在供電系統(tǒng)逐漸升級(jí)，性能逐步改善，技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展的前提下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)也取得進(jìn)步與發(fā)展。例如，由開環(huán)監(jiān)測(cè)逐步變?yōu)殚]環(huán)控制，由高電壓逐步變?yōu)榈碗妷?，由單一功能逐步演變?yōu)槎喙δ?，并最終實(shí)現(xiàn)一體化。此外，在自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)下，電力裝置的性能得到不斷改進(jìn)和發(fā)展，最終要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的快速化、靈活化、數(shù)字化和智能化。這樣不僅能顯著提升電力系統(tǒng)的綜合性能，還能有效滿足人們的用電需要，并且有利于電力系統(tǒng)更好服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。

4.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 例如，以提高電網(wǎng)調(diào)度工作水平為目標(biāo)，研制并開發(fā)能適應(yīng)多種需要的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，構(gòu)建完善的電力設(shè)備和電力系統(tǒng)安全防護(hù)體系。研究電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行維護(hù)的新方法，重視電力系統(tǒng)信息的挖掘、優(yōu)化及整合，提升電網(wǎng)調(diào)度信息化和現(xiàn)代化水平。[5]根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化需要，構(gòu)建新型管理體制，進(jìn)一步提高電網(wǎng)調(diào)度工作效率。

4.2 電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 逐步實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的革新，一次設(shè)備和測(cè)控設(shè)備融合，提高設(shè)備智能化水平。測(cè)控設(shè)備只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)顯示器甚至是便攜式機(jī)器，就可以滿足測(cè)控工作需要。[6]并且在線測(cè)控技術(shù)得到利用，將調(diào)度自動(dòng)化、變電站管理、通信、保護(hù)等進(jìn)行綜合考慮，有利于變電站實(shí)現(xiàn)資源共享，為電力系統(tǒng)管理維護(hù)和技術(shù)升級(jí)提供數(shù)據(jù)支持。

5 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的保障措施

隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的應(yīng)用，再加上經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。同時(shí)，為推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)得到有效利用，確保電力系統(tǒng)的安全可靠，可以采取以下對(duì)策。

5.1 順應(yīng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì) 應(yīng)該順應(yīng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，注重自動(dòng)控制技術(shù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、順序控制技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建自動(dòng)化管理系統(tǒng)，提升電力系統(tǒng)管理水平。逐步利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控替代人工操作，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。重視多媒體技術(shù)應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)化與自動(dòng)化。

5.2 提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化的安全控制水平 現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)供電指標(biāo)的要求在不斷提高。因而電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制應(yīng)該把握這個(gè)趨勢(shì)，以“安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)質(zhì)”為目標(biāo)，推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)控制的智能化、區(qū)域化和協(xié)調(diào)化。[7]例如，利用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行電力設(shè)備操作、調(diào)試和維護(hù)，改善電力設(shè)施的保護(hù)性能，提高設(shè)備運(yùn)行的準(zhǔn)確率與可靠性。還要逐步取代人員值守模式，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制和調(diào)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的安全隱患，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)束語

隨著技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展和供電系統(tǒng)升級(jí)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，并且逐漸成為一種趨勢(shì)。尤其是在用電需求量大、電網(wǎng)建設(shè)比較復(fù)雜的地區(qū)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要。在這樣的背景下，為提高供電質(zhì)量，確保供電的安全性與穩(wěn)定性，在發(fā)展和利用自動(dòng)化技術(shù)的同時(shí)，也不能忽視對(duì)電力設(shè)施的升級(jí)與改造。同時(shí)還要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，并確保自動(dòng)化技術(shù)的安全。從而全面推進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的早日實(shí)現(xiàn)，有效滿足人們的用電需要，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人們生活水平提高。

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