賽富電力集團股份有限公司 王岸明

1 引言

隨著我國電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，以及相關(guān)的建筑工程數(shù)量增多，用電規(guī)模也隨之增加。目前我國的用電需求已經(jīng)遠遠超過以往的任何時期，在這個過程中如何保證電力供應的安全性和可靠性是現(xiàn)階段相關(guān)單位和人員所需要思考的重要問題。電氣自動化技術(shù)在供配電系統(tǒng)之中的結(jié)合和應用，將在后續(xù)的工作之中達到充分增強對應系統(tǒng)的可靠性，并全面降低因此可靠性不足而導致事故出現(xiàn)的概率。

2 電氣自動化技術(shù)的功能及其在供配電系統(tǒng)中的應用

2.1 電氣自動化技術(shù)的功能

從當前的實際工作需求來看，針對供配電系統(tǒng)進行進一步的優(yōu)化，確保其自動化程度的提升，將讓工作人員在操作與管理過程中更為便捷，并能夠有效地防范既往工作之中常見的安全問題。此外依托合理的自動化改造，也能夠盡可能地降低操作的難度，各類操作工作也無須專業(yè)較強的工作人員，更加有利于對系統(tǒng)運行狀況的保障。

當然，自動化技術(shù)在應用過程中，也能夠?qū)崿F(xiàn)比較良好的保護供配電系統(tǒng)的作用，在這種措施之下，供配電系統(tǒng)的整體運行過程也將更為可靠、穩(wěn)定和安全[1]。最后，自動化技術(shù)最為突出的優(yōu)勢在于可以確保對各類情況的實時監(jiān)測和分析。相關(guān)自動化技術(shù)在應用過程中，能夠為相關(guān)單位在任何時間節(jié)點對系統(tǒng)的整體運行情況、運行質(zhì)量進行把握，從而判斷系統(tǒng)的整體供配電現(xiàn)狀。

2.2 電氣自動化技術(shù)的應用

在供配電系統(tǒng)中，電氣自動化系統(tǒng)的應用主要集中在對設備的監(jiān)測、對配電系統(tǒng)的保護和遠程控制三個方面。

一是對配電系統(tǒng)中設備的監(jiān)測。從既往的工作之中可以了解到，供配電系統(tǒng)在運行過程中比較容易受到外界環(huán)境因素的影響，如因為故障導致傳輸、分配電能的線路出現(xiàn)接地故障之后，導致間歇性電弧接地的情況產(chǎn)生有可能讓絕緣子被電弧接地而產(chǎn)生的過電壓擊中，引發(fā)變壓器的故障；因為設備過于老舊，或是設備質(zhì)量不合格等因素造成事故現(xiàn)象。

這些問題都會對供配電系統(tǒng)中的設備正常運行產(chǎn)生較大的影響，不利于供配電的安全性和穩(wěn)定性?；诖耍诠ぷ髦屑訌娤嚓P(guān)的自動化技術(shù)應用，讓對應的管理活動可以準確地對各個階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行獲取，尤其是對不同時間段的電壓、故障、操作參數(shù)等的掌握，將能夠為人們準確判斷系統(tǒng)的故障問題創(chuàng)造條件。

二是對供配電系統(tǒng)的保護作用。電氣自動化技術(shù)在應用過程中還能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)中的繼電器進行保護的目的，繼電器通常用于控制電路中，能夠?qū)ο到y(tǒng)起到保護和調(diào)節(jié)的作用。自動化技術(shù)在相關(guān)系統(tǒng)之中的應用，也可以為工作人員準確了解系統(tǒng)所存在的故障問題提供方便，而在掌握故障情況之后，則可以根據(jù)相應的引導，精準地展開各項維修工作。

三是依托相關(guān)技術(shù)體系之下的遠程控制手段，可以有效地降低工作量，解放勞動力，在實現(xiàn)過程中相關(guān)技術(shù)可以確保對設備運行狀況的實時監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)故障即可立刻上報，避免系統(tǒng)運行出現(xiàn)嚴重的安全隱患。

3 PLC 技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應用

3.1 供配電系統(tǒng)的接線

在配電網(wǎng)絡接線方面，常見的接線方式可以分為無備用接線方式和有備用接線方式，無備用接線方式又可以分為樹干式、放射式、鏈條式等（如圖1所示），而有備用接線方式則可以分為雙回路放射式、環(huán)式、樹干式等。相較而言，無備用接線結(jié)構(gòu)在應用過程中，其整體結(jié)構(gòu)相對較為簡單，建設的成本也相對較低，但是這種配電系統(tǒng)的接線方式在應用過程中一般適用于負荷較小的用戶[2]。有備用接線結(jié)構(gòu)則相對較為復雜，在應用成本方面較高，需要額外進行施工和布線，不過其供電的穩(wěn)定性相對較高。

圖1 無備用接線方式

3.2 PLC 在供配電系統(tǒng)中的應用方法

采取PLC 技術(shù)能夠比較有效地增強供配電系統(tǒng)的自動化水平，從而保證控制的有效性。PLC 是可編程邏輯控制器，其組成包括中央處理器、存儲器、輸入/輸出模塊、通信接口等，應用過程中用戶可以自由進行程序的編寫，從而確保系統(tǒng)實現(xiàn)不同的功能。

當前的供配電系統(tǒng)之中，相關(guān)人員可以利用PLC 優(yōu)秀的處理能力，將其作為自動化供配電系統(tǒng)的核心控制器，實現(xiàn)階段可以將該系統(tǒng)按照實際的用電負荷需求進行不同系統(tǒng)的劃分，以現(xiàn)階段的樓宇供配電為例，根據(jù)其情況可以劃分為配電監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，以PLC 為控制核心，以各類傳感器進行數(shù)據(jù)信息獲取，從而達到對供配電進行精準優(yōu)化的效果[3]。在系統(tǒng)構(gòu)成方面，其主要包括PLC、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、變頻器、傳感器等，自動化技術(shù)條件下樓宇供配電系統(tǒng)的組成詳見表1。

表1 自動化技術(shù)條件下樓宇供配電系統(tǒng)的組成

4 自動化技術(shù)在電力調(diào)度過程中的應用

一體化智能調(diào)度系統(tǒng)，是當前進行電力自動化調(diào)度的重要技術(shù)類型。在其實現(xiàn)過程中，通常是通過進行在對應配電站安裝監(jiān)控攝像頭、視頻顯示器、寬帶網(wǎng)絡等來確保對各類數(shù)據(jù)的有效監(jiān)控，同時依托網(wǎng)絡來進行對數(shù)據(jù)的獲取和傳輸，在這種方式之下將能夠確保配電系統(tǒng)實現(xiàn)信息管理，從而對電力網(wǎng)絡實施全面的監(jiān)控和管理工作[4]。

運行過程中，通過分析不同時間段的電力網(wǎng)絡數(shù)據(jù)變化的方式，來把握相關(guān)系統(tǒng)存在的異?，F(xiàn)象，并將相應的問題進行準確反饋和定位，確保工作人員對系統(tǒng)運行狀況形成比較準確地掌握。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)架構(gòu)

在上述架構(gòu)的基礎上，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能如下。

一是對電網(wǎng)整體運行狀態(tài)進行監(jiān)視與控制，包括穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)的監(jiān)視，同時系統(tǒng)也能夠?qū)Ξ斍半娋W(wǎng)運行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行計算，對各類事件進行準確記錄，從而實現(xiàn)調(diào)度運行的自動和手動控制操作，更加有利于對電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性的提升。

二是可以實現(xiàn)對現(xiàn)階段電網(wǎng)運行過程中所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)的深入分析，比如當前的電網(wǎng)運行方式、風險控制和電能質(zhì)量分析等。

三是對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的各類信息圖表進行直接展示，幫助工作人員完成決策工作。OSB 總線在該過程中具有較為關(guān)鍵的作用，在組成方面其主要包括通用服務總線、高速數(shù)據(jù)總線和服務注冊中心三方面的內(nèi)容共同組成。通用服務總線是該系統(tǒng)的基礎軟件，在應用階段的主要作用是進行通信、互聯(lián)、轉(zhuǎn)換等。高速數(shù)據(jù)總線在該過程中的作用則是為計算機內(nèi)部進程提供相應的數(shù)據(jù)通信服務。服務注冊中心則是為用戶提供注冊、注銷、查詢和定位等服務。

5 自動化技術(shù)在變電站中的應用

首先，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理方面，該系統(tǒng)是由視頻圖像采集、數(shù)據(jù)傳輸、傳感器控制等共同組成，其中圖像采集模塊所指的是監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備，如攝像機和NVR 等設備，這些設備可以準確地進行現(xiàn)場資料的采集，在通過編碼處理之后，將信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。數(shù)據(jù)傳輸模塊則是指進行對應數(shù)字信號傳輸?shù)耐ǖ?。傳感控制模塊則是進行相應傳感設備控制的模塊，如控制攝像機的移動和調(diào)整等[5]。

其次，該系統(tǒng)在進行所獲取信號的傳輸過程中，該系統(tǒng)可以采取TCP/IP 協(xié)議進行。變電站的現(xiàn)場設備，如視頻采集、壓縮和編碼設備等將信息收集和處理之后，通過向相關(guān)的傳輸協(xié)議傳輸至監(jiān)控主機即可。當然在系統(tǒng)構(gòu)建階段，相關(guān)人員進行現(xiàn)場設備的選擇過程中需要根據(jù)實際情況進行準確的選擇，例如進行計算機設備選擇的時候，利用相應的計算機系統(tǒng)，能夠有效地減輕對供配電系統(tǒng)管理過程中各類數(shù)據(jù)的傳輸和計算難度，且該過程的精確性也將遠遠地高于傳統(tǒng)方式。同時相關(guān)人員還需要對變電站進行相對合理的區(qū)域劃分，確保各個區(qū)域之間的攝像頭圖像采集范圍不出現(xiàn)重復現(xiàn)象，且不會存在死區(qū)，影響到監(jiān)控過程。

最后，在客戶端監(jiān)控系統(tǒng)方面，相應的系統(tǒng)構(gòu)成通常為5個模塊，即顯示功能模塊、視頻解碼模塊、網(wǎng)絡接口模塊、報警模塊、網(wǎng)絡接口模塊。其中顯示功能模塊主要作用是顯示遠端傳輸?shù)亩嗦芬曨l信號，視頻解碼模塊則是主要應用于對視頻信號的解碼，網(wǎng)絡接口模塊則是用于進行對服務器的連接，報警模塊在應用過程中需要承擔進行報警信號的傳輸?shù)淖饔?，而對于變電站來說，主要的報警信號類型包括紅外和煙霧報警。

從客戶端監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理來看，相關(guān)系統(tǒng)在工作之中需要將對應的信息進行充分的處理之后，將其發(fā)送到服務器，而服務器在獲取數(shù)據(jù)信息之后，或者通過采取進一步的處理措施，并將其傳輸至客戶端，而工作人員則可以在這種條件下進行對相關(guān)視頻的分析。

6 結(jié)語

供配電系統(tǒng)在運行過程中的安全性與穩(wěn)定性直接關(guān)系到我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，隨著現(xiàn)階段自動化技術(shù)的成熟和廣泛的應用，在供配電系統(tǒng)之中進行相關(guān)技術(shù)的充分應用，將有助于增強供配電系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性，同時也能夠顯著地降低生產(chǎn)成本，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。