電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)化思路及設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

昆明工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 何 超

在智能化科技的支持和推動(dòng)下，有助于提升電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，可以更好地保障其運(yùn)行效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的智能化水平，更好的規(guī)避故障問(wèn)題，更好地滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)電力的需求。為此，應(yīng)大力開(kāi)展自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用方面的研究，通過(guò)系統(tǒng)分析其發(fā)展情況和面臨的問(wèn)題，結(jié)合智能化技術(shù)不斷完善電力系統(tǒng)，豐富電力系統(tǒng)，使其各項(xiàng)性能更加完備，這樣才能充分發(fā)揮出電力系統(tǒng)的有適合作用。基于此，本文分析了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的理論基礎(chǔ)，并就自動(dòng)化控制技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行探究，僅供大家參考。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化基礎(chǔ)理論分析

電力系統(tǒng)智能化技術(shù)，是指利用計(jì)算機(jī)科技和智能信息技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)供電控制和電力系統(tǒng)智能地對(duì)其化和自動(dòng)操作，這樣就可以確保用電活動(dòng)和電能安全、平穩(wěn)的進(jìn)行。在電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，能夠運(yùn)用電力系統(tǒng)與智能化技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與數(shù)據(jù)分析，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)24h的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)也可以通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)故障進(jìn)行及時(shí)有效地采取適當(dāng)?shù)木o急反應(yīng)，同時(shí)也可以告知檢修人員，這樣就可以實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)安全、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，通過(guò)電力系統(tǒng)信息化技術(shù)，能夠高效實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，并加強(qiáng)了對(duì)電網(wǎng)信號(hào)的收集與存儲(chǔ)，從而可以大大提高電力系統(tǒng)的工作效能。

基礎(chǔ)理論的含義與結(jié)構(gòu)。電力系統(tǒng)智能化技術(shù)主要是對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)控工作，因此可以建立智能化技術(shù)控制系統(tǒng)與自動(dòng)化裝置間的人力學(xué)，并具有效率較高、功能突出等優(yōu)點(diǎn)。首先，運(yùn)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自主調(diào)節(jié)，而電網(wǎng)的自行調(diào)節(jié)主要是指通過(guò)供電調(diào)度的系統(tǒng)服務(wù)器，與之相匹配的電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)，同步實(shí)現(xiàn)了對(duì)電能的主動(dòng)調(diào)控。然后，通過(guò)使用電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的監(jiān)控和故障進(jìn)行分析，通過(guò)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備，可以對(duì)整個(gè)電網(wǎng)生產(chǎn)流程的整合性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的故障進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，從而發(fā)現(xiàn)了故障問(wèn)題，同時(shí)也可以對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)24h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而確保了供電系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷及在整個(gè)流程中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并確保了供電系統(tǒng)安全、平穩(wěn)的工作。最后，隨著在電力系統(tǒng)中變電所中對(duì)電力智能化技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越普遍，開(kāi)始逐步代替了人工監(jiān)控，通過(guò)使用電力智能化技術(shù)增強(qiáng)了對(duì)變電所的控制，不僅較大改善了變電所的工作速度和效率，同時(shí)提高了供電系統(tǒng)的效率[1]。

2 自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

以往，電網(wǎng)調(diào)度主要依靠人工的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，注重調(diào)度方式不僅需要耗費(fèi)大量人力，同時(shí)也容易因人為因素而影響電網(wǎng)調(diào)度的科學(xué)性與合理性，不利于電力資源的科學(xué)分配。在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，合理應(yīng)用智能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以使系統(tǒng)自動(dòng)收集、分析數(shù)據(jù)，并結(jié)合分析結(jié)果作出科學(xué)判斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的電網(wǎng)調(diào)度。同時(shí)，還可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。

利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)可以把調(diào)度中心、發(fā)電廠、變電站、工作站等終端聯(lián)合起來(lái)，讓相關(guān)的終端與用戶進(jìn)行了聯(lián)系，這樣就可以進(jìn)行對(duì)供電的自主調(diào)節(jié)，從而提高了供電系統(tǒng)的效率。同時(shí)，利用自動(dòng)化技術(shù)還可以將供電調(diào)度的有關(guān)數(shù)據(jù)加以采集、匯總和分析，可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理，把相關(guān)的信息及時(shí)準(zhǔn)確地反饋給管理人員，從而便于工作人員進(jìn)行相關(guān)的管理工作。由此可見(jiàn)，自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用顯著，合理加以應(yīng)用，能夠更好地保障電網(wǎng)調(diào)度的科學(xué)性，同時(shí)也能更好地規(guī)避人為因素帶來(lái)的不利影響。

2.2 變電所綜合自動(dòng)化

隨著自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，變電站內(nèi)也開(kāi)始建設(shè)綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以進(jìn)一步提高變電能力和工作效率，并確保了變電站的安全。而變電站綜合智能化則是指利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和通信信息技術(shù)等，領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)來(lái)對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行重新組合，對(duì)變電站的所有裝置的工作狀況進(jìn)行監(jiān)視，并管理變電站的所有設(shè)備工作，以避免變電站出現(xiàn)重大安全事故。

變電站綜合智能化運(yùn)用光電互感器和IED技術(shù)來(lái)進(jìn)行多模塊的集中管理，降低了變電站事件產(chǎn)生對(duì)供電的危害。利用智能化裝置使變電站工作的獨(dú)立性和適應(yīng)能力更強(qiáng)，提高了變電站的效率。而且利用遙視系統(tǒng)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了變電所自動(dòng)化、智能化監(jiān)測(cè)，確保變電所能夠安全、穩(wěn)定工作。利用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所的管理和控制，圖1為變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)以變壓器保護(hù)單元、中央信號(hào)單元、事故記錄單元和分段測(cè)控等單元組成，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所的綜合自動(dòng)化[2]。

圖1 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

2.3 配電自動(dòng)化以及發(fā)廠發(fā)散控制自動(dòng)化

配電自動(dòng)化是以配電網(wǎng)的一次電網(wǎng)設(shè)備為基礎(chǔ)，配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也同樣離不開(kāi)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，借助該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)信息采集，同時(shí)還可以進(jìn)行配電網(wǎng)的自動(dòng)化監(jiān)控。在此過(guò)程中，一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障，系統(tǒng)不僅可以在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，而且還能及時(shí)進(jìn)行故障隔離，將配電網(wǎng)故障帶來(lái)的危害與損失降到最低。

通過(guò)集成數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)，將所有與配送相關(guān)的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，并對(duì)配送信息進(jìn)行收集和分析。不僅可以支持配電調(diào)度服務(wù)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)服務(wù)，還可以為供電企業(yè)提供輔助決策服務(wù)。集成數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)是傳統(tǒng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)和智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)的新應(yīng)用。除此之外，智能配電自動(dòng)化系統(tǒng)還有著多方面的優(yōu)勢(shì)與作用，如能夠?qū)崿F(xiàn)與電力系統(tǒng)的交互，再比如該系統(tǒng)還具有智能自愈功能、管理控制功能等。在這種功能的支持下，能夠顯著提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，更好的保障系統(tǒng)安全。

發(fā)電廠分散控制自動(dòng)化是通過(guò)利用分散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制和管理，從而達(dá)到統(tǒng)一化管理的目的。分散控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自主診斷功能，搭配相應(yīng)的診斷模型組件以及冗余配置，能夠?qū)ζ涔收线M(jìn)行分析和處理，能夠?qū)崿F(xiàn)自我修復(fù)，促進(jìn)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的工作。發(fā)電廠分散控制自動(dòng)化具有分布性、分級(jí)性和開(kāi)放性的優(yōu)勢(shì)，電力系統(tǒng)可以利用發(fā)廠發(fā)散控制自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理、智能化和自動(dòng)化管理等，促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展。

3 自動(dòng)化系統(tǒng)的分析

3.1 自動(dòng)化系統(tǒng)的分析

自動(dòng)化系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)背景下的新系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的支持下，可以最大限度提升工作效率，與此同時(shí)還有助于緩解工作人員的壓力，減少人力資源消耗，保證工作質(zhì)量。自動(dòng)化系統(tǒng)包括信息輸入、輸出系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和信息控制單元等，利用自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)π畔⒌膶?shí)時(shí)交換和輸入、輸出，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的共享。借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以使系統(tǒng)元件管理，并且還能高效處理相關(guān)信息、電力管理和電網(wǎng)調(diào)度等自動(dòng)化。

3.2 自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

自動(dòng)化系統(tǒng)具有便捷性、集約化和信息共享性等特點(diǎn)。利用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行管理的和監(jiān)測(cè)，減少了人力資源的浪費(fèi)，除此之外，自動(dòng)化系統(tǒng)還具有較強(qiáng)的兼容性，能夠與其他系統(tǒng)進(jìn)行集合，提升各系統(tǒng)之間的協(xié)同性，更好的保障電力系統(tǒng)工作效率。自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)ζ渌冗M(jìn)的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，體現(xiàn)出較強(qiáng)的集約性。自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的相關(guān)信息進(jìn)行收集、整理和分析，利用通信手段將相關(guān)的信息及時(shí)地共享給相關(guān)人員，能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息共享給不同部門人員，實(shí)現(xiàn)了信息的共享，促進(jìn)了電力系統(tǒng)的發(fā)展。

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)施

4.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)、信息參數(shù)進(jìn)行收集和分析，可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)存在的故障，能夠顯示出故障源和故障原因，為維修人員提供一定的解決方案，同時(shí)能夠利用遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)24h監(jiān)控，保證電力系統(tǒng)的正常工作。

4.2 集中控制和管理

集中控制和管理是智能電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)之一，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，能夠促進(jìn)電力系統(tǒng)更加完善，提升系統(tǒng)的控制與管理水平，并實(shí)現(xiàn)集中控制與管理，更好的保障管理效率。

4.3 各方面的應(yīng)用效果以及實(shí)現(xiàn)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，其應(yīng)用效果十分顯著，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，使系統(tǒng)具備了視頻聯(lián)動(dòng)功能。二是可以借助電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程查看以及遠(yuǎn)程控制，有助于提升系統(tǒng)管理的效率，同時(shí)也為系統(tǒng)運(yùn)行提供更為有力的保障。三是可以自動(dòng)生成和打印操作票，并且系統(tǒng)還可以將其自動(dòng)儲(chǔ)存。四是自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，還可以使系統(tǒng)具備了相應(yīng)的檢查功能，因此能夠替代人工進(jìn)行系統(tǒng)檢查，既能提升檢查工作效率，也能緩解工人工作量。

5 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要意義

5.1 自動(dòng)化的應(yīng)用使電力更加科學(xué)的計(jì)劃管理

信息技術(shù)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方式包括以下幾種：第一種實(shí)現(xiàn)方式就是使用信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要在對(duì)電力信息計(jì)劃進(jìn)行制定的時(shí)候使用，通過(guò)這個(gè)信息系統(tǒng)的使用，能夠?qū)﹄娏\(yùn)行信息進(jìn)行更加科學(xué)的判斷，同時(shí)也能對(duì)那些需要的信息波動(dòng)情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，并且信息系統(tǒng)還能根據(jù)電力的使用情況，以及用戶日常運(yùn)行中使用電量的數(shù)量來(lái)制定相應(yīng)的電力使用計(jì)劃，促使電力計(jì)劃的管理更加科學(xué)合理。

第二種實(shí)現(xiàn)方式就是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的主要作用就是科學(xué)對(duì)電力使用的情況進(jìn)行管理。如果使用物聯(lián)網(wǎng)，那么其就能根據(jù)電力自身的實(shí)際條件來(lái)對(duì)其用戶區(qū)域進(jìn)行安排，這樣的話就能在取用電力的時(shí)候，能夠更加及時(shí)便捷的進(jìn)行電力調(diào)配，同時(shí)因?yàn)閼?yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)，那么在電力大范圍運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候能夠更加快捷的對(duì)信息進(jìn)行登記，這樣的話就能讓電力的存儲(chǔ)以及使用有更高的效率，同時(shí)還能更好地對(duì)電力的使用情況進(jìn)行追溯。

第三種實(shí)現(xiàn)方式就是電子商務(wù)。電子商務(wù)的應(yīng)用主要作用就是使用戶能夠更好對(duì)電力進(jìn)行采購(gòu)。應(yīng)用電子商務(wù)，那么用戶或者企業(yè)就能夠在全國(guó)范圍中采購(gòu)電力，這樣的話不但能讓電力的性價(jià)比更高，同時(shí)也能保證其質(zhì)量。

5.2 信息化的應(yīng)用使電力有更加便捷的計(jì)劃管理

在傳統(tǒng)的電力管理模式中，電力管理人員往往要花大量的時(shí)間去對(duì)賬簿進(jìn)行看管，并且經(jīng)常對(duì)賬簿進(jìn)行修改。如果選擇信息化的電力管理方式，就能較大節(jié)省管理的時(shí)間，同時(shí)信息化的電力管理系統(tǒng)相比人工有著更高的準(zhǔn)確率。如果采用信息化方式對(duì)電力進(jìn)行管理，可讓電力企業(yè)的采購(gòu)部門能夠?qū)﹄娏Φ牟少?gòu)，以及實(shí)際使用的情況有一個(gè)清楚地了解，另外如果有信息化系統(tǒng)的幫助，可讓電力信息得到在電力企業(yè)的各個(gè)項(xiàng)目之間實(shí)現(xiàn)共享，這樣的話就能讓電力有更高的使用率，并且還能在項(xiàng)目進(jìn)行的時(shí)候讓設(shè)備以及材料的準(zhǔn)備時(shí)間降低。

6 結(jié)語(yǔ)

6.1 存在的問(wèn)題

當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，其規(guī)模和損失較為嚴(yán)重。電力系統(tǒng)內(nèi)部各種硬件設(shè)施故障、保護(hù)故障和信息系統(tǒng)故障都會(huì)影響到電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，造成一定的損失。而我國(guó)缺乏對(duì)電力系統(tǒng)安全評(píng)估工作的研究，導(dǎo)致電力系統(tǒng)存在的問(wèn)題不能及時(shí)地解決，阻礙了電力系統(tǒng)的發(fā)展。

6.2 進(jìn)一步工作

為提高電力系統(tǒng)的效率，必須加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究，不斷提高電力系統(tǒng)的工作效率和機(jī)械化程度，促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展。