周娜

[摘 要]電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域，對傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改造，對現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行有效利用，有助于電力系統(tǒng)總體技術(shù)的推進(jìn)。目前，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)高階段，但還是存在一些問題需要提高和完善，尤其是對于用電需求量比較大、環(huán)境條件復(fù)雜等地區(qū)。因此，必須從技術(shù)和人力方面不斷發(fā)展和提高，保證電力系統(tǒng)自動(dòng)化能夠得到全面的實(shí)現(xiàn)。本文結(jié)合多年工作實(shí)踐，在概述電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展前景進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

1. 電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大化。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，不僅提高了現(xiàn)代供電系統(tǒng)的能力，而且還保證了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的健康、可持續(xù)發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，也為其打下了堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)主要構(gòu)成有信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)以及控制技術(shù)等，這也是電力系統(tǒng)的重要組成成分，其復(fù)雜性和綜合性也使得整體系統(tǒng)得到很好的運(yùn)行。由于電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大化使得電力系統(tǒng)得到很好的管理，消除了現(xiàn)代化信息和自動(dòng)化技術(shù)之間的問題。

2. 遠(yuǎn)距離供電。目前，由于電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其分布領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，包括一些環(huán)境比較差的地區(qū)，這些地區(qū)都是高山峻嶺，很難進(jìn)行供電電線的施工，因?yàn)椴粌H成本高，還受到環(huán)境條件的限制。合理的解決措施是建立合理數(shù)量的供電線路，通過柔性供電技術(shù)提高供電電量。自動(dòng)化技術(shù)的這一遠(yuǎn)距離供電特點(diǎn)解決了很多問題，特別是供電和輸電方面。不過，帶來的困難也導(dǎo)致了需要不斷地提高自動(dòng)化技術(shù)。

二、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

1.光電式電力互感器。對于輸電線路來說，光電式電力互感器是必不可少的設(shè)備，它把輸電線路中的大電流和高電壓按一定比例降為可測量的電流和電壓數(shù)值，能夠用儀器直接來測量，但光電式電力互感器也有幾個(gè)缺點(diǎn)：第一，當(dāng)電壓等級升高時(shí)，設(shè)備的質(zhì)量與體積隨之增加，絕緣的難度也將隨之增大；第二，對電流互感器而言，但它的信號(hào)范圍并不大，使得它很快飽或發(fā)生信號(hào)變形；第三，光電式電力互感器的輸出信號(hào)不能和微機(jī)計(jì)量設(shè)備直接接口。

光電式電力互感器主要有以下幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)：第一，材料的穩(wěn)定性不夠好，材料隨溫度系數(shù)的升高而升高；第二，與電磁式互感器輸出信號(hào)相比，光電式電力互感器的輸出信號(hào)要小的多，需要實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后再通過光纖接口送出，不能通過電纜線直接送到保護(hù)和測控裝置處；第三，在絕緣、電磁兼容和耐環(huán)境的情況下，電子電路的供電電源也存在著很大的技術(shù)問題。

針對光電式電力互感器的這些缺點(diǎn)和技術(shù)上的難點(diǎn)，不少發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研制出新型光電式電力互感器，對舊的光電式電力互感器進(jìn)行了改進(jìn)。我國的各大院校和科研機(jī)構(gòu)也在對光電式電力互感器進(jìn)行研發(fā)，而且取到了不錯(cuò)的成果。

2. 電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測。在電力系統(tǒng)中，一次設(shè)備有汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)和斷路器等，實(shí)時(shí)監(jiān)測重要運(yùn)行參數(shù)，不僅能對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，而且能對各種重要參數(shù)的變化情況進(jìn)行分析，判斷有沒有故障發(fā)生的可能，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而有效的控制故障的發(fā)生，延長了設(shè)備保修保養(yǎng)期，提高了設(shè)備的利用率。

目前，我國的電力部門加大了對電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測的資金和人力投入，與各大院校和科研機(jī)構(gòu)合作，在對在線狀態(tài)檢測技術(shù)研究和應(yīng)用上取得了一些進(jìn)展，由于電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測其專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)難度大的特點(diǎn)，想開發(fā)出在惡劣的氣候條件下仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作的產(chǎn)品還需要時(shí)間。

3.和光電互感器技術(shù)相關(guān)的二次設(shè)備。電力系統(tǒng)在采用光電互感器技術(shù)之后，和光電互感器技術(shù)相關(guān)的二次設(shè)備，如繼電保護(hù)等裝置、測控設(shè)備的內(nèi)部功能都發(fā)生了非常大的變化，裝置的響應(yīng)性有了提高，省了隔離互感器、A/D轉(zhuǎn)換電路等。首先是設(shè)計(jì)高效、快速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議；其次是為了滿足計(jì)算數(shù)值的需要，對來自不同互感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一抽樣采集。

4.智能電力一次設(shè)備。常規(guī)電力一次設(shè)備的安裝地點(diǎn)相隔較遠(yuǎn)，需要通過大電流控制電纜與強(qiáng)信號(hào)的電力電纜進(jìn)行連接，而智能電力一次設(shè)備簡述為一次設(shè)備保護(hù)功能和自帶測量，就地就能實(shí)現(xiàn)常規(guī)二次設(shè)備的全部功能，節(jié)約了大電流控制電纜與強(qiáng)信號(hào)的電力電纜，常見的如智能化開關(guān)柜、智能化開關(guān)、智能化箱式變電站等。

三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展前景以及發(fā)展方向

對DMS系統(tǒng)進(jìn)行全面的建設(shè)和開發(fā)，是目前我國電力系統(tǒng)自動(dòng)化的前景以及發(fā)展方向。通過這一系統(tǒng)的建立，一方面，就整體設(shè)備來說，可以提高整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平，滿足市場需要，并保證了電氣設(shè)備的安全性，消除了大面積停電事故，減少了偶爾停電的時(shí)間。另一方面，就全體工作人員以及管理人員來說，企業(yè)可以掌握整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，掌握電壓、電量以及各種基本數(shù)據(jù)的運(yùn)行參數(shù)，對監(jiān)控各系統(tǒng)、精確測量、電力平衡等有著重要的作用；就工作模式來說，降低了工作人員的工作強(qiáng)度，真正實(shí)現(xiàn)了無人值班的管理模式，避免了意外事故的發(fā)生。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化中有一個(gè)主要的特點(diǎn)，即數(shù)據(jù)共享，在同一個(gè)裝置中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和保護(hù)的功能，對于SCADA而言，和繼電保護(hù)裝置相同，都是需要多項(xiàng)數(shù)據(jù)的支持，所以將分布類型的變電站SCADA集成到相關(guān)的微機(jī)保護(hù)中，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和保護(hù)一體化，以便完善自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。

四、結(jié)語

電力系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著支柱作用，它是一個(gè)實(shí)時(shí)運(yùn)行的系統(tǒng)，它的安全可靠性是首先需要考慮的問題。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性應(yīng)著眼于電力設(shè)備及其運(yùn)行安全、網(wǎng)絡(luò)操作安全以及數(shù)據(jù)安全等方面。首先是系統(tǒng)自身的堅(jiān)固性、即系統(tǒng)應(yīng)具備對不同類型和規(guī)模的數(shù)據(jù)及使用對象都不能崩潰的特征，靈活而強(qiáng)有力的恢復(fù)機(jī)制；是否支持多用戶并發(fā)處理，支持多用戶并發(fā)處理時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞甚至系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象，是否能夠高效地支持海量數(shù)據(jù)的存取和交換，在正常運(yùn)行或正常數(shù)據(jù)交換、存取時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)死機(jī)，是否支持雙機(jī)熱備份，這些都是應(yīng)考慮的問題。系統(tǒng)應(yīng)具備在并發(fā)響應(yīng)和交互操作的環(huán)境下數(shù)據(jù)安全比和一致性。空間數(shù)據(jù)管理引擎可在保證工作效率的前提下解決空間數(shù)據(jù)的并發(fā)操作和數(shù)據(jù)一致性問題。其次是系統(tǒng)應(yīng)具備完善的權(quán)限控制機(jī)制，以保障系統(tǒng)不被有意或無意地破壞。對于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)來說，一個(gè)很大的特征就是傳統(tǒng)的集中控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被分散控制所替代。因此，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)就成為電力系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的一大關(guān)鍵所在。它包括數(shù)據(jù)保密、版權(quán)保護(hù)及收費(fèi)的自動(dòng)管理，病毒防護(hù)，信息傳輸過程中保密的保障，保證信息傳輸中的安全等。

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