劉坤

【摘 要】隨著近幾年來自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的逐步完善，國(guó)家各級(jí)電網(wǎng)建設(shè)對(duì)于此技術(shù)的應(yīng)用逐步深入，并切實(shí)地借助于電氣的自動(dòng)化技術(shù)的積極作用為電網(wǎng)建設(shè)的各個(gè)方面進(jìn)行了有效的優(yōu)化。國(guó)家為了進(jìn)一步滿足人們生產(chǎn)以及生活對(duì)電網(wǎng)建設(shè)提出的各種要求，使電網(wǎng)的建設(shè)以及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)于嚴(yán)峻形勢(shì)的有效應(yīng)對(duì)，在當(dāng)前時(shí)期逐步地組織相關(guān)研究人員加大了對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研討工作，力求以有效技術(shù)理論以及實(shí)踐，使自動(dòng)化技術(shù)更好的為電網(wǎng)建設(shè)服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)建設(shè)；自動(dòng)化技術(shù)；技術(shù)運(yùn)用

1 自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)中的重要性

自動(dòng)化技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，它和控制論、信息論、電子學(xué)、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓氣壓技術(shù)、自動(dòng)控制等都有著十分密切的關(guān)系。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一種是智能化，另一種是信息化。電網(wǎng)的智能化只是電網(wǎng)能夠根據(jù)操作人員的指令直接進(jìn)行操作，減少了人工的手動(dòng)進(jìn)行，避免了很多人為操作的失誤造成的事故的發(fā)生。電網(wǎng)的信息化是指能夠通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)信息、用電量分析以及事故監(jiān)控等等有效的整合出來，最終將嚴(yán)謹(jǐn)、縝密的計(jì)算結(jié)果展示出來。自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的廣泛應(yīng)用就能夠保障高效率的配電。跟上生產(chǎn)、生活的腳步，能夠保障其安全、有序的進(jìn)行。由此可以看出自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)過程中起著非常重要的作用。自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及電子信息技術(shù)加以整合運(yùn)用到電網(wǎng)的建設(shè)中。電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)所處的負(fù)荷狀態(tài)監(jiān)測(cè)都是需要計(jì)算機(jī)評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，計(jì)算機(jī)評(píng)估系統(tǒng)能夠全程實(shí)時(shí)的監(jiān)控到電網(wǎng)現(xiàn)行的運(yùn)行狀態(tài)，在電網(wǎng)的運(yùn)行過程中如出現(xiàn)問題能夠通過電子信息技術(shù)對(duì)所發(fā)生進(jìn)行傳輸，最后通過自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)各種事故以及下達(dá)的命令加以執(zhí)行。這樣的操作能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的智能化，可以很好的保障電網(wǎng)的準(zhǔn)確運(yùn)行。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要組成部分，由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等，其主要是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備（如測(cè)量控制等裝置）等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能是：電力生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制（省級(jí)電網(wǎng)以上）、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度（省級(jí)電網(wǎng)以上）并適應(yīng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的需求等。

2.2 變電站自動(dòng)化

變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備；二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜；操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化；運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

2.3 發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（DCS）

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過程控制單元（PCU）、運(yùn)行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）組成。過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O 模件組成。MCU 模件通過冗余的I/O 總線與智能I/O 模件通訊。PCU 直接面向生產(chǎn)過程，接受現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。運(yùn)行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機(jī)接口。運(yùn)行員工作站接收PCU 發(fā)來的信息和向PCU 發(fā)出指令，為運(yùn)行操作人員提供監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行的手段，工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改、系統(tǒng)診斷和維護(hù)等手段。

3 自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

信息管理系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合所形成針對(duì)整個(gè)全局進(jìn)行智能控制的技術(shù)，也就是智能電網(wǎng)技術(shù)，是一個(gè)最具典型性的技術(shù)，涵蓋了配電、輸變電和用戶以及調(diào)度、發(fā)電的各個(gè)環(huán)節(jié)。其中變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)等被廣泛應(yīng)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)中，同時(shí)一樣的還有諸如調(diào)度柔性交流輸電以及自動(dòng)化系統(tǒng)等。目前這種數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)，一定程度上可以說是智能電網(wǎng)的雛形，實(shí)際上也為我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)做著準(zhǔn)備工作。智能電網(wǎng)中較為典型的有智能電網(wǎng)的通信技術(shù)，同時(shí)在建設(shè)的過程中需要很多依托計(jì)算機(jī)的技術(shù)，需要具備實(shí)時(shí)性、雙向性、可靠性的特征，需要先進(jìn)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，而且該系統(tǒng)也是完全依托計(jì)算機(jī)技術(shù)而存在的，同時(shí)具有信息管理系統(tǒng)。

3.1技術(shù)具體應(yīng)用

3.1.1變電運(yùn)行自動(dòng)化。電網(wǎng)系統(tǒng)中的變電站是維持系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以自動(dòng)化技術(shù)輔助開展變電工作，使變電站中常規(guī)電磁設(shè)備被自動(dòng)化的微機(jī)裝置所替代、電力信號(hào)電纜被光纖或計(jì)算機(jī)電纜所替代，進(jìn)而保證變電站中各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行得到自動(dòng)化的監(jiān)控、記錄以及管理，避免變電運(yùn)行中人為操作失誤的出現(xiàn)，可以極大地提升變電運(yùn)行的工作效率。

3.1.2調(diào)動(dòng)工作自動(dòng)化。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)的主要部位，就在于調(diào)度工作的自動(dòng)化，通過為中心調(diào)度室配備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)（廣域網(wǎng)）、服務(wù)器、顯示器、工作平臺(tái)以及打印設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)中心調(diào)度部門對(duì)于以下各級(jí)電網(wǎng)中工作部門、設(shè)備運(yùn)行、數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行狀況等方面的自主遠(yuǎn)程調(diào)控，進(jìn)而使整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)有效的連通。

3.2技術(shù)應(yīng)用成果

3.2.1智能化一次設(shè)備。設(shè)計(jì)人員利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電力的一次設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，將二次常規(guī)設(shè)備的功能直接引入到一次設(shè)備中，保證一次設(shè)備達(dá)到對(duì)于自我運(yùn)行的監(jiān)控與保護(hù)，并且使一、二次設(shè)備在進(jìn)行溝通時(shí)，減少對(duì)于電力信號(hào)以及控制工作的電纜的應(yīng)用。比如，智能化的開關(guān)柜、開關(guān)及箱式的變電站等。這種自動(dòng)化的設(shè)備可以充分地應(yīng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中的各種電子部件運(yùn)行故障的出現(xiàn)，提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2.2光電式的互感器。設(shè)計(jì)人員將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電力運(yùn)行的互感器設(shè)計(jì)工作中，使傳統(tǒng)的互感器升級(jí)為電子式或光電式的新型產(chǎn)品，可以充分地提升其運(yùn)行中對(duì)于電流與電壓標(biāo)準(zhǔn)的使用，降低互感器運(yùn)行中的過早飽和、信號(hào)諧波等問題的出現(xiàn)。但是，此種互感器的研究當(dāng)前還存在著信號(hào)較小、絕緣保護(hù)、電源供給等方面的技術(shù)難點(diǎn)，需要進(jìn)一步地進(jìn)行研發(fā)。

3.2.3繼電保護(hù)及測(cè)控。建設(shè)人員利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)裝置中的保護(hù)器、測(cè)控設(shè)備等進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，省略原有設(shè)備中的隔離互感器以及電路轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理電路等裝備，可以充分地提升繼電保護(hù)裝備對(duì)于故障的應(yīng)對(duì)速度。

4 結(jié)論

想跟上時(shí)代發(fā)展的步伐、追趕發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展腳步，電網(wǎng)的智能化發(fā)展已經(jīng)迫在眉睫。電網(wǎng)的建設(shè)是我國(guó)社會(huì)主義發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步提升起著非常大的作用，可以說是電力掌握著國(guó)家發(fā)展的命脈，由此可見電網(wǎng)的建設(shè)在國(guó)家的發(fā)展中起著非常重要的地位，將各種高新技術(shù)運(yùn)用在電網(wǎng)的建設(shè)中已經(jīng)成為了電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)過程中的應(yīng)用是我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的一大重要突破。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹耀峰.電網(wǎng)系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)升級(jí)問題之研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016.

[2]張笑.淺析電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在供熱建設(shè)中的應(yīng)用難點(diǎn)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016.

[3]李勛，龔慶武，胡元潮，等.智能配電網(wǎng)體系探討[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2017.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司唐山供電公司）