俞志峰

（江蘇省電力公司檢修分公司南京分部，江蘇 南京 211100）

電力自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及方向

俞志峰

（江蘇省電力公司檢修分公司南京分部，江蘇 南京 211100）

在科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)增長的推動下，我國工業(yè)領(lǐng)域中的電力自動化技術(shù)在近些年中獲得極大的發(fā)展，電力自動化技術(shù)對于工業(yè)發(fā)展有著尤為重要的影響。文章以電力自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及方向?yàn)檎擃}展開論述，主要以分析電力自動化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，對電力自動化技術(shù)未來的發(fā)展方向進(jìn)行了分析。

電力自動化技術(shù)；發(fā)展方向；工業(yè)領(lǐng)域；電力系統(tǒng)；電網(wǎng)調(diào)度；變電站

工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，其電力技術(shù)的完善起著巨大的推動作用，同時(shí)電力技術(shù)的完善和發(fā)展對于社會的發(fā)展以及人們生活水平的提高也有著較高的積極意義。電力自動化技術(shù)在近些年的發(fā)展中，逐漸實(shí)現(xiàn)智能化電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制變換到動態(tài)控制。

1 電力系統(tǒng)相關(guān)概念解析

1.1 電力系統(tǒng)的組成

一般而言，電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、用電、配電等多個環(huán)節(jié)組成，電力系統(tǒng)的運(yùn)行的基礎(chǔ)是要具備一次設(shè)備及二次設(shè)備。但在一次設(shè)備中，為了保證一次設(shè)備能夠平穩(wěn)安全運(yùn)行，因此便需要對一次設(shè)備進(jìn)行全方位的控制保護(hù)，以達(dá)到保障電力系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。在電力系統(tǒng)中的二次設(shè)備指的就是相關(guān)的監(jiān)控裝置、通信設(shè)備、保護(hù)裝置等。值得一說的是，二次設(shè)備基本包含了電力系統(tǒng)自動化中的關(guān)鍵技術(shù)。

1.2 電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用簡析

為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其電力系統(tǒng)必須進(jìn)行全天候24小時(shí)不間斷工作，因此電力自動化技術(shù)在保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的工作中起著關(guān)鍵性作用。電力系統(tǒng)主要是通過自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)的內(nèi)部的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的監(jiān)控，對電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性有著極大的提高。值得一說的是，隨著管理技術(shù)以及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)之中的應(yīng)用也更加廣泛、更加全面、更加深入。

2 電力自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況概述

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)

所謂電網(wǎng)調(diào)度的自動化技術(shù)，指的就是在電網(wǎng)日常的運(yùn)行工作中，對電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)信息進(jìn)行電腦的智能記錄、統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)日常運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。例如相關(guān)的電網(wǎng)工作人員可以以電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對電網(wǎng)內(nèi)部的資源進(jìn)行調(diào)度工作，電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行效率最大化，因此電網(wǎng)調(diào)動自動化技術(shù)在現(xiàn)如今的電網(wǎng)中應(yīng)用極為廣泛。尤其是在近幾年的實(shí)踐中，我國普遍出現(xiàn)的電網(wǎng)負(fù)荷率上升的特點(diǎn)，電網(wǎng)負(fù)荷率的上升直接對電網(wǎng)穩(wěn)定性提出了更高的要求。電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅節(jié)約了較多的人力成本，更是能夠有效地保障電網(wǎng)高效和穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 變電站自動化技術(shù)

變電站一般是由繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、遠(yuǎn)動裝置、測量控制裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制等組成，而變電站的自動化技術(shù)便是要求上述的設(shè)備都能夠采用現(xiàn)代化通訊智能設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)自動化控制的目的。其主要的手段是通過變現(xiàn)內(nèi)部，以高速網(wǎng)絡(luò)（光纖）等連接各大設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對信息的高速多項(xiàng)交換，信息的高速多項(xiàng)交換全面深化利用。變電站的自動化技術(shù)不僅能夠有效保障對電網(wǎng)各種策略的及時(shí)發(fā)布，同時(shí)能夠全方位地利用各項(xiàng)資源。而且變電站應(yīng)用自動化控制技術(shù)其不僅節(jié)約了大量的成本，而且其性能更加穩(wěn)定，因此變電站自動化技術(shù)在近些年來的發(fā)展中得到了各大電力企業(yè)越來越廣泛的應(yīng)用。

2.3 配電網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù)

所謂配電網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù)指的是在配電網(wǎng)絡(luò)之中，根據(jù)配電系統(tǒng)的實(shí)際情況，增加一定數(shù)量的自動化設(shè)備或者直接將配件系統(tǒng)改造成配電網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)自動化運(yùn)行、自動化監(jiān)控、自動化調(diào)節(jié)、自動化故障報(bào)警、自動化故障處理等多項(xiàng)任務(wù)。如此一來，便能夠?qū)崿F(xiàn)對整個配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控可以及時(shí)地解決出現(xiàn)的各類問題，對電網(wǎng)的良好穩(wěn)定運(yùn)行有著極為重要的意義。而且通過自動化配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相關(guān)工作人員能夠更加明確配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況等，在實(shí)現(xiàn)自動化配電的基礎(chǔ)上，同時(shí)能夠保證電網(wǎng)穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

2.4 變電系統(tǒng)中自動化技術(shù)應(yīng)用

所謂的變電系統(tǒng)自動化技術(shù)，其主要是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)為基礎(chǔ)，對二次設(shè)備進(jìn)行全方位的測量和監(jiān)控，并同時(shí)有效地利用再次優(yōu)化的功能設(shè)計(jì)，最終建立全面的協(xié)調(diào)綜合性系統(tǒng)，變電系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠在運(yùn)行的過程中搜集運(yùn)行設(shè)備的各類信息。

3 電力自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的不斷發(fā)展，在這三者巨大的發(fā)展推動力下，現(xiàn)如今的電力系統(tǒng)已逐漸演變?yōu)橛捎?jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)以及電力裝備共同組合而成的綜合體。因此電力自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢必定會隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展。

3.1 實(shí)現(xiàn)主站一體化

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國在經(jīng)濟(jì)水平獲得急速增長的情況下，人民的生活水平也得到了巨大的提升，與此同時(shí)，人們對于供電的可靠性提出了更高的要求。但就實(shí)際情況而言，電力企業(yè)本身就是一個巨大的整體，其內(nèi)部分為各個系統(tǒng)、部門、職位，并且這些部門系統(tǒng)之間相對獨(dú)立，因此很難實(shí)現(xiàn)及時(shí)的互聯(lián)以及實(shí)現(xiàn)信息層面上的共享，這也是我國現(xiàn)階段眾多的電力企業(yè)中廣泛存在的一個問題。因此電力企業(yè)在以后的自動化發(fā)展過程中，這一問題必須得到重視。針對這一問題，筆者研究了相關(guān)的文獻(xiàn)資料，最后得出可以將相對獨(dú)立的單功能的部門系統(tǒng)統(tǒng)一為綜合性的，同時(shí)具備信息共享一體化的智能系統(tǒng)。更進(jìn)一步而言，就是將地理信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、高級應(yīng)用軟件、監(jiān)控系統(tǒng)、綜合自動化、饋線自動化等多個設(shè)備進(jìn)行緊密的聯(lián)合，解決之前系統(tǒng)獨(dú)立的問題，使其成為一個結(jié)構(gòu)緊密、運(yùn)行穩(wěn)定的信息系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)組織一體化的目的。

3.2 功能分層

配電自動化系統(tǒng)可以根據(jù)其組成的構(gòu)建，分為子站、主站、饋線三層，配電自動化系統(tǒng)運(yùn)行原理是以通訊系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對各個設(shè)備進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)對信息的交換傳遞，就現(xiàn)階段而言，主站、子站、饋線這三層之間的通信一般都采用光纖環(huán)網(wǎng)、無線、電力線載波、雙絞線、光纖等多種連接方式進(jìn)行連接，其中電力線載波較之于其他連接方式而言，是一種較為理想的通信連接方式，電力線載波的設(shè)計(jì)研發(fā)在最早時(shí)僅僅是為了傳輸高頻的保護(hù)信號和話音信號。

電力線載波因?yàn)槠湓硎且跃€路兩端阻波器為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)異地的通信，究其本質(zhì)，其屬于點(diǎn)對點(diǎn)的通訊方式。但在電網(wǎng)系統(tǒng)中，因?yàn)樵陔娋W(wǎng)節(jié)點(diǎn)較多，因此這種點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式不能很好地滿足電網(wǎng)運(yùn)行的需求。相關(guān)研究人員在權(quán)衡之下，去掉了其中的阻波器，因此第二代載波技術(shù)才研發(fā)出來。第二代載波技術(shù)是以擴(kuò)頻原理為基礎(chǔ)，其能夠在極低的信噪比情況下完成通訊工作，其通信能力得到空前的加強(qiáng)。而現(xiàn)階段的（即最新型的載波技術(shù)）是以數(shù)字信號處理芯片為基礎(chǔ)，即DPS，DPS具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)解碼功能，同時(shí)也具備了較強(qiáng)的通信能力。因此DPS綜合其各項(xiàng)功能而言，其是一項(xiàng)較為可行的、具有廣闊發(fā)展前景的新型通信技術(shù)，能夠很好地應(yīng)用于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

3.3 電能質(zhì)量提升

在現(xiàn)如今的各個行業(yè)，其電力設(shè)備普遍呈現(xiàn)出大功率的特點(diǎn)，因此這些電力設(shè)備不僅僅對良好穩(wěn)定提出了較高的要求，同時(shí)對電能質(zhì)量也有了較高的要求。因此電力部門必須重視電能質(zhì)量的提高，以便于滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)設(shè)備發(fā)展的需求。就現(xiàn)階段而言，電力系統(tǒng)研究的重點(diǎn)已經(jīng)開始向提高電能質(zhì)量這一技術(shù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。尤其是在近些年，研發(fā)出了以數(shù)字信號處理器（DPS）為基礎(chǔ)的數(shù)字信號處理技術(shù)。該技術(shù)在當(dāng)前得到了飛速的發(fā)展，同時(shí)取得了極為廣泛的應(yīng)用。值得一說的是，傳統(tǒng)的采用模擬量控制質(zhì)量控制裝置，已經(jīng)逐漸被數(shù)字量化技術(shù)所取代，DPS具有眾多的優(yōu)點(diǎn)：（1）其不僅僅可以對相關(guān)程序進(jìn)行全面的控制，而且能夠在運(yùn)行的過程中改變相關(guān)的控制法則；（2）DPS能夠有效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、靈活性、可靠性；（3）DPS具有較強(qiáng)的重復(fù)性，并且能夠使系統(tǒng)避免受到溫度的影響；（4）DPS操作簡單，因此可以進(jìn)行批量生產(chǎn)；（5）DPS能夠輕易地實(shí)現(xiàn)自動控制以及并聯(lián)控制。

綜合以上而言，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為DPS的發(fā)展提供強(qiáng)大的推動力?？梢灶A(yù)見的是，在將來DPS的性能必將會越來越完善，能夠?yàn)楸Ｕ想娋W(wǎng)運(yùn)行、提高電能質(zhì)量做出更大的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

綜合全文而言，我國計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展為電力系統(tǒng)的研發(fā)提供了充足的動力，現(xiàn)階段就實(shí)際情況而言，電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)之中的應(yīng)用已經(jīng)成為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必不可少的關(guān)鍵技術(shù)。因此，必須要加大力度解決當(dāng)前電力自動化技術(shù)存在的問題，并且準(zhǔn)確地把握自動化技術(shù)的發(fā)展方向，推動我國電力自動化技術(shù)的不斷發(fā)展。

[1]鐘淑珍．電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的應(yīng)用探討[J]．電子測試，2016，（18）.

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[5]王慶華．電力自動化技術(shù)用于電力系統(tǒng)的分析[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（20）.

（責(zé)任編輯：蔣建華）

TM76

1009-2374（2017）12-0097-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.050

俞志峰（1973-），男，江蘇省電力公司檢修分公司南京分部工程師，研究方向：電力自動化及工程。

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