摘 要：電力系統(tǒng)自動化表現(xiàn)在對電力系統(tǒng)的自動檢測、控制、決策實施上，從而實現(xiàn)人工成本的節(jié)約和電力系統(tǒng)供應(yīng)效率的提高，為社會提供穩(wěn)定、安全、及時可持續(xù)性的電能，這對于社會的發(fā)展與國民的生活水平的進(jìn)一步提高都具有非常重要的意義。本文分析了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化控制技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0074-02

引 言

電力系統(tǒng)自動化是電力系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定、安全地運行的保障。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的健康、穩(wěn)定、安全地運行為。電力系統(tǒng)不僅要有自動決策、控制和檢測功能的裝置，而且要利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和信號系統(tǒng)對電力的全系統(tǒng)、局部系統(tǒng)或各個元件的遠(yuǎn)程或就地自動控制。

1 電力系統(tǒng)智能化控制技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)智能化控制技術(shù)也在不斷發(fā)展。從簡單函數(shù)的單輸入、輸出控制發(fā)展為線性、非線性控制及多級協(xié)調(diào)控制再到智能化控制。而針對這種動態(tài)的系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制對于電力系統(tǒng)工程具有非常重要意義，智能化控制技術(shù)是在智能化分析電力系統(tǒng)的變化參數(shù)的基礎(chǔ)上采取的相應(yīng)的控制策略提高電力系統(tǒng)運行的效率。比如，遠(yuǎn)動控制自動化技術(shù)、光電互感技術(shù)等。遠(yuǎn)動控制自動化技術(shù)是一項調(diào)度自動化技術(shù)能推動電力系統(tǒng)綜合自動化進(jìn)程。其中，遠(yuǎn)動控制自動化技術(shù)主要有遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等技術(shù)。遠(yuǎn)動控制自動化技術(shù)是一種集數(shù)據(jù)采集、信道編碼、通信傳輸?shù)纫惑w的自動化技術(shù)，其中，信道編譯碼技術(shù)是將信道的編碼和譯碼、信息傳輸協(xié)議等信息通信信道傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心的一種技術(shù)。而通信傳輸技術(shù)采用的是調(diào)制技術(shù)和解調(diào)技術(shù)。數(shù)據(jù)采集是利用變送器技術(shù)和A/D技術(shù)。遠(yuǎn)動控制自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅能有效減少故障的發(fā)生率，提高了設(shè)備的使用率，同時該技術(shù)的使用能有效節(jié)約資源，降低成本。

2 電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化由主站端、廠站端和信息通道三部分組成。其中，安裝于調(diào)度側(cè)的是主站端。安裝于各發(fā)電廠及變電站節(jié)點的是廠站端。根據(jù)功能分析，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化由采集信息、傳輸信息、執(zhí)行信息、處理信息和人機聯(lián)系這五個子系統(tǒng)組成。其中，由于處理信息系統(tǒng)含有大量的用以完成從采集信息到人機聯(lián)系的各種分析及計算的計算機應(yīng)用軟件，所以，處理信息系統(tǒng)是整個調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化除了具有監(jiān)視和測量電力系統(tǒng)的功能外，還有對電力系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行控制和評估的功能。與此同時，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化還體現(xiàn)在電力系統(tǒng)潛在隱患分析上及預(yù)測電力系統(tǒng)的實時負(fù)荷和功率自動控制等。

2.2 自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電廠中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)發(fā)電廠自動化包括發(fā)電廠內(nèi)運行設(shè)備的安全檢測的自動化和有功負(fù)荷的經(jīng)濟分配和自動增減。此外，還有電壓控制和無功功率的自動增減等。發(fā)電廠自動化系統(tǒng)中分散控制系統(tǒng)的運用是最為普遍的。分散控制系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)將各個控制站的現(xiàn)場信號和控制參數(shù)傳輸?shù)狡渌刂普旧?，以實現(xiàn)多臺計算機分散處理多個控制回路的目的。因為分散控制系統(tǒng)在數(shù)字技術(shù)支持下能讓電站中相對獨立的控制系統(tǒng)變成控制功能分散、監(jiān)控參數(shù)集中、各子系統(tǒng)信號聯(lián)系緊密的整體，給發(fā)電廠帶來巨大進(jìn)步。

2.3 自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)變電站中的應(yīng)用

智能設(shè)備在變電站中使用實現(xiàn)了電力系統(tǒng)變電站自動化。這些智能設(shè)備由于是基于計算機技術(shù)研發(fā)出的設(shè)備，所以它除了能分析出現(xiàn)場不能直接測量得到的數(shù)據(jù)外，還能利用計算機的存儲功能和數(shù)據(jù)通信接口實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計記錄。計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，變電站就利用這三大技術(shù)實現(xiàn)重組和優(yōu)化變電站設(shè)備并且對變電站系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備實施監(jiān)測和協(xié)調(diào)，以此達(dá)到對變電站全部設(shè)備的監(jiān)視和控制。計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)在變電站中的應(yīng)用是現(xiàn)代化電力生產(chǎn)的一次重大突破。

2.4 自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用

配電系統(tǒng)由饋線、降壓變壓器、繼電保護(hù)裝置、測量和計量儀表以及通信和控制設(shè)備等構(gòu)成，主要實現(xiàn)對各配電設(shè)備的監(jiān)視和協(xié)調(diào)操作。配電網(wǎng)系統(tǒng)引入現(xiàn)代電子通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化。配電網(wǎng)自動化是通過配電網(wǎng)的實時動態(tài)信息、用戶用電信息及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的集成實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的監(jiān)測和保護(hù)功能的。配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)不僅能減少配電設(shè)備的故障，而且出來故障也能縮短處理故障的時間，供電質(zhì)量能大大提高。與此同時，配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)還能降低勞動強度，提高管理水平和服務(wù)質(zhì)量。

3 應(yīng)用了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的設(shè)備

3.1 光電式電力互感器的應(yīng)用

光電式電力互感器是一種將輸電線路中的大電流和高電壓按一定比例降為可測量的小電流和低電壓的一種變電設(shè)備。然而光電式電力互感器在使用過程中，也存在一定的缺陷。比如，光電式電力互感器的絕緣性能會隨著電壓等級的升高而降低。再比如，電流互感器由于信號范圍并不大，會很快飽和而發(fā)生信號變形以及光電式電力互感器的輸出信號不能接口微機計量設(shè)備。

而對舊的光電式電力互感器進(jìn)行改進(jìn)時，需要克服以下幾個技術(shù)難點。①要確保材料的穩(wěn)定性。因為材料的穩(wěn)定性會隨溫度而發(fā)生改變。②由于光電式電力互感器的輸出信號比電磁式互感器輸出信號要小的多，所以，

光電式電力互感器的輸出信號不能通過電纜線直接送到保護(hù)和測控裝置處，而應(yīng)先實時轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再通過光纖接口送出。然后，電子電路的供電電源在絕緣、電磁兼容下也存在技術(shù)問題。為此，不少發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研制出了新型光電式電力互感器，而我國的各大院校和科研機構(gòu)也在致力于光電式電力互感器的研發(fā)并取得了一定成果。

3.2 電力一次設(shè)備的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的一次設(shè)備不僅包括發(fā)電機以及汽輪機，而且還包括斷路器、開關(guān)以及變壓器。對以此設(shè)備實際工作狀況進(jìn)行有效監(jiān)測，一方面可以實現(xiàn)全方位監(jiān)測電力系統(tǒng)關(guān)鍵信息的目標(biāo)，另一方面能夠結(jié)合不同重要數(shù)據(jù)信息變化狀況來分析判斷一次設(shè)備是否會發(fā)生故障，這對于有效控制故障的發(fā)生，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運行及提高設(shè)備的利用率有重要意義。目前，我國電力部門不僅加大了這方面的施工成本的投入（人力與資金），同時和各種科研機構(gòu)以及相關(guān)高校展開密切合作，共同對線上檢測技術(shù)進(jìn)行不斷創(chuàng)新與完善。不僅如此，因為一次設(shè)備線上狀態(tài)檢測不僅施工難度大，而且具有較高的技術(shù)性，所以，要開發(fā)出適應(yīng)惡劣氣候條件的一次設(shè)備還需要時間。

3.3 和光電互感器技術(shù)有關(guān)的二次設(shè)備的應(yīng)用

光電互感器技術(shù)相關(guān)的二次設(shè)備主要包括繼電保護(hù)等裝置。一方面設(shè)備的靈敏性有了大幅提升，另一方面監(jiān)測控制設(shè)備的功能更加全面。要想保證光電互感器技術(shù)相關(guān)的二次設(shè)備運行穩(wěn)定性，不僅需要設(shè)計高效、快速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議，而且需要統(tǒng)一抽樣采集不同互感器的數(shù)據(jù)以滿足計算數(shù)值的需要。

3.4 智能電力一次設(shè)備的應(yīng)用

因為普通電力一次設(shè)備的施工地點距離較遠(yuǎn)，所以不同施工連接的方式主要是信號傳輸較強的電力電纜以及大電流的控制電纜。同時智能電力一次設(shè)備，比如，智能化開關(guān)柜、開關(guān)和智能化箱式變電站等。由于是一種能夠自行檢測以及自我保護(hù)的裝置，可以完全替代普通二次設(shè)備的裝置，所以，不需要用大電流控制電纜與強信號的電力電纜，節(jié)約了大電流控制電纜與強信號的電力電纜。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)也在不斷發(fā)展和進(jìn)步，自動化技術(shù)在發(fā)電、配電、變電過程中的應(yīng)用，不僅提高了一次設(shè)備和光電互感器相關(guān)的二次設(shè)備的自動化以及程序化操作能力，而且有效提高了電力設(shè)備的操作正確性、安全性與可靠性。此外，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)時，不僅能提高電能質(zhì)量，而且還能降低生產(chǎn)成本和減少了生產(chǎn)強度。自動化技術(shù)支持了電力系統(tǒng)的發(fā)展與進(jìn)步同時也推動了我國電力事業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展。

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收稿日期：2018-8-9

作者簡介：石 磊（1984-），工程師，本科，電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，主要從事電力工程概預(yù)算工作。