電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理策略研究

姜錦峰

（國電南瑞能源有限公司，江蘇 南京 211100）

0 引 言

隨著國內(nèi)技術(shù)的飛速發(fā)展，整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)得到了極大優(yōu)化，穩(wěn)定性、安全性以及經(jīng)濟(jì)可行性越來越強(qiáng)，已經(jīng)成為確保電力供應(yīng)正常的主要基礎(chǔ)，但由于整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行仍然存在許多危險(xiǎn)，因此提高電力自動(dòng)化技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)概述

整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)包括發(fā)電、輸電、調(diào)配以及使用等環(huán)節(jié)，通過自動(dòng)化的方法將所有環(huán)節(jié)連接起來，形成一個(gè)完整的電力系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化。電力自動(dòng)化技術(shù)可以保證整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，并進(jìn)行自主控制和獨(dú)立檢測，還可以使用信息傳輸來監(jiān)視和配置整個(gè)電力系統(tǒng)，與整個(gè)系統(tǒng)的電力供應(yīng)水平密切相關(guān)。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的安全管理策略

2.1 電力自動(dòng)化技術(shù)的智能設(shè)計(jì)

為了彌補(bǔ)電力自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)缺陷，將實(shí)際情況與我國的電網(wǎng)結(jié)合起來進(jìn)行科學(xué)和智能的電力自動(dòng)化設(shè)計(jì)可以改善我國電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。另外，在設(shè)計(jì)電力自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，有必要詳細(xì)分析電力自動(dòng)化技術(shù)的以往故障，弄清影響因素，然后提出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)措施，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行電力自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)[1-3]。

2.2 創(chuàng)建完善的自動(dòng)化技術(shù)管理模塊

人們的日常生活和工作與電力密不可分，為了降低電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題的可能性，有必要改善電力自動(dòng)化技術(shù)的安全管理，從根本上確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在管理和控制電力自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，有必要根據(jù)實(shí)際情況預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，購買的設(shè)備必須符合系統(tǒng)規(guī)格，以確保滿足整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求。為自動(dòng)化技術(shù)的管理和控制建立適當(dāng)?shù)呢?zé)任機(jī)制，詳細(xì)分開所有任務(wù)，并完成責(zé)任和權(quán)限的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，由不同的人負(fù)責(zé)不同的項(xiàng)目，一旦出問題，必須追究責(zé)任。同時(shí)還需要?jiǎng)?chuàng)建電網(wǎng)穩(wěn)定控制系統(tǒng)，安裝穩(wěn)定控制設(shè)備并提高電網(wǎng)容量的工作，加強(qiáng)電力線路的恢復(fù)，加強(qiáng)研究各種應(yīng)急措施，提高應(yīng)急能力，盡可能避免發(fā)生事故。此外，為了更好地管理電力系統(tǒng)自動(dòng)化的安全性，必須創(chuàng)建完善的自動(dòng)化技術(shù)管理制度，從根本上強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化技術(shù)的管理，提高國家電網(wǎng)的安全性，減少事故發(fā)生。電力應(yīng)急自動(dòng)化管理系統(tǒng)的主要模塊主要包括中央處理器、數(shù)據(jù)采集模塊、應(yīng)急控制模塊、告警提示模塊、對比分析模塊、顯示模塊以及設(shè)定模塊。

2.3 提高電力自動(dòng)化技術(shù)人員的綜合素質(zhì)

為了實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化技術(shù)安全管理和控制的目標(biāo)，從事此項(xiàng)工作的人員必須具有專業(yè)技能和一定的工作經(jīng)驗(yàn)。提高技術(shù)人員的全面能力和專業(yè)技能必須結(jié)合實(shí)際情況，為技術(shù)人員提供適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)和發(fā)展空間，以專業(yè)知識和專業(yè)技術(shù)進(jìn)行教育和培訓(xùn)。根據(jù)既定的工作說明，要求技術(shù)人員必須掌握的先進(jìn)技術(shù)，然后系統(tǒng)地教授先進(jìn)技術(shù)知識，對技術(shù)人員進(jìn)行先進(jìn)的技術(shù)實(shí)踐和操作能力的培訓(xùn)。此外，為技術(shù)人員提供素質(zhì)培訓(xùn)，以提高他們的綜合素質(zhì)，使其能夠認(rèn)真地完成工作中的各種任務(wù)，培訓(xùn)安全技術(shù)人員，提高技術(shù)人員的水平，了解安全操作的基礎(chǔ)，以確保自身安全和技術(shù)安全[4]。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)技術(shù)人員的能力要求如圖1所示。

2.4 提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的服務(wù)水平

要提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的服務(wù)水平，最重要的是加強(qiáng)電力自動(dòng)化的管理，必須加強(qiáng)內(nèi)部管理培訓(xùn)，以加強(qiáng)專業(yè)服務(wù)人員的專業(yè)水平，進(jìn)一步提高電力自動(dòng)化技術(shù)的服務(wù)水平。近年來，我國已全面進(jìn)入信息技術(shù)時(shí)代，信息技術(shù)的使用改變了人們的生活。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是基于信息技術(shù)和某些高科技技術(shù)深入開發(fā)的，其不僅提高了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化操作的效率，而且確保了電力系統(tǒng)的安全性，為我國的電力系統(tǒng)的發(fā)展打開了更廣闊的空間[5]。

2.5 改善電力自動(dòng)化技術(shù)的管理

目前，我國還沒有管理電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，因此在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會出現(xiàn)嚴(yán)重影響電力自動(dòng)化正常運(yùn)行的技術(shù)和管理問題，所以必須以科學(xué)的方式做好電力自動(dòng)化的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，充分考慮影響電網(wǎng)正常運(yùn)行的所有因素，最大限度地提高電力自動(dòng)化設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，以提高電力自動(dòng)化設(shè)計(jì)水平。首先必須認(rèn)真設(shè)計(jì)分布式網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)開發(fā)人員必須確保每個(gè)模塊獨(dú)立存在，并且不會相互干擾，其次開發(fā)人員必須解決好軟件和硬件之間的兼容性和可拓展性問題，最后盡量簡化電力系統(tǒng)，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行[6]。

2.6 建立數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

圖1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)技術(shù)人員的能力要求

數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以對電力安全運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析，是電力系統(tǒng)自動(dòng)化安全管理的基礎(chǔ)，對通信系統(tǒng)有更高的要求。如果通信系統(tǒng)無法及時(shí)將各種傳感器設(shè)備收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到信息控制中心，則人員將無法有效判斷出電力運(yùn)行安全狀況異常，因此系統(tǒng)需要使用無線通信網(wǎng)絡(luò)，有效避免通信電纜過多干擾傳輸信號。在運(yùn)行過程中，由數(shù)據(jù)采集傳感器收集的有關(guān)電力設(shè)備的大量信息傳輸控制處理中心，以實(shí)現(xiàn)信息交換，并幫助調(diào)度部門了解電力運(yùn)行情況。如果電力運(yùn)行出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并立即予以糾正，不僅可以加快電力故障的排除速度，還可以避免發(fā)生事故，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行

2.7 加強(qiáng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

2.7.1 硬件設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)硬件包括計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器、服務(wù)器、傳感器、視頻監(jiān)視設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)電纜、PLC以及其他設(shè)備。其中，PLC可編程存儲器可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)邏輯的操作、順序控制、計(jì)數(shù)以及計(jì)算等指令，具有操作者易于理解和使用、配置靈活以及運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)。

2.7.2 軟件設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)軟件必須基于電力的實(shí)際生產(chǎn)過程。由于有關(guān)于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的信息越來越多，因此有必要避免因系統(tǒng)運(yùn)行期間信息過多或訪問者過多而導(dǎo)致的系統(tǒng)故障。使用Microsoft Windows 2007作為計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，VBScript /5.6.8850作為服務(wù)器引擎，此外還包括實(shí)時(shí)處理模塊、數(shù)據(jù)模塊、窗口模塊、查看器模塊、報(bào)告模塊以及腳本模塊等，具有良好的兼容性，支持各種系統(tǒng)和硬件設(shè)備，并提供警報(bào)功能和自動(dòng)授予用戶命令警報(bào)的權(quán)限，而且管理人員可以確保整個(gè)電力電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全。

2.8 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用主要包括模糊邏輯控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)以及管理專家系統(tǒng)技術(shù)。其中，模糊邏輯控制技術(shù)可簡化功率控制，并優(yōu)于傳統(tǒng)方法，通過理論模型進(jìn)行管理在現(xiàn)代管理理論中是相對先進(jìn)的，實(shí)踐結(jié)果也證明了其優(yōu)越性，具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＩ窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)以某種方式組織了大量的簡單神經(jīng)元，憑借其并行處理能力和非線性特性引起了各方的關(guān)注。使用某些特殊算法獲得的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重與電力系統(tǒng)中的大量信息內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，然后將大量數(shù)據(jù)信息從n維空間映射到m維空間。專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用，如電力系統(tǒng)管理、緊急情況下的識別和分析、總體系統(tǒng)規(guī)劃和故障定位、配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)度員培訓(xùn)以及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)安全分析等。

2.9 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)的策略發(fā)展

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理系統(tǒng)的策略發(fā)展為遠(yuǎn)程化、分布式以及圖形化。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)通常使用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)硬件平臺，并通過擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的硬件接口來完成。這種方法設(shè)計(jì)周期短，可伸縮性好且易于開發(fā)，但是設(shè)計(jì)和開發(fā)成本高，體積和功耗高，結(jié)構(gòu)不靈活，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，因此出現(xiàn)了更智能、更小以及更多網(wǎng)絡(luò)可用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。隨著能源消耗的增加，越來越多地關(guān)注分布式電力管理系統(tǒng)的集中開發(fā)。該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈活性，可以降低可變負(fù)載的峰值負(fù)載，還可以減少電力傳輸和轉(zhuǎn)換中的資本損失，節(jié)省能源，并適合可再生能源，提高了系統(tǒng)中電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性。此外，由于當(dāng)前電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量巨大，因此簡單的數(shù)據(jù)傳輸已無法滿足需求，而圖形化應(yīng)用將傳輸速度提升到一個(gè)新的水平，不僅高效穩(wěn)定，而且為電力系統(tǒng)的發(fā)展開辟了新機(jī)遇。

3 結(jié) 論

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)中信息化和數(shù)字化的發(fā)展與應(yīng)用，有效地保證了我國電網(wǎng)的安全運(yùn)行，利用信息技術(shù)從電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)中有效地收集和處理綜合信息，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一有效的電力系統(tǒng)管理，并大大提高電力系統(tǒng)的效率。同時(shí)，國家電力網(wǎng)絡(luò)的智能化和可視化水平使我國電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營更加安全穩(wěn)定，從而可以應(yīng)對激烈的市場競爭并有效降低運(yùn)營成本。