張鵬久

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾161000）

在最初的電力系統(tǒng)當(dāng)中，自動化功能的實現(xiàn)基本上都是依靠變電站的綜合自動化技術(shù)來完成的，但是隨著科技的飛速發(fā)展，這種綜合自動化系統(tǒng)逐漸顯現(xiàn)出一些缺陷，比如監(jiān)控效果較差等，越來越無法適應(yīng)電網(wǎng)的升級需求。所以當(dāng)時的電網(wǎng)系統(tǒng)亟待進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化更新，實現(xiàn)系統(tǒng)升級改造，電氣自動化技術(shù)便在其中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，大大提升了電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量，使其發(fā)生了質(zhì)的飛躍。

1 電網(wǎng)系統(tǒng)自動化的基本內(nèi)容

1.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化。電網(wǎng)調(diào)度實際上指的是對電力系統(tǒng)中的各項數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和控制的一個過程。具體而言，電網(wǎng)工作人員可以通過遠(yuǎn)程操控電氣自動化控制終端，輸入設(shè)備執(zhí)行指令，從而實現(xiàn)對其他電氣設(shè)備的自動化管理和控制，與此同時，工作人員還可以通過電氣自動化監(jiān)控設(shè)備對電網(wǎng)的整體運行情況進(jìn)行全過程掌握，從而及時發(fā)現(xiàn)可能存在的故障風(fēng)險并予以解決，以確保電網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。

1.2 變電站電氣自動化。變電站無論在現(xiàn)代化電網(wǎng)系統(tǒng)還是在早期的電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，都是必不可少的一部分。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用影響最大的就包括變電站，具體而言，就是利用電氣自動化技術(shù)對變電站的所有電氣設(shè)備和電子化系統(tǒng)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析，然后再通過計算機(jī)網(wǎng)路環(huán)境將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器當(dāng)中，相關(guān)故障診斷系統(tǒng)則會根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳回的數(shù)據(jù)對整個變電站系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行評定，一旦發(fā)現(xiàn)存在異常即會發(fā)出預(yù)警提示，提醒工作人員及時進(jìn)行異常確認(rèn)，避免發(fā)生更加嚴(yán)重的安全事故。

1.3 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)。采用分層分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)，系統(tǒng)包含四大組成部分，一是過程控制單（轉(zhuǎn)下頁）元，二是運行員工作站，三是工程師工作站，四是冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。在過程控制單元中，包含兩個部分，其一是可冗余配置的主控模件，與智能模件通訊時，通過冗余的總線來實現(xiàn)。其二就是智能模件。過程控制單元直接面向生產(chǎn)過程，現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻等產(chǎn)生的信號均傳至此單元，運算處理之后，信號輸出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收信號之后進(jìn)行生產(chǎn)。

1.4 設(shè)備運行狀態(tài)的在線檢測。評價一個電力系統(tǒng)是否具有足夠的可靠度和安全性的重要指標(biāo)之一就是確認(rèn)該系統(tǒng)運行過程中設(shè)備維修和養(yǎng)護(hù)工作是否完善到位。電力系統(tǒng)本身的構(gòu)成就較為復(fù)雜，運行過程中會因為受到多種因素的影響導(dǎo)致其運行效果發(fā)生變化，發(fā)生設(shè)備故障是在所難免的，這就需要電力公司采取積極有效的維護(hù)管理措施對電氣設(shè)備進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)并將解決異常問題，以確保電氣設(shè)備的正常運行。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用可以充分實現(xiàn)對電網(wǎng)中電氣設(shè)備實時運行狀態(tài)的在線檢測，從而預(yù)測其一段時間內(nèi)的運行趨勢，便于幫助工作人員進(jìn)行全方位、精準(zhǔn)化的設(shè)備檢修。

1.5 智能電網(wǎng)技術(shù)。智能化時代的來臨使得電氣自動化技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相融合成為了必然趨勢，對于電力行業(yè)而言，這種技術(shù)融合模式下的電網(wǎng)系統(tǒng)即為智能電網(wǎng)，這種融合性技術(shù)即為智能電網(wǎng)技術(shù)。智能電網(wǎng)技術(shù)覆蓋到智能電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)，無論是發(fā)電還是配電，都需要通過智能電網(wǎng)技術(shù)的支持。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，目前我國已經(jīng)開始著手準(zhǔn)備建設(shè)數(shù)字化電網(wǎng)，這就預(yù)示著未來電網(wǎng)系統(tǒng)會朝著智能化的方向轉(zhuǎn)型發(fā)展。而通信技術(shù)作為智能電網(wǎng)的核心技術(shù)之一，利用的就是計算機(jī)的信息管理功能。

2 電氣自動化在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

在電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動化的優(yōu)勢是顯而易見的，最主要的優(yōu)點可以總結(jié)為以下三點：其一，電氣自動化技術(shù)擁有先進(jìn)的信息化水平。當(dāng)前時代各領(lǐng)域的運營維護(hù)都離不開信息化技術(shù)支持，電網(wǎng)系統(tǒng)也不例外，利用信息化技術(shù)可以實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)大量數(shù)據(jù)資源的在線整合和分析，從而精準(zhǔn)判斷電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提高其運行效率和運行質(zhì)量，而電氣自動化技術(shù)就是綜合了先進(jìn)的信息化技術(shù)所形成的設(shè)備自動化控制技術(shù)，實際應(yīng)用價值非常突出。其二，電子自動化技術(shù)具有良好的可控性。這是由于電氣自動化控制系統(tǒng)主要是通過操控終端設(shè)備來實現(xiàn)對其他設(shè)備的綜合管控的，具有很強(qiáng)的統(tǒng)一性和規(guī)范性，所以可控性也比較高。其三，由于電氣自動化控制系統(tǒng)具有完善的監(jiān)控和故障診斷設(shè)備，而且智能化程度和精準(zhǔn)度都比較高，所以其維護(hù)管理工作也會更為靈活簡便。

3 電網(wǎng)系統(tǒng)電氣自動化技術(shù)實踐應(yīng)用過程中可能存在的問題

根據(jù)當(dāng)前我國電網(wǎng)運行情況來看，在利用電氣自動化技術(shù)對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級改造的過程中，還會存在一些限制性問題，其中電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的問題是最為明顯的，具體而言，可能會有以下幾方面問題：

3.1 系統(tǒng)升級可能引起監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓。電網(wǎng)系統(tǒng)固有的監(jiān)控系統(tǒng)的功能實現(xiàn)主要是通過計算機(jī)和間隔層設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸來實現(xiàn)的，對于上傳到間隔層的數(shù)據(jù)資料，計算機(jī)控制系統(tǒng)會選擇優(yōu)先處理。某些情況下，通信數(shù)據(jù)的傳輸還會關(guān)聯(lián)到調(diào)度站，在計算機(jī)技術(shù)的支持下，調(diào)度站的作用可以得到充分發(fā)揮。不僅如此，計算機(jī)系統(tǒng)本身還具有良好的可維護(hù)性和交互性，可以充分保證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實現(xiàn)對繼電器或變電站的保護(hù)。但是電網(wǎng)系統(tǒng)升級之后，很有可能導(dǎo)致原有的監(jiān)控系統(tǒng)無法適應(yīng)當(dāng)前電氣自動化技術(shù)，進(jìn)而發(fā)生系統(tǒng)癱瘓。

3.2 保護(hù)機(jī)制的有效性問題。電氣設(shè)備運行的安全性對于電網(wǎng)系統(tǒng)具有關(guān)鍵性的影響，所以電網(wǎng)系統(tǒng)必須具備可靠的保護(hù)機(jī)制。其中監(jiān)控系統(tǒng)電網(wǎng)當(dāng)中發(fā)揮著不可替代的作用，通過有效的狀態(tài)監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運行過程中的細(xì)微故障，并在第一時間急性報警提示，便于工作人員及時進(jìn)行檢修。但是電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用有可能會造成監(jiān)控系統(tǒng)無法兼容，進(jìn)而導(dǎo)致后臺安全控制機(jī)制無法發(fā)揮相應(yīng)的作用。

3.3 增容限制的問題。在原有的電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，由于各種條件的限制，導(dǎo)致大部分監(jiān)控系統(tǒng)和軟硬件性能配置處于較低的水平，本身監(jiān)控系統(tǒng)就會存在一定的不穩(wěn)定因素。如果再對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行電氣自動化升級改造，原有的監(jiān)控系統(tǒng)容量顯然是無法承擔(dān)更多的數(shù)據(jù)的，所以就必須對其進(jìn)行擴(kuò)容處理，這在一定程度上會加劇監(jiān)控系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

4 電網(wǎng)系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)升級的應(yīng)用實踐

4.1 升級思路。在原有的變電站監(jiān)控系統(tǒng)中，通過間隔層的各個測控裝置，實時采集數(shù)據(jù)信息，完成后，將信息傳輸至通信層，隨后，在傳送至變電站層，變電站層對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理之后，變?yōu)椴僮餍畔?，返回至通信層，通信層依?jù)具體的操作信息控制間隔層?，F(xiàn)如今，電氣自動化應(yīng)用技術(shù)在升級的過程中可采用的新技術(shù)越來越多，其中占據(jù)主要優(yōu)勢的技術(shù)有兩種，一種是以太網(wǎng)局域技術(shù)，一種是TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在進(jìn)行升級時，可充分利用這兩種技術(shù)的優(yōu)勢，在此技術(shù)上形成升級思路：在監(jiān)控系統(tǒng)中，如果IED 裝置不存在以太網(wǎng)通信功能，那么將其連接到以太網(wǎng)中，促使監(jiān)控系統(tǒng)在運行的過程中，具有比較高的獨立性，而且監(jiān)控系統(tǒng)和運動轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)在運行的過程中，相互之間不會產(chǎn)生任何干擾。

4.2 升級方案。目前，RS-485、RS-422 和RS-232 為多數(shù)保護(hù)測控裝置、IED裝置采用的串行接口，其所使用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為規(guī)約轉(zhuǎn)換器。在進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時，通過RS-485、RS-422 和RS-232 串行接口以、以太網(wǎng)接口等共同實現(xiàn)，利用相關(guān)程序處理之后，傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)或其他系統(tǒng)中。在升級方案中，采用規(guī)約轉(zhuǎn)換器的同時，還使用嵌入式遠(yuǎn)動子站，規(guī)約轉(zhuǎn)換器的串口為雙串口，遠(yuǎn)動子站為智能型通信管理機(jī)，系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)采集完成之后，通過電纜，規(guī)約轉(zhuǎn)換器接受并處理之后，傳輸至調(diào)動中心，實現(xiàn)調(diào)度。

5 結(jié)論

總而言之，在現(xiàn)代化電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為了必然趨勢，而且還不單單是電氣自動化技術(shù)，而是要與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的智能化技術(shù)。只有充分將計算機(jī)技術(shù)與電氣自動化技術(shù)相融合，才能全面實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的智慧化管理，從而提升電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控能力和運行控制能力，便于相關(guān)工作人員全面掌握電網(wǎng)運行過程中準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從而及時進(jìn)行電網(wǎng)運行狀態(tài)的調(diào)整，向人們源源不斷地提供安全可靠的電力能源。