電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用分析

李 麗

（焦作師范高等專科學(xué)校 信息工程學(xué)院，河南 焦作 454001）

在我國(guó)社會(huì)發(fā)展過程中，隨著科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，各行各業(yè)發(fā)展均進(jìn)入機(jī)械化智能生產(chǎn)時(shí)代，而生產(chǎn)所需的機(jī)械設(shè)備，只有在電力作用下才能正常運(yùn)行。由此可見，電力系統(tǒng)在各行業(yè)的機(jī)械化生產(chǎn)中功不可沒。電力資源作為與國(guó)民經(jīng)濟(jì)緊密相關(guān)的民生基礎(chǔ)資源，為民眾生產(chǎn)生活提供著重要?jiǎng)恿?，是社?huì)運(yùn)行過程中必不可少的一部分。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)取得較大成就，這些技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的方方面面，為社會(huì)智能化、自動(dòng)化發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持?，F(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)程中的應(yīng)用日益廣泛，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，既能實(shí)現(xiàn)電力資源的高效利用，促進(jìn)電能的調(diào)度與分配更加合理，也可為國(guó)民生活與生產(chǎn)帶來極大便利，減少大規(guī)模停電等突發(fā)事故給社會(huì)運(yùn)行帶來的阻礙。因此，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)程極為必要，為加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用水平，了解影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素從而采取極具針對(duì)性的優(yōu)化措施便成為未來的重要工作內(nèi)容。由張恒旭、王葵、石訪等人聯(lián)合編寫，機(jī)械工業(yè)出版社于2021年10月出版的《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》一書，全面研究了如何提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用水平。

《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》全書共包括七個(gè)章節(jié)，主要介紹電力系統(tǒng)自動(dòng)化的相關(guān)原理以及系統(tǒng)裝置。第一章為緒論部分，介紹同步發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)并列的基本原理以及相關(guān)時(shí)間并列裝置。第二章為同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過勵(lì)磁系統(tǒng)，可對(duì)電壓進(jìn)行維穩(wěn)，重點(diǎn)介紹了勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器與電子系統(tǒng)穩(wěn)定器。第三章為頻率調(diào)節(jié)，在對(duì)電力系統(tǒng)頻率特性進(jìn)行簡(jiǎn)單了解后，本章重點(diǎn)描述了調(diào)頻方程與系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配，并對(duì)系統(tǒng)頻率控制技術(shù)做了詳細(xì)解釋。第四章為電壓調(diào)節(jié)，本章主要從控制無功功率的角度出發(fā)，提出電壓控制新方法。第五、六章為調(diào)度自動(dòng)化與供配電自動(dòng)化，主要介紹如何通過調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并利用供配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障的解決。第七章為安全裝置，包括自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入以及自動(dòng)解列、故障錄波和小電流接地選線等多個(gè)裝置。

通過對(duì)此書的閱讀可發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用范圍尤為廣泛，在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)時(shí)，必須了解電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本知識(shí)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)化控制與調(diào)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)與消費(fèi)的自動(dòng)化、智能化。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，最重要的是保證用電的穩(wěn)定、安全以及合理，只有這樣才能真正做到電力資源的合理分配與利用，從而推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。總之，整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程是對(duì)電能的不斷轉(zhuǎn)化，因此，提升電能轉(zhuǎn)化效率，促進(jìn)電能調(diào)度與分配是現(xiàn)今社會(huì)電力工作的重要內(nèi)容之一，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化是電力行業(yè)改革優(yōu)化的重要手段，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐。

進(jìn)入21 世紀(jì)后，電力系統(tǒng)更加成熟，南電北送、西電東輸?shù)然A(chǔ)工程的完工使全國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和生活用電都更加穩(wěn)定、高效，我國(guó)也開始尋求電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。從電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史來說，科技水平的提升能在很大程度上完善電力系統(tǒng)漏洞，從而保證全民用電的穩(wěn)定與安全。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的作用有著重要意義。

第一，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是指利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制發(fā)電、在線負(fù)荷預(yù)測(cè)、電壓狀態(tài)監(jiān)控、配電故障分析等功能，借助計(jì)算機(jī)、顯示器以及終端服務(wù)器等設(shè)備，電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化，既能提高人員工作效率，也能實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度的最優(yōu)配置。計(jì)算機(jī)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的具體應(yīng)用表現(xiàn)如下：在調(diào)度中心，工作人員利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，通過遠(yuǎn)方終端采集發(fā)電廠電力系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，由中心系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，再發(fā)出指令以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。此外，《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》一書中提及的地理信息系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表以及變電站的數(shù)字化與自動(dòng)化，也離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，這些信息系統(tǒng)可幫助工作人員迅速定位故障點(diǎn)并提出最佳解決方案。

第二，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)變電自動(dòng)化。安全發(fā)電是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的前提，我國(guó)發(fā)電廠大多采用火力發(fā)電或水力發(fā)電，在發(fā)電過程中，發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行、發(fā)電數(shù)據(jù)的收集與監(jiān)測(cè)、故障檢測(cè)與維修等都需要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化管理。在實(shí)際用電過程中，由于用戶用電需求不同，因此產(chǎn)生的電能并不能直接用于大眾生產(chǎn)活動(dòng)，而要依靠變電系統(tǒng)進(jìn)行輸配，將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入變電系統(tǒng)后，變電工作不再需要人工操作，通過電氣設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)變電站的智能化、集成化、自動(dòng)化，同時(shí)，變電運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也將更加便捷。綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的發(fā)電與變電自動(dòng)化，這也是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要組成部分之一，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)能使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效穩(wěn)定。隨著社會(huì)的發(fā)展，關(guān)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的創(chuàng)新應(yīng)用將更加多樣。

第三，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電壓維穩(wěn)。由于在生產(chǎn)生活用電中，始終需要保持電壓穩(wěn)定，電力系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)便尤為重要。關(guān)于電力系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)與控制，可利用多種方法實(shí)現(xiàn)：一方面，勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)電壓維穩(wěn)，其可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用自動(dòng)調(diào)壓器對(duì)其輸送端的電壓進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定。在勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)中，發(fā)揮主要作用的是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，關(guān)于磁場(chǎng)的建立、調(diào)節(jié)以及維持都需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的參與，利用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以及系統(tǒng)穩(wěn)定器，通過對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)可以輕松實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定。另一方面，利用電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定。電力系統(tǒng)的頻率特性表現(xiàn)為發(fā)供平衡，頻率一致，且與系統(tǒng)負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配有關(guān)，當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，系統(tǒng)功率缺額，其頻率也會(huì)降低，因此，為調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率，必須使系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)即可調(diào)整其系統(tǒng)負(fù)荷，并利用調(diào)頻器實(shí)現(xiàn)頻率的控制與調(diào)整。此外，無功功率的平衡也是維持電壓穩(wěn)定的關(guān)鍵，關(guān)于無功功率的控制思路，主要是對(duì)其電源進(jìn)行控制，通過綜合分析電力系統(tǒng)，控制發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行，改變發(fā)電機(jī)的無功出力，即可實(shí)現(xiàn)電源的最優(yōu)控制，目前，我國(guó)電力系統(tǒng)通過自動(dòng)電壓控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)無功電壓的調(diào)節(jié)。

第四，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)安全防護(hù)中的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，關(guān)于電力、電壓的計(jì)算分析具有重要地位，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的有力依據(jù)，一旦電力電壓等失去穩(wěn)定，電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置即可自行啟動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)與控制，這些繼電保護(hù)裝置可以有效穩(wěn)定整個(gè)電力系統(tǒng)，提高電力運(yùn)行的穩(wěn)定性。關(guān)于這一點(diǎn)，《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》一書第七章中也有著詳細(xì)介紹，有關(guān)人員可閱讀此書作為參考，按照書中描述，當(dāng)電壓頻率不穩(wěn)定或發(fā)生崩潰時(shí)，電力系統(tǒng)會(huì)自行利用提前設(shè)置好的自動(dòng)重合閘、自動(dòng)解列等數(shù)字化安全自動(dòng)裝置來穩(wěn)定電路，使得電力系統(tǒng)的安全問題得到保障，這對(duì)于電力系統(tǒng)中常見故障問題的解決也有著有效指導(dǎo)。另外，關(guān)于電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的安全防護(hù)也尤為重要，病毒入侵、數(shù)據(jù)泄露等情形可能導(dǎo)致我國(guó)重要信息數(shù)據(jù)丟失，有關(guān)人員通過計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)置防火墻以及安全防護(hù)系統(tǒng)對(duì)電力信息數(shù)據(jù)進(jìn)行加密防護(hù)，并對(duì)系統(tǒng)安全漏洞及時(shí)填補(bǔ)，這為我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全管理提供了重要的保障，也是保護(hù)我國(guó)電力信息資源的必要手段。

總之，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用極為廣泛，為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及安全防護(hù)提供了重要的技術(shù)保障。關(guān)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的未來發(fā)展趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用仍是重點(diǎn)，目前我國(guó)在光電互感、智能電網(wǎng)以及電力信息管理等方面的研究也有了一定成果，但這些創(chuàng)新應(yīng)用仍需要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步方可實(shí)現(xiàn)，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)關(guān)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的研究將會(huì)更加深入，這也是電力行業(yè)獲得發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>