王廣鵬

(哈爾濱市呼蘭電業(yè)局，哈爾濱 150500)

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的發(fā)展方向

王廣鵬

(哈爾濱市呼蘭電業(yè)局，哈爾濱 150500)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力資源的需求日益增大，電力系統(tǒng)在運(yùn)行中存在著一些問(wèn)題，這就促使了電力系統(tǒng)及自動(dòng)化的發(fā)展。主要闡述電力系統(tǒng)及自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀及意義，結(jié)合現(xiàn)狀指出未來(lái)的發(fā)展方向，以促進(jìn)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化的發(fā)展。

電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；發(fā)展方向；研究分析

1 電力系統(tǒng)及自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)水平較低

我國(guó)科技發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)水平雖然有顯著提高，但是與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化技術(shù)還比較落后，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的差距。電力系統(tǒng)在運(yùn)行中穩(wěn)定性無(wú)法得到有效保障。以變壓器為例，在電力系統(tǒng)中，變壓器不可避免會(huì)發(fā)生一些故障，如果不加以重視，很容易導(dǎo)致事故發(fā)生，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及正常供電都會(huì)產(chǎn)生影響。由于電力系統(tǒng)的技術(shù)水平低下，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因此會(huì)對(duì)供電工作產(chǎn)生影響。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化的穩(wěn)定發(fā)展，提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)水平迫在眉睫。

1.2 電力系統(tǒng)及自動(dòng)化設(shè)備相對(duì)落后

目前，我國(guó)的電力系統(tǒng)和自動(dòng)化設(shè)備還比較落后，不利于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，設(shè)備落后主要體現(xiàn)在電力系統(tǒng)的組成設(shè)備和自動(dòng)化控制設(shè)備兩方面。第一，電力系統(tǒng)的組成設(shè)備發(fā)生故障的可能性極大，尤其是一些偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，設(shè)備老化現(xiàn)象嚴(yán)重。很多電力設(shè)備都很落后，加上線路覆蓋廣，檢修難度較大，事故時(shí)有發(fā)生。第二，自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行需要依賴計(jì)算機(jī)和相關(guān)的終端設(shè)備，但是這些設(shè)備體積較大，運(yùn)輸起來(lái)十分不便，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性很難得到有效保障，為了促進(jìn)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化的穩(wěn)定發(fā)展，電力系統(tǒng)及自動(dòng)化設(shè)備需要及時(shí)更換。

1.3 用電的安全性無(wú)法得到保障

安全問(wèn)題是電力系統(tǒng)運(yùn)行的首要問(wèn)題，但因?yàn)槎喾N條件的影響，一些地區(qū)的用電安全仍無(wú)法得到保障。以偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)為例，村民缺少基本的電力知識(shí)，在生活與工作中用電時(shí)沒有專業(yè)人士進(jìn)行指導(dǎo)，所以，用電安全仍無(wú)法得到有效保障。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要性及要求

2.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要性

第一，電力系統(tǒng)覆蓋廣且線路復(fù)雜，如果電力系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)問(wèn)題，用電安全無(wú)法得到保障。電力系統(tǒng)任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)影響整體系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成嚴(yán)重安全事故。如果電力系統(tǒng)在運(yùn)行中可以自行控制，比如輸電設(shè)備的正常運(yùn)行、故障的快速切除和恢復(fù)，都可以通過(guò)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化進(jìn)行，那么電力系統(tǒng)運(yùn)行才會(huì)更加穩(wěn)定和安全。

第二，電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)較多，比如頻率、電壓和功率等，人工監(jiān)測(cè)很難全面、有效、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

2.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的要求

第一，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)必須要有快速檢測(cè)和處理的功能。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)具備快速檢測(cè)和作出決策的功能，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，可以在第一時(shí)間作出決策，以保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。比如：電力設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)故障或者存在安全隱患，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)及時(shí)切斷線路，停止線路運(yùn)行，保障用電安全。

第二，電力系統(tǒng)自動(dòng)化具有社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。大力發(fā)展節(jié)約型能源是可持續(xù)發(fā)展的必然要求，我國(guó)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，可以更好地促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)主要就是協(xié)調(diào)電力設(shè)備各個(gè)元件之間的運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控。

第三，電力系統(tǒng)自動(dòng)化可以降低人工成本，提高工作效率。電力系統(tǒng)自動(dòng)化可以提高工作人員的工作效率，降低人工成本。在電力設(shè)備存在安全隱患時(shí)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)安全隱患，降低事故的發(fā)生率。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本組成

電力系統(tǒng)自動(dòng)化可分為三部分，分別是調(diào)度自動(dòng)化、發(fā)電廠自動(dòng)化和變電站自動(dòng)化。調(diào)度自動(dòng)化包含兩部分，分別是輸電調(diào)度、配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。發(fā)電廠自動(dòng)化分為三部分，分別是火電、水電和核電等。電力調(diào)度自動(dòng)化的基本內(nèi)容是：第一，監(jiān)控并調(diào)節(jié)整體電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定安全的供電。第二，在供電不充足的情況下做好負(fù)荷管理。第三，當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，電力調(diào)度自動(dòng)化可以迅速發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)消除故障，在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。電力調(diào)度自動(dòng)化是利用計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控，減少人工的參與，提高工作效率。

發(fā)電廠自動(dòng)化一般是通過(guò)某種動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電廠自動(dòng)化不僅要控制動(dòng)力裝置、發(fā)電機(jī)及其他輔助設(shè)備，還要協(xié)調(diào)促進(jìn)各個(gè)系統(tǒng)間的正常運(yùn)行。第一，火電廠發(fā)電的主要方式是利用燃料燃燒釋放熱作為動(dòng)力發(fā)電，屬于蒸汽動(dòng)力發(fā)電。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，火電廠自動(dòng)化應(yīng)有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、順序控制、管理和信息處理等功能。第二，水電廠發(fā)電的方式主要是依靠水輪機(jī)、調(diào)速器及水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置等，通過(guò)水能進(jìn)行供電。水電自動(dòng)化應(yīng)自行對(duì)水電廠工作進(jìn)行監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)，進(jìn)一步提高水電廠發(fā)電的安全性。第三，核電發(fā)電與火電和水電相比，對(duì)自動(dòng)化要求更為嚴(yán)格，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以更好的監(jiān)控、調(diào)節(jié)和管理電力運(yùn)行。

變電站自動(dòng)化是通過(guò)變壓器變換電壓、接受和分配電能、控制電力流向等，將不同區(qū)域的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)。我國(guó)變電站自動(dòng)化目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，不需要人員值班，大大解放了勞動(dòng)力，降低了人力成本，提高了工作效率。

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展方向

第一，電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)階段，我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展良好，電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要計(jì)算機(jī)和相關(guān)終端設(shè)備的有效控制，只有這樣才能確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。大力發(fā)展電力系統(tǒng)自動(dòng)化可以釋放勞動(dòng)力，提高工作效率，增加經(jīng)濟(jì)效益，降低事故的發(fā)生率，保證人們的用電安全。第二，變電站自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)程中，變電站也在不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)在運(yùn)行中應(yīng)安裝監(jiān)控、保護(hù)系統(tǒng)，只有這樣才能時(shí)刻做好數(shù)據(jù)采集工作，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)的安全和共享。第三，供電方式多樣化。我國(guó)雖然地域遼闊，但電網(wǎng)分配主要是城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)兩部分，供電方式比較單一，在開展電網(wǎng)管理工作時(shí)，應(yīng)做好電源點(diǎn)、線路開關(guān)設(shè)備和網(wǎng)架的管理工作，只有這樣才能確保供電方式向多樣化發(fā)展。第四，通信方案多樣化。通信方案多樣化是大勢(shì)所趨，比如常見的光纖、有限電纜、微波等形式都已廣泛使用。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化通信方案主要是通過(guò)子站、主站、現(xiàn)場(chǎng)單元構(gòu)成，并有針對(duì)性的開展工作，只有這樣才能保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證供電安全。第五，電力系統(tǒng)自動(dòng)化將更加完善。電力系統(tǒng)自動(dòng)化要求對(duì)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位的升級(jí)和更新，并結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀制定全新的管理辦法，通過(guò)電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行全程實(shí)施監(jiān)控。對(duì)于電壓來(lái)說(shuō)，可以以低壓的形式進(jìn)行擴(kuò)展，建立全新的配電管理體系，只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究主要闡述了電力系統(tǒng)自動(dòng)化現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀及重要性，剖析了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展方向，希望可以為專業(yè)人員提供理論指導(dǎo)，可以促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展，保證人們的用電安全。

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Researchandanalysisondevelopmenttrendofpowersystemanditsautomation

WANG Guang-peng

(Hulan Electric Power Bureau, Harbin 150500, China)

With the rapid economic development in our country, the demand for power resources in the modern society is increasing day by day. There are some problems in the operation of power system, which leads to the development of power system and automation. The status quo and significance of the development of power system and automation were mainly described, and the future development direction was pointed out, so as to promote the development of power system and automation.

Power system; Automation; Development direction; Research and analysis

TM76

A

1674-8646(2017)20-0092-02

2017-08-26