譚玫國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司西安市閻良區(qū)供電分公司

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

譚玫
國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司西安市閻良區(qū)供電分公司

隨著社會(huì)不斷向前發(fā)展，人們對(duì)電能的依賴(lài)性越來(lái)越大，對(duì)電能安全性的要求也越來(lái)越高。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不但可以有效地提高電力系統(tǒng)的管理水平和質(zhì)量，而且還可以為其穩(wěn)定的運(yùn)行提供充足的保障。本文通過(guò)探討電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，以期為電力系統(tǒng)長(zhǎng)遠(yuǎn)而穩(wěn)定的發(fā)展提供一些參考。

電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；技術(shù)；應(yīng)用

電力系統(tǒng)與人們的生活有密切的聯(lián)系，它的主要特點(diǎn)是可以24小時(shí)連續(xù)工作，因而，所有可以推進(jìn)電力系統(tǒng)持續(xù)向前發(fā)展的新技術(shù)都值得我們?nèi)パ芯亢托麄?。自牛頓建立第一個(gè)實(shí)用型發(fā)電廠以來(lái)，歷經(jīng)120多年的發(fā)展，直流電變成了交流電，電壓等級(jí)也越來(lái)越高。21世紀(jì)初，各發(fā)電廠互相之間結(jié)成網(wǎng)絡(luò)，規(guī)模日益壯大，結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，人力根本無(wú)法正確判斷和指揮，也無(wú)法保障電力系統(tǒng)運(yùn)行所需要的安全、可靠、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，因此直接促進(jìn)了電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

一、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)

電力系統(tǒng)，即電能從生產(chǎn)之初，再經(jīng)過(guò)傳遞，直到最終使用的整個(gè)過(guò)程，及其有關(guān)技術(shù)、設(shè)施和方案的總稱(chēng)。電力系統(tǒng)主要是有關(guān)于電能的生產(chǎn)、運(yùn)輸和運(yùn)用。電力作為一種能源，其最大的缺陷就是無(wú)法像別的能源那樣可以存儲(chǔ)起來(lái)，那么就需要電能在生產(chǎn)以后，馬上利用起來(lái)，否則就會(huì)白白浪費(fèi)掉。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用就解決了這一難題，它不僅可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且可以節(jié)省資源，保護(hù)環(huán)境。

自動(dòng)化技術(shù)，即憑借計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制論，以及系統(tǒng)工程等各個(gè)方面的科技知識(shí)，最后發(fā)展為一門(mén)綜合性極強(qiáng)的技術(shù)。這種技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為核心，以各類(lèi)智能性質(zhì)的硬件為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)性質(zhì)的計(jì)算機(jī)軟件的控制，指揮整個(gè)電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)主要有兩個(gè)方面，即硬件和軟件。硬件主要是指自動(dòng)化設(shè)施，軟件主要指在電力系統(tǒng)運(yùn)行和管理過(guò)程中的自動(dòng)化系統(tǒng)。而先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)施只有在結(jié)合智能性質(zhì)的系統(tǒng)后，才能讓電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)獲得最為廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)的安全性必須有一定的保障，因此自動(dòng)化技術(shù)一定要具備以下幾個(gè)功能：第一，可以及時(shí)而精確地采集電力系統(tǒng)相關(guān)元件的運(yùn)行參數(shù)，并且在滿(mǎn)足安全要求和經(jīng)濟(jì)要求的基礎(chǔ)上，把控制決策和調(diào)節(jié)決策的權(quán)利交給工作人員；第二，可以協(xié)調(diào)和控制系統(tǒng)各層次元件，使其保持最佳的工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)和優(yōu)質(zhì)供電的目標(biāo)；第三，電力系統(tǒng)自動(dòng)化功能可以及時(shí)處理突發(fā)停電、安全事故等，最大限度地降低事故帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，持續(xù)地完善和優(yōu)化電力系統(tǒng)的性能。

自動(dòng)化技術(shù)的工作流程包括以下幾個(gè)方面：第一，綜合自動(dòng)化的基本流程，是在與之相對(duì)應(yīng)的中間地帶的控制中心配上一臺(tái)計(jì)算機(jī)，并用這臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)向四周的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行輻射，在中心變電站和發(fā)電廠中間，設(shè)置那些用來(lái)監(jiān)視的控制裝置，這種監(jiān)視要持續(xù)不斷地進(jìn)行下去，最后實(shí)現(xiàn)一個(gè)立體化網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的指令和信息可以暢通無(wú)阻；第二，中心計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)全面控制，而有關(guān)監(jiān)視設(shè)施則負(fù)責(zé)記載事故經(jīng)過(guò)，以及各種報(bào)表的處理和意外事故的恢復(fù)等，完成這一點(diǎn)之后，就可以以控制部件為核心，在計(jì)算機(jī)互相之間進(jìn)行連接之后，再控制計(jì)算機(jī)與終端的連接，采用各種軟件，讓可控制的范圍與日俱增，而自動(dòng)化的程度也會(huì)日益加深；第三，綜合自動(dòng)化利用分層控制的操作法，即在調(diào)度所、發(fā)電廠、控制所和變電站等各個(gè)不同組織的分層間，按照其控制的范圍，對(duì)其所控制的功能加以調(diào)度，這樣就可以形成一個(gè)合理的安全的電力控制系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化在執(zhí)行過(guò)程中需要很多設(shè)備加以配合，而中心計(jì)算機(jī)處于控制的核心位置，與此同時(shí)，以其為中心的網(wǎng)絡(luò)向四周輻射，而且還可以在變電站、發(fā)電廠反饋監(jiān)視、信息服務(wù)裝置等的支撐下，保障信息及相關(guān)指令的準(zhǔn)確傳達(dá)。中心計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)的全部調(diào)控，而監(jiān)視設(shè)備的主要工作就在于常規(guī)的自動(dòng)化、異常恢復(fù)狀況的操作，還有一些報(bào)表的處理等。從整體的意義上來(lái)看，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制方是分層控制，即通過(guò)對(duì)變電站、發(fā)電站組織以及控制，并通過(guò)對(duì)調(diào)度所的分層，依據(jù)其自身的功能做好調(diào)節(jié)、綜合、分擔(dān)等工作，為電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)而合理的運(yùn)行提供優(yōu)越的條件。

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

（一）智能保護(hù)技術(shù)與綜合自動(dòng)化技術(shù)。我國(guó)的綜合自動(dòng)化技術(shù)目前已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，而且在國(guó)際上，我國(guó)的智能保護(hù)技術(shù)也達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)大的高度，綜合自動(dòng)化分層設(shè)施已經(jīng)可以在各個(gè)級(jí)別的電壓電站上進(jìn)行運(yùn)用。在智能自動(dòng)化保護(hù)設(shè)備上，可以利用我國(guó)最新確立的人工智能、微機(jī)技術(shù)、綜合自動(dòng)化、自適應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)通信等理論，同時(shí)也充實(shí)了自動(dòng)化技術(shù)的理論依據(jù)，提高了智能保護(hù)技術(shù)的安全性。在配電網(wǎng)的管理和運(yùn)行過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)一般是和通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電力設(shè)施結(jié)合起來(lái)進(jìn)行運(yùn)用的，這樣可以極大地改善供電的質(zhì)量，為電戶(hù)設(shè)計(jì)出合理的電價(jià)，對(duì)他們負(fù)責(zé)盡職，以達(dá)到節(jié)約電能的目的，這樣還可以更有效地做好企業(yè)的電能管理工作。配電網(wǎng)的自動(dòng)化管理過(guò)程包括負(fù)荷管理、地理信息系統(tǒng)、配電分析、饋線自動(dòng)管理、數(shù)據(jù)搜集及控制等，這樣可以強(qiáng)化供電的安全度和效率性，此外，還可以節(jié)約配電網(wǎng)管理過(guò)程中所使用的人力、財(cái)力和物力，從而極大了節(jié)省了企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)成本。

（二）仿真技術(shù)。大量的實(shí)驗(yàn)資料和數(shù)據(jù)都要通過(guò)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)中的仿真系統(tǒng)來(lái)獲取，此外，仿真技術(shù)還能讓穩(wěn)定的和暫時(shí)的電能實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，研究人員可以在新設(shè)置的測(cè)驗(yàn)中使用到仿真技術(shù)，實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和各種監(jiān)控設(shè)備共同組成了一個(gè)封閉的系統(tǒng)，因此營(yíng)造了一種做實(shí)驗(yàn)的環(huán)境。引進(jìn)仿真技術(shù)，這就為仿真建模以及負(fù)荷動(dòng)態(tài)監(jiān)控等方面的研究營(yíng)造了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，從而可以建立一個(gè)運(yùn)用仿真技術(shù)的混合實(shí)驗(yàn)室。

（三）PCL技術(shù)。PCL技術(shù)是在繼電碰觸控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合以后產(chǎn)生的，在它們的存儲(chǔ)器中，可編程序順利地完成了記錄、控制和運(yùn)算的指令。首先，這種技術(shù)是為了解決工業(yè)問(wèn)題而產(chǎn)生的，之后又在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制中得到了廣泛的運(yùn)用，與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比較，PCL技術(shù)看起來(lái)更為靈活，它的可靠性更高，接線也較為容易，還可以節(jié)約電能。

（四）計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用是極其重要的，也是不可替代的。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度越來(lái)越快，計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用范圍也越來(lái)越大，在整個(gè)電力系統(tǒng)中的配電、輸電、發(fā)電和變電等重要過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用無(wú)疑是最為關(guān)鍵的，與此同時(shí)，計(jì)算技術(shù)的廣泛運(yùn)用還可以加速電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。

（五）智能電網(wǎng)技術(shù)。信息管理技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)中運(yùn)用得較為廣泛，此外，在電力系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)還可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)全部進(jìn)行智能化控制，換句話說(shuō)，也就是智能電網(wǎng)技術(shù)，它對(duì)電力系統(tǒng)從配電、輸電和調(diào)度等整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了全面的覆蓋。在創(chuàng)建電網(wǎng)數(shù)字化的整個(gè)過(guò)程中，意義最為典型的就是通信技術(shù)，在通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)也發(fā)揮了不可替代的重大作用，這就要求電力系統(tǒng)一定要具有雙向性、可靠性和實(shí)時(shí)性。

（六）變電站自動(dòng)化技術(shù)。在自化技術(shù)中，其中有一個(gè)重要的步驟，那就是變電站的自動(dòng)化技術(shù)，當(dāng)然，計(jì)算機(jī)技術(shù)在自動(dòng)化技術(shù)中的作用也是不言而喻的。而且，計(jì)算機(jī)技術(shù)在變電站自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用只會(huì)與日俱增，二次設(shè)備也順利地完成了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和集成化，光纖和計(jì)算機(jī)電纜代替了電力信號(hào)電纜，二次設(shè)備在變電站自動(dòng)化的整個(gè)過(guò)程中，在記錄和統(tǒng)計(jì)以及運(yùn)行和管理過(guò)程都需要做到自動(dòng)化處理，除此之外，還包括操作系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化處理，所有的這些共同組成了變電站的自動(dòng)管理系統(tǒng)。

（七）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)。電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)度在電力系統(tǒng)中也是一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用有著極其緊密的聯(lián)系，其中在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)中有一個(gè)最為關(guān)鍵的部分，也就是計(jì)算機(jī)控制的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接了所有的設(shè)備，最終組成了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的整個(gè)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要全面監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行，確定其是否處于安全的狀態(tài)，在這同時(shí)，還要搜集相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以便估計(jì)電力系統(tǒng)的狀態(tài)，并預(yù)計(jì)電力負(fù)荷狀態(tài)。

三、結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是電力系統(tǒng)中的一個(gè)新舉措和新應(yīng)用，它可以保證電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的根本目的，即做到在供電過(guò)程中的可靠性和安全性，提高供電能力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的運(yùn)行，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)穩(wěn)定、健康地發(fā)展。

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