淺談我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

1、    淺談我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展    張中力 亓梁 曹德參摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)迅速的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)正逐步趨于成熟，越來越多自動(dòng)化技術(shù)被應(yīng)用于電氣領(lǐng)域。電力是我國最大、最重要的能源產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展關(guān)系著整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)及生活。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是一直以來力求的發(fā)展方向，本文從電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，探討了電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用前景，最后簡要分析了電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，從而對提升電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平有一定指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 自動(dòng)化技術(shù) 應(yīng)用與發(fā)展隨著我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化市場的快速發(fā)展， 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在人們的生活

2、中越來越重要，電力自動(dòng)化越來越受到電力企業(yè)的重視，并成為未來發(fā)展的主要趨勢。由于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，對我國傳統(tǒng)的電力技術(shù)而言， 始終存在自動(dòng)化效率不高等問題， 因而傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)快速發(fā)展需求。電力系統(tǒng)自動(dòng)化新技術(shù)作為一種新型的自動(dòng)化控制技術(shù)， 充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)等多種新科技， 不僅大大提高了電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的效率， 還可以提高電力系統(tǒng)的整體質(zhì)量與水平。目前， 我國電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)已得到較快發(fā)展， 并且具有非常廣闊的應(yīng)用前景。1.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)概述所謂電力自動(dòng)化，又稱為電自動(dòng)化或電網(wǎng)自動(dòng)化，包含了電站自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化、配電通

3、信系統(tǒng)及配電管理自動(dòng)化。電力自動(dòng)化技術(shù)是目前電力系統(tǒng)最高層次的技術(shù)，涉及范圍廣泛，如無線技術(shù)、信息化技術(shù)、信息安全技術(shù)、直流電源技術(shù)等。電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等環(huán)節(jié)組成。通常將發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)、及輸電線路等設(shè)備稱作電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，為了保證電力一次設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行和電力生產(chǎn)以比較經(jīng)濟(jì)的方式運(yùn)行，就需要對一次設(shè)備進(jìn)行在線測控、保護(hù)、調(diào)度控制等。在電力各個(gè)環(huán)節(jié)中，饋線自動(dòng)化能夠有效排查、診斷線路故障，變電站自動(dòng)化是最常見的自動(dòng)化系統(tǒng)，配電管理系統(tǒng)則起到中心作用、確保配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。電力自動(dòng)化通過計(jì)算機(jī)技術(shù)收集有效信息，來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與電力設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化。通過自動(dòng)化技術(shù)，

4、有效提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行精度和運(yùn)轉(zhuǎn)效率，也實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的自動(dòng)監(jiān)控和保護(hù)。此外，電力自動(dòng)化還大大降低了電力系統(tǒng)的成本，保證了日常工作的方便與快捷。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要有以下兩個(gè)特點(diǎn)：（1）技術(shù)涵蓋面廣泛：由于自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，因而在電力企業(yè)實(shí)行自動(dòng)化技術(shù)， 不僅要加強(qiáng)對電力系統(tǒng)自動(dòng)化的硬件設(shè)計(jì)，還需要加強(qiáng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的軟件設(shè)計(jì)，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠滿足新形勢下電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的需要。（2）對電子技術(shù)依賴性強(qiáng)：目前，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)對現(xiàn)代化電子技術(shù)具有很強(qiáng)的依賴性， 尤其是對一個(gè)完整的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)， 無論是信號采集還是自動(dòng)化系統(tǒng)中的傳感器， 都需要采用

5、計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對信號的控制。因此，現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是建立在電子技術(shù)基礎(chǔ)上的，對電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都具有很強(qiáng)的依賴性。2.電力系統(tǒng)對自動(dòng)化技術(shù)的要求2.1 便于維護(hù)目前， 在電力企業(yè)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，重點(diǎn)是解決安全問題。對電力企業(yè)來說，應(yīng)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)旨在提高企業(yè)的工作效率，僅僅提高工作效率而忽視了自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中的安全問題也是不正確的。同時(shí)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)還應(yīng)該具有安全可靠和便于維護(hù)等性能，保證電力企業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品能夠穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力企業(yè)時(shí)，還應(yīng)能促進(jìn)電力企業(yè)對自動(dòng)化設(shè)備的檢測，這也是新形勢下電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的最大優(yōu)勢。因此，新形勢下的電力系統(tǒng)自動(dòng)

6、化技術(shù)不僅能夠提高電力企業(yè)的工作效率，還能在一定程度上降低電力企業(yè)的工作難度。2.2 信息化要求較高隨著電力企業(yè)利用自動(dòng)化技術(shù)的普遍推廣，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對設(shè)備的要求也越來越高，特別是對設(shè)備操作人員的技術(shù)要求更是嚴(yán)格。雖說先進(jìn)的信息化技術(shù)能夠提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的水平。但是，電力企業(yè)在采用自動(dòng)化技術(shù)中還需要對信息化系統(tǒng)進(jìn)行不斷維護(hù)，這些要求對電力企業(yè)的工作人員提出了更高的要求。結(jié)合電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，將先進(jìn)的信息化系統(tǒng)應(yīng)用在電力企業(yè)中，能夠極大地推動(dòng)電力企業(yè)朝著信息化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。這也說明實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制是必然選擇。3.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀在以

7、前自動(dòng)化技術(shù)一直被國外壟斷，經(jīng)過引進(jìn)才一步一步的研究出屬于我國自己的自動(dòng)化技術(shù)。企業(yè)當(dāng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)包含了電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)等，其應(yīng)用領(lǐng)域包括可編輯程序控制器、微電子裝置、大型企業(yè)控制平臺(tái)等，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)的電氣設(shè)備極大的促進(jìn)了我國電力事業(yè)的發(fā)展，而且對于我國的電氣自動(dòng)化進(jìn)程邁出了一大步。目前電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：3.1安全保障和監(jiān)視電力系統(tǒng)是24 小時(shí)不停運(yùn)作的，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)出現(xiàn)一些故障是很常見的現(xiàn)象，在這期間自然無法單純依靠人力進(jìn)行安全監(jiān)控，這就需要依靠電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控主要是如果溫度過高、發(fā)電功率增強(qiáng)，就

8、說明電力系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，監(jiān)控系統(tǒng)則會(huì)發(fā)出預(yù)警。此外，自動(dòng)化技術(shù)還會(huì)對電力數(shù)據(jù)、電力日常運(yùn)作等進(jìn)行安全監(jiān)控，提高電力系統(tǒng)的安全性。然而，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用過程中，電力企業(yè)一定要做好維護(hù)工作，尤其對自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行全面的診斷，旨在提前發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的故障。如變壓器是電力設(shè)備中非常重要的設(shè)備之一，這就需要技術(shù)人員及時(shí)對其進(jìn)行檢測和維修。因此，為能及時(shí)將電力設(shè)備的故障診斷出來，將電力設(shè)備的故障所帶來的損失降到最低，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用無疑是最好的選擇。3.2數(shù)據(jù)共享電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)具有數(shù)據(jù)共享的能力，其主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)ξ锢韺?shí)體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的定義。幾何屬性的分析對

9、于提高電力系統(tǒng)的安全性和有效性具有重要的意義，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠通過對電力系統(tǒng)所覆蓋的所有物理實(shí)體的幾何屬性進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷和定義，將復(fù)雜的電力系統(tǒng)控制對象數(shù)據(jù)化和簡單化；其次，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)ξ锢韺?shí)體的物理屬性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定義。電力系統(tǒng)涵蓋著的物理實(shí)體不僅具有幾何屬性，同時(shí)還具有差異性較大的物理屬性。判斷出物理實(shí)體的物理屬性指的是對物理實(shí)體的各個(gè)組成部分、功能和運(yùn)作規(guī)律等進(jìn)行信息數(shù)據(jù)分析和信息共享。3.3數(shù)據(jù)整合（閉環(huán)）電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)據(jù)整合主要是通過以下幾方面來實(shí)行的：第一，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠加強(qiáng)系統(tǒng)的信息化和自動(dòng)化。也就是說，通過信息技術(shù)的支撐，用戶能夠?qū)τ脩艚缑孢M(jìn)行有針

10、對性的操作，拓展數(shù)據(jù)整合的寬度和廣度；第二，能夠更加完善數(shù)據(jù)庫的信息和數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)建立了數(shù)據(jù)安全機(jī)制和備份機(jī)制，更加具有安全性。圖1為電力系統(tǒng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)整合傳輸過程示意圖，根據(jù)圖示我們可以發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)實(shí)施自動(dòng)化的過程實(shí)際上就是傳感和量測、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析以及在線決策這三個(gè)環(huán)節(jié)循環(huán)閉合運(yùn)行的過程。3.4智能電網(wǎng)發(fā)電近年來，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展， 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電中的應(yīng)用也越來越廣泛，主要是由于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠有效地完成對發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)化控制， 進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)對智能電網(wǎng)的發(fā)電過程進(jìn)行自動(dòng)化控制提供了可能性。與此同時(shí)，將電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在智能發(fā)電過程中，能夠有效地降低

11、電力系統(tǒng)中機(jī)電設(shè)備的損耗費(fèi)用，有效地提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電過程中的應(yīng)用也顯得非常重要，圖2即為電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在“智能電網(wǎng)-配電自動(dòng)化系統(tǒng)”中應(yīng)用的實(shí)例。4.電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用前景現(xiàn)階段，電力企業(yè)正快速的進(jìn)行技術(shù)革新，自動(dòng)化技術(shù)不斷結(jié)合新的科學(xué)技術(shù)，以應(yīng)對未來社會(huì)用電量高發(fā)展趨勢。下面是對電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)未來發(fā)展的預(yù)測：十三五”期間，我國電力工業(yè)發(fā)展面臨一系列新形勢、新挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)智能化，綠色化是其中的重要方面。第一，現(xiàn)階段電力企業(yè)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展正在逐步完善智能化的方向發(fā)展，智能化的電力系統(tǒng)可以真正的實(shí)現(xiàn)無人化的電力正常輸送，而

12、且控制管理也非常的便捷，對于在發(fā)電、供電以及終端的信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)也相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確快速，而且對于線路等也可以實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控，極大的促進(jìn)了電力企業(yè)的發(fā)展。第二，電力系統(tǒng)作為優(yōu)化資源配置、保障能源供應(yīng)的重要手段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在能源綠色、低碳轉(zhuǎn)型中的作用至關(guān)重要。風(fēng)電、光伏發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)、核電的安全運(yùn)行都對電力系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性提出了新的要求；分布式電源、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等多元負(fù)荷的快速發(fā)展和廣泛接入對保障供電以及用戶互動(dòng)提出了新的需求；為應(yīng)對國際氣候政策，實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)，發(fā)展多領(lǐng)域電能替代和清潔高效用能成為必然的趨勢。電力在未來能源體系中的占比將大幅度提升。第三，在應(yīng)用領(lǐng)域上通過電腦作為主體控制并以網(wǎng)絡(luò)作

13、為平臺(tái)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)今最為前沿自動(dòng)化技術(shù)。這種新的自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控電力線路的穩(wěn)定性、安全性。而且可以對每次出現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄儲(chǔ)存，進(jìn)行高精度的計(jì)算后形成數(shù)據(jù)表，如果供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題會(huì)第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)警提示。而且在電力企業(yè)發(fā)電站當(dāng)中電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是最為重要的技術(shù)，對于發(fā)電站內(nèi)部的各個(gè)發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控以及能量的掌控全部要依靠它的控制來完成，還負(fù)責(zé)對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行抗干擾的保護(hù)工作，充分的保證發(fā)電機(jī)組的正常發(fā)電能力。結(jié) 語綜上所述， 目前我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用在安全保障和監(jiān)視、數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)整合、智能電網(wǎng)發(fā)電等方面。未來我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該朝著智能化、綠色化、前沿化等方面努力。由于智能電網(wǎng)的自動(dòng)化程度相對較高， 這就需要在智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中時(shí)刻保持一個(gè)正常的工作狀態(tài)，才能夠保證智能電網(wǎng)所提供的電力質(zhì)量高和穩(wěn)定性強(qiáng)。針對這樣的情況，需要利用電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)有效排除諧波對電力系統(tǒng)的破壞，防止智能電網(wǎng)的運(yùn)行受到干擾。截至目前，智能電網(wǎng)在運(yùn)行過程中已經(jīng)較廣泛地使用了超導(dǎo)無功補(bǔ)償設(shè)置來滿足智能電網(wǎng)內(nèi)部無功補(bǔ)償?shù)男枰?。參考文獻(xiàn)1 宋軼.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究j.電子世界，2013，19：50-51.2 錢小軍.淺談電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展j.機(jī)電信息，2012，