探析電力系統(tǒng)及其自動化技術的應用

卓茂忠

摘 要：文章結合實際的工作經(jīng)驗，對自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀進行了分析，對自動化在電力系統(tǒng)應用的關鍵點進行了簡單的闡述，以期促進電力系統(tǒng)自動化技術的發(fā)展。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化技術；應用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0101-02電力資源是當前社會和經(jīng)濟發(fā)展最為關鍵的能源形式，現(xiàn)代電力用戶對電力資源供應的安全性和可靠性提出了越來越高的要求。電力系統(tǒng)自動化是實現(xiàn)電力行業(yè)自身發(fā)展和滿足社會用電需求的必要途徑。在當前形勢下，對電力系統(tǒng)自動化技術的應用進行分析，具有重要的實踐指導意義。

1 電力系統(tǒng)自動化概述

電力系統(tǒng)包括有發(fā)電廠、變電站、輸電網(wǎng)絡、配電網(wǎng)絡和用電管理等各個環(huán)節(jié)，其主要的工作原理既是，通過發(fā)電裝置將風能、水能、煤炭等其他資源轉化為電能的形式，通過變電系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)傳遞到用電負荷中心，供居民和企業(yè)使用。電力系統(tǒng)的自動化，既是指對電力系統(tǒng)發(fā)電、變電、輸電和用電的各個主要環(huán)節(jié)進行現(xiàn)代自動化的建設，利用現(xiàn)代計算機和電子技術，實現(xiàn)對現(xiàn)有系統(tǒng)狀態(tài)的整體升級，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測、電力故障檢測和控制、配電自動化、用電管理自動化等新的電網(wǎng)功能，從整體提高電力系統(tǒng)運行的安全和可靠性，實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展和滿足新形勢需要。

①適應性原則。適應性原則是指電力系統(tǒng)的自動化建設需要與當?shù)仉娋W(wǎng)建設發(fā)展現(xiàn)狀、規(guī)劃、經(jīng)濟發(fā)展和用電需求發(fā)展相適應。輸配電網(wǎng)絡分布廣泛，在一些偏遠和落后地區(qū)，用電需求不高，保證用電可靠和安全是首要任務，進行電力系統(tǒng)自動化建設必要性不大；配網(wǎng)的自動化建設作為電力系統(tǒng)自動化的關鍵環(huán)節(jié)，需要與電力系統(tǒng)整體的自動化建設相適應；電力系統(tǒng)自動化要與當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和未來規(guī)劃相適應。

②逐步完善原則。電力系統(tǒng)的自動化建設是一項復雜和龐大的工程，涉及到電力系統(tǒng)建設和原有電力系統(tǒng)升級，涉及到發(fā)電、變電、輸電、用電各個環(huán)節(jié)，涉及到電網(wǎng)建設、城市建設和新設備研究應用等各個領域。因此，電力系統(tǒng)的自動化建設要遵循整體規(guī)劃、逐步完善的原則。第一階段，完成對發(fā)電站、變電站、配電網(wǎng)絡電子監(jiān)測設備和自動控制設備的安裝；第二階段完成控制設備和遠程通信設備的安裝；第三階段完成配電所、變電所、電廠計算機控制中心的建設，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的整體監(jiān)測和控制。

③可靠性原則?？煽啃栽瓌t是指電力系統(tǒng)的自動化建設要保證設備和技術的可靠性，減少由于新設備和技術的使用以及系統(tǒng)升級可能對電力系統(tǒng)安全和可靠性產(chǎn)生的影響。確保電力系統(tǒng)自動化的可靠性，需要從三個方面進行控制：一是對自動化檢測設備、控制設備和通信光纖等進行技術和質量控制；二是對電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電、輸配電整體結構進行不斷優(yōu)化，加強分布式發(fā)電技術建設，提高電力系統(tǒng)的整體可靠性；三是對自動化控制系統(tǒng)進行技術和質量控制，保證自動化狀態(tài)監(jiān)測、故障排除、雙向溝通和遠程控制等技術的可靠性。

2 自動化技術在電力系統(tǒng)的具體應用分析

①發(fā)電自動化。發(fā)電廠分散監(jiān)控系統(tǒng)是自動化技術在發(fā)電環(huán)節(jié)進行應用的主要成果。分散監(jiān)控系統(tǒng)既是指通過自動化技術，對發(fā)電廠變送器、電氣量和開關量等設備終端數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和計算，通過與控制中心數(shù)據(jù)庫進行對比分析，輸出動作信號進行自動化控制。分散監(jiān)控系統(tǒng)由控制單元、運行員工作站和工程師工作站通過以太網(wǎng)進行連接，運行員和工程師都可以通過人機交互界面對發(fā)電各個環(huán)節(jié)的信息進行分析和控制。當前我國主要的發(fā)電形式為火電廠和水電廠，在火電廠中，自動化技術主要應用于對電廠運行的各個設備進行安全檢測、對有功負荷進行自動增減和分配、對母線無功功率進行電壓控制和自動增減，實現(xiàn)火電廠整體效率和經(jīng)濟性和提高。在水電廠中，自動化主要應用于大壩的狀態(tài)監(jiān)測、水庫調(diào)度和發(fā)電站管理三個方面。對大壩進行狀態(tài)監(jiān)測，對可能出現(xiàn)的問題進行預警，預防大壩安全事故發(fā)生；對區(qū)域水文信息進行自動收集和分析，對水庫的攔洪、蓄水和泄洪等調(diào)度操作提供決策支持；對大壩發(fā)電機組和其他設備進行狀體監(jiān)測和集中控制，實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)的效率優(yōu)化和運行安全。

②配電自動化。配電網(wǎng)絡是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也是容易產(chǎn)生電力損耗和電力安全事故的主要環(huán)節(jié)。配電自動化主要包括有配電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測、饋線優(yōu)化、配電優(yōu)化、故障隔離和停電管理等。配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測，主要的任務是配電網(wǎng)各個設備和線路的運行數(shù)據(jù)收集和分析，對電流、電壓和設備故障等問題進行實時的數(shù)據(jù)收集，同時通過自動控制和雙向通信技術，實現(xiàn)遠程的反饋控制，實現(xiàn)配電網(wǎng)整體狀態(tài)的控制。饋線自動化，即智能電網(wǎng)自愈功能，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)故障的迅速定位和排除，通過通信系統(tǒng)進行遠程的控制，將故障設備進行隔離，盡量降低故障損失，保證不發(fā)生大面積停電事故。配電優(yōu)化，是自動化技術在配網(wǎng)環(huán)節(jié)的重要作用，是指控制系統(tǒng)通過對電源分布、電網(wǎng)荷載、用電規(guī)律等數(shù)據(jù)的收集分析，制定配電網(wǎng)的供電技術，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行效率的提升，降低損耗和運行成本。配電自動化與現(xiàn)代建筑電氣自動化系統(tǒng)結合，可以實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)絡用電情況的最佳優(yōu)化，大大提高電網(wǎng)運行效率和降低損耗帶來的成本。

③用電管理的自動化。自動化在用電管理環(huán)節(jié)的應用，主要表現(xiàn)在雙向通信和智能電表技術的發(fā)展。通過雙向通信系統(tǒng)和智能電表，用戶可以對自己的用電情況進行實時的、詳細的查詢，向電力企業(yè)反饋自己的需求和意見等。電力企業(yè)可以通過通信系統(tǒng)和智能電表，實現(xiàn)對用戶電流、電壓和違規(guī)用電等信息進行在線檢測，對電力用戶的用電需求和結構進行分析，幫助用戶指定最佳的用電方案以節(jié)約用電成本。智能電表還是新時期電力企業(yè)實現(xiàn)階梯電價、遠程停復電等電力營銷活動的基礎。自動化技術大大提高了用電管理的水平，實現(xiàn)電力企業(yè)和電力用戶利益的全面保障。

3 電力系統(tǒng)自動化的主要技術分析

電力系統(tǒng)自動的主要技術包括有光纖通信技術、數(shù)據(jù)庫技術、配電自動化技術和智能終端技術等。光纖通信技術是電力系統(tǒng)自動傳輸功能實現(xiàn)的基礎，是調(diào)度控制中心和發(fā)電廠、變電站、用戶之間實現(xiàn)雙喜的實時信息傳遞的基礎。自動傳輸系統(tǒng)由遠動通道和遠動裝置組成，遠動裝置主要包括遙控、遙測、遙信，遠動通道主要有光導、載波、微波等形式。主動的對象數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)對對象的主動功能和技術支持，相對于一般的數(shù)據(jù)庫來說，可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)分析和判斷，以及對數(shù)據(jù)進行對象函數(shù)控制，提高了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和可靠性。智能電表可以實現(xiàn)對用戶實時電價、用電情況的監(jiān)測，還可以實現(xiàn)自動抄表，對于建設電氣智能化住宅具有重要的意義。

4 結 語

電力系統(tǒng)自動化建設是在計算機和自動化檢測控制技術基礎上發(fā)展起來的，可以實現(xiàn)對發(fā)電、輸電、配電和用電管理各個環(huán)節(jié)的自動化控制，是當前電力系統(tǒng)建設發(fā)展的主要方向。電力系統(tǒng)運用自動化技術，提高電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的自動化建設水平，對于實現(xiàn)電力企業(yè)的自身發(fā)展，以及滿足人們?nèi)找嬖鲩L的用電需求，都具有重要的意義。

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