電力系統(tǒng)自動化技術研究

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引言

電力系統(tǒng)自動化技術的科學應用與創(chuàng)新發(fā)展，是社會經(jīng)濟建設與電力市場優(yōu)化發(fā)展對電力行業(yè)現(xiàn)代化建設提出的客觀需求，也是電力企業(yè)提升市場占有率，實現(xiàn)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要舉措。對此，在當前電能應用需求不斷增多，高度重視電力系統(tǒng)運行安全性、經(jīng)濟性協(xié)調(diào)發(fā)展的背景下，有必要加強電力系統(tǒng)自動化技術及其應用的研究，明確電力系統(tǒng)自動化技術發(fā)展方向，以期為我國電力事業(yè)優(yōu)化發(fā)展奠定良好基礎。

1電力系統(tǒng)自動化技術的相關概述

1.1電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)是集電能生產(chǎn)、分配與利用為一體的綜合性系統(tǒng)，由電廠發(fā)電、電廠輸電、變電所變配電、用戶用電等環(huán)節(jié)共同構(gòu)成[1]。因此，電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)主要有電源、變電所、輸電網(wǎng)絡、配電線路、負荷中心等。其中電源主要指發(fā)電廠，包括火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、風能太陽能發(fā)電廠、核能發(fā)電廠等，各發(fā)電廠之間存在一定關聯(lián)性，能夠?qū)崿F(xiàn)不同區(qū)域間的電能調(diào)解，以滿足供電需求。變短所與輸電、配電線路所構(gòu)成的網(wǎng)絡，統(tǒng)稱為“電力網(wǎng)絡”承載著電能分配、傳輸?shù)闹匾姑?

1.2自動化技術

自動化技術是基于計算機技術、信息技術、網(wǎng)絡技術、控制技術、系統(tǒng)工程技術等結(jié)合應用下，形成的一門多學科綜合型的應用技術。加之科學技術的創(chuàng)新力度逐漸增強，自動化技術被廣泛應用于多個領域之中，為其生產(chǎn)與管理質(zhì)量、效率的提升，奠定了良好基礎。從電力電氣領域上看，在電力系統(tǒng)中使用自動化技術，能夠使電力系統(tǒng)具備自動化控制能力，可有效提升電力系統(tǒng)敏感度，實現(xiàn)對各環(huán)節(jié)電力設備運行狀況的自動化監(jiān)督與管控，減低設備故障對電力系統(tǒng)運行的影響。與此同時，隨著自動化技術與智能技術的有機結(jié)合，電力系統(tǒng)智能化水平得到提升，電力設備控制能力增強，有助于推動智能電網(wǎng)的構(gòu)建，加強電能監(jiān)督與管理力度，實現(xiàn)電能能源的節(jié)約。對此，研究電力系統(tǒng)自動化技術應用與發(fā)展，具有重要現(xiàn)實意義。

2電力系統(tǒng)自動化技術的實踐應用

由于電力系統(tǒng)是一個綜合且復雜的系統(tǒng)，其自動化技術的應用范圍相對較廣，涉及的核心技術較多。對此，本文主要以電網(wǎng)調(diào)度、配電網(wǎng)的變電站以及電力系統(tǒng)的繼電保護為例，簡要分析了電力系統(tǒng)自動化技術的實踐應用狀況。

2.1自動化技術在電網(wǎng)調(diào)度中的應用

電網(wǎng)調(diào)度是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠、經(jīng)濟運行的根本保障，能夠通過監(jiān)督、管理與指揮，保證發(fā)電、輸電、變電以及配電依據(jù)相關規(guī)定與要求持續(xù)而穩(wěn)定作業(yè)，并實現(xiàn)電力系統(tǒng)故障的及時識別、診斷與排除[2]。在電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)調(diào)度工作涉及內(nèi)容相對較多，其監(jiān)督與管理難度系數(shù)相對較大。而應用電力系統(tǒng)自動化技術，構(gòu)建科學電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，可有效提升電力生產(chǎn)運行監(jiān)督、管理、指揮質(zhì)量與效率，促進電網(wǎng)調(diào)度管理的優(yōu)化發(fā)展。例如，應用自動化技術構(gòu)建“信息采集與控制執(zhí)行系統(tǒng)+信息傳輸系統(tǒng)+信息處理系統(tǒng)+人機互動系統(tǒng)”的電網(wǎng)調(diào)度自動化控制系統(tǒng)，能夠有效實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行過程中所產(chǎn)生各項信息的采集，從而根據(jù)所采集到的信息，包括負荷變化、用電情況等，并結(jié)合天氣預報、用戶用電規(guī)律進行用電負荷預測，形成負荷曲線，為電網(wǎng)調(diào)度中發(fā)電容量配備提供信息依據(jù)。與此同時，在電力調(diào)度能量管理系統(tǒng)中配置SCADA（Su-pervisoryControlAndDataAcquisition，采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）系統(tǒng)能夠在一個或多個服務器運行作用下進行電力設備運行數(shù)據(jù)采集，基于服務器與硬件設備之間的通信渠道，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并通過控制運算、里程轉(zhuǎn)換、報警檢查、用戶腳本執(zhí)行等操作完成數(shù)據(jù)處理與分析，便于電力調(diào)度工作人員及時掌握系統(tǒng)運行情況，實現(xiàn)系統(tǒng)故障的快速診斷，從而提高電力調(diào)度水平，維護電網(wǎng)運行的穩(wěn)定與安全，推動電力調(diào)度實現(xiàn)自動化、信息化、現(xiàn)代化發(fā)展。

2.2自動化技術在繼電保護中的應用

繼電保護是電力系統(tǒng)故障與異常檢測、報警與處理的一種措施，在電力系統(tǒng)管理中發(fā)揮著至關重要的作用，是電力企業(yè)電氣工程建設不可或缺的存在。通常情況下，電力系統(tǒng)運行過程中繼電保護受多種因素影響，不可避免會產(chǎn)生誤動、拒動問題，從而向控制中心發(fā)出錯誤報警信號，不能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進行有效保護，致使電力系統(tǒng)不能夠安全、有效的運行。因此，采取電力系統(tǒng)自動化技術，不僅可以提升繼電保護自動化控制水平，還能夠有效實現(xiàn)上述問題的處理。以微機繼電保護硬件系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集單元（模擬量輸入系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)處理單元（微機主系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信接口與電源共同組成。其中數(shù)據(jù)處理單元能夠有效將模擬輸入量轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的數(shù)字量，便于系統(tǒng)對電流、電壓、功率、頻率、諧波等繼電保護相關參數(shù)的處理與分析。與此同時，數(shù)據(jù)處理單元中可編程制度存儲器、外部存儲器等設備的配置，實現(xiàn)了系統(tǒng)存儲器的有效拓展，便于繼電保護設置要求的滿足。而同步通信與異步通信在通信接口中的靈活應用，能夠滿足系統(tǒng)不同通信需求，保證通信的準確性、及時性、安全性。此外，顯示器、打印機等輸出裝置的配置，可提升系統(tǒng)交互性，通過測試結(jié)果直觀展示，為工作人員進行系統(tǒng)故障分析與處理提供便利。

2.3自動化技術在配電網(wǎng)變電站中的應用

在配電網(wǎng)變電站使用自動化技術，可有效提升變電站自動化控制水平，提升變電站監(jiān)督力度。例如，應用自動化技術構(gòu)建“全站控制級+就地單元控制級”的分布分層式控制體系，通過SCS（站控系統(tǒng)）、SMS（站監(jiān)視系統(tǒng)）、EWS（站工程師工作臺）以及RTU（調(diào)度中心通信系統(tǒng)）的相互作用，實現(xiàn)對變電站電力設備運行情況的全面掌控，并根據(jù)實際情況通過就地單元控制級完成設備調(diào)配，提升變電站運行的安全性與可靠性[3]。

3電力系統(tǒng)自動化技術的創(chuàng)新發(fā)展

隨著電力系統(tǒng)自動化技術理論與實踐研究的不斷深入，電力系統(tǒng)自動化技術應趨向于標準化、集成化、智能化發(fā)展。

3.1標準化發(fā)展

標準化發(fā)展是保證技術應用規(guī)范與科學，促進技術作用充分發(fā)揮的前提基礎。隨著電力自動化技術的應用規(guī)模之間擴大，我國在應用電力自動化技術時，應逐漸朝國際標準發(fā)展。目前，發(fā)達國家已經(jīng)出臺了電氣自動化應用標準，以此規(guī)范與指導自動化技術應用行為。對此，我國在發(fā)展電力事業(yè)時，應借鑒國外先進經(jīng)驗，加強技術應用標準的制定與完善。

3.2集成化發(fā)展

集中化發(fā)展主要體現(xiàn)在技術結(jié)合應用上。電力系統(tǒng)的整體性、綜合性與復雜性，勢必需要秉承“獨立且綜合”的原則進行優(yōu)化發(fā)展。加之，自動化技術本身具有綜合性特征。對此，電力系統(tǒng)自動化技術在電力系統(tǒng)控制領域中的應用將趨向集成化發(fā)展，通過與其他技術，包括測量技術、保護技術、報警技術、監(jiān)控技術、智能技術等的有機結(jié)合，簡化系統(tǒng)操作，促進系統(tǒng)整體控制質(zhì)量的提升。

3.3智能化發(fā)展

智能電網(wǎng)改造對電力系統(tǒng)智能化水平提出了更高要求。在此背景下，要想在實踐過程中增加電力自動化技術的應用力度，務必要對其技術進行升級、創(chuàng)新。例如，通過“自動化控制+神經(jīng)網(wǎng)絡”、“自動化控制+智能識別”等，增強技術應用智能化水平。

4結(jié)論

電力系統(tǒng)自動化技術的科學應用與創(chuàng)新發(fā)展是推動智能電網(wǎng)構(gòu)建，提升電力生產(chǎn)能力，保證電力供應具有較高的可靠性與安全性的手段。為此，在對電力自動化技術應用的重要性有一定認識與掌握的同時，還要對其技術進行全面了解，并以創(chuàng)新發(fā)展為指導，以實際需求為核心，探尋其發(fā)展方向，以促進自動化技術應用的科學性與有效性，為電力企業(yè)優(yōu)化發(fā)展提供技術支持。

參考文獻：

[1]陳晶煒，柴燕.電力系統(tǒng)自動化控制中的智能技術應用及其優(yōu)勢研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2019（01）：1.

[2]沙軼.電力系統(tǒng)及其自動化和繼電保護的關系[J].電子技術與軟件工程，2018（24）：106.

[3]王洪杰.電力系統(tǒng)中自動化技術的應用及發(fā)展方向[J].南方農(nóng)機，2018，49（24）：116+120.

作者:劉彧揮 單位:宜昌市三峽大學