張?zhí)m蘭

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)供電面積逐年加大，對(duì)電力行業(yè)也提出了更多的要求。論文通過(guò)分析電力系統(tǒng)自動(dòng)化的內(nèi)涵與特點(diǎn)，闡述了我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展方向以及相關(guān)新技術(shù)的應(yīng)用，提出了利用現(xiàn)代新技術(shù)提升電能質(zhì)量，保證新形式下電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的持續(xù)安全配供電。

【Abstract】With the development of economy， China's power supply area expands year by year， which raises more requirements for electric power industry. After analyzing the connotation and characteristics of automation of electric power systems， this paper expounds the development direction of China's power system automation and the application of related new technologies， and proposes to use modern new technologies to improve the quality of electric energy， so as to ensure the stable operation of electric power system under the new situation and realize the continuous safety and distribution of power system.

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動(dòng)化；新技術(shù)應(yīng)用

【Keywords】 electric power system； automation； application of new technologies

【中圖分類號(hào)】F407.61 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）04-0139-02

1 引言

近些年伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)電力行業(yè)也提出了更多的要求，這也客觀上推動(dòng)了電力系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。電力行業(yè)關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，它直接影響著軍事、商業(yè)、生產(chǎn)、生活等各行各業(yè)的發(fā)展。我國(guó)電力行業(yè)為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求不斷改革創(chuàng)新，但就目前我國(guó)總體上的電力需求來(lái)說(shuō)缺口仍然很大，不能滿足人們的需求。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展，迫切要求電力行業(yè)能夠提供一套安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電力系統(tǒng)加以支持。電力系統(tǒng)自動(dòng)化作為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是科技發(fā)展的必然結(jié)果，是國(guó)家現(xiàn)代化程度的一個(gè)體現(xiàn)。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的涵義與特點(diǎn)

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是根據(jù)電力系統(tǒng)自身的特點(diǎn)和需求，配置各種符合要求的自動(dòng)化裝置，實(shí)現(xiàn)控制、管理的自動(dòng)化，達(dá)到電力系統(tǒng)的智能化、一體化、自動(dòng)化。供電需求決定了電力系統(tǒng)必須涵蓋全國(guó)各個(gè)地區(qū)，建立全面而復(fù)雜的電力系統(tǒng)，并要求電力系統(tǒng)既要滿足電力的遠(yuǎn)距離輸送，又要滿足工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的機(jī)組大容量需求。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)優(yōu)質(zhì)電力的需求和依賴也在不斷加大。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

就整體趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化一直都是我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的方向，這主要包括：發(fā)電控制自動(dòng)化、電力調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化。20世紀(jì)50年代前，我國(guó)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置仍只局限于一些單獨(dú)項(xiàng)目。到了20世紀(jì)60年代初，隨著技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)容量達(dá)到上千萬(wàn)瓦，開始在系統(tǒng)內(nèi)使用遠(yuǎn)程通信技術(shù)。到了20世紀(jì)80年代，以計(jì)算機(jī)為主要配件的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)便出現(xiàn)了。同時(shí)，各種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和繼電保護(hù)裝置也開始在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。近些年，電力系統(tǒng)體制改革得到了長(zhǎng)足發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也達(dá)到了一個(gè)新的高度。就目前的電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展來(lái)說(shuō)，未來(lái)必然要向著遠(yuǎn)程化、智能化、圖形化和分布化的方向發(fā)展。

3.1 電力系統(tǒng)的智能化、遠(yuǎn)程化發(fā)展

在過(guò)去的電力系統(tǒng)中，工作人員的管理范圍有限，所使用的硬件平臺(tái)一般是工業(yè)計(jì)算機(jī)與外加使用擴(kuò)展測(cè)控法的融合，遠(yuǎn)程控制能力有限。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達(dá)，電力系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制也必將為遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)控制所替代。電力系統(tǒng)研究人員應(yīng)當(dāng)利用現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加速技術(shù)革新，增加移動(dòng)終端的使用率，以求高質(zhì)量遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制讓電力系統(tǒng)各項(xiàng)遠(yuǎn)程控制環(huán)節(jié)更加智能化和自動(dòng)化。使用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，既節(jié)省空間，又節(jié)約成本，已成為電力系統(tǒng)自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展的主要方向。

3.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖形化展示和控制

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)電力的調(diào)度和管理經(jīng)常會(huì)涉及大量數(shù)據(jù)。對(duì)于這些數(shù)據(jù)的處理，往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且給人的信息并不直觀。隨著信息化社會(huì)的到來(lái)，人們所接觸到的信息迅速增多，電力系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)也集聚增大，如仍沿用以前的單一處理方面，難免會(huì)給工作代來(lái)諸多不便。如將圖形化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，將繁冗的數(shù)據(jù)信息以圖形的形式直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，那么電力系統(tǒng)的控制與管理將會(huì)變得更加輕松、快捷。

3.3 電力系統(tǒng)向著分布化、新能源的方向發(fā)展

電力系統(tǒng)的分布化發(fā)展主要是指在用戶周圍一定范圍內(nèi)，設(shè)置一些發(fā)電功率在幾十兆瓦至幾千瓦之間的發(fā)電裝置，這些裝置可以自行發(fā)電，保障用戶正常用電[1]。 隨著環(huán)境的惡化，傳統(tǒng)能源的逐漸枯竭，要求形式多樣的新能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源應(yīng)用于人們的日常生活。如：風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮苓@些新能源的使用，也為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)了新的考驗(yàn)。未來(lái)的電力系統(tǒng)將用分布式發(fā)電取代集中式發(fā)電，利用新型能源發(fā)電，節(jié)能環(huán)保。通過(guò)分布式裝置，有效利用各種新型能源，提高電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和節(jié)能性。

4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的新技術(shù)應(yīng)用

4.1 智能計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用

在未來(lái)的自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，智能計(jì)算機(jī)的應(yīng)用將占很大比重。通過(guò)智能計(jì)算機(jī)，高速運(yùn)算大量數(shù)據(jù)信息，高效獲取圖像信息，對(duì)于電力系統(tǒng)的圖形化發(fā)展發(fā)揮著重要作用。通過(guò)視覺技術(shù)對(duì)遙控系統(tǒng)進(jìn)行修改，可以有效提高電力系統(tǒng)的性能。通過(guò)視覺技術(shù)，在無(wú)人環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測(cè)，同時(shí)輔助于自動(dòng)化技術(shù)完成無(wú)人操作，使操作的準(zhǔn)確性得到大大提高。其中，紅外圖像監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅可以提高監(jiān)測(cè)的精確度，而且工作流程簡(jiǎn)單，有著較高的應(yīng)用價(jià)值。

視覺技術(shù)是借助智能計(jì)算機(jī)獲取圖像信息，再將所獲得的圖像信息與有存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)圖像信息做比對(duì)，出現(xiàn)不同則認(rèn)定為電力設(shè)備有問(wèn)題，需要進(jìn)一步檢查維修。電力系統(tǒng)通常使用微波雙鑒探測(cè)器于無(wú)人操作，動(dòng)態(tài)進(jìn)行，合理檢查電力系統(tǒng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)則被認(rèn)定為系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)維修。視覺信息技術(shù)的應(yīng)用，有效避免了人工操作帶來(lái)的延遲和失誤，能夠做到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)提醒，有效提高了工作效率。

4.2 GPS安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

GPS是全球定位系統(tǒng)，目前已廣泛應(yīng)用于汽車定位、手機(jī)定位、導(dǎo)航等環(huán)節(jié)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)同樣也可以應(yīng)用于電網(wǎng)中，當(dāng)電網(wǎng)中某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，GPS裝置就會(huì)發(fā)出警報(bào)，提供具體位置，提醒工作人員快速發(fā)現(xiàn)故障位置，提高解決電網(wǎng)故障的時(shí)效。在電力系統(tǒng)中，GPS技術(shù)與光纖通信技術(shù)、同步測(cè)量技術(shù)三者相結(jié)合使用，對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)施24小時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，無(wú)需人工亦能順利完成監(jiān)測(cè)任務(wù)。

4.3 FACTS和DFACTS技術(shù)

柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）綜合電力電子技術(shù)、微處理和微電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)而形成的用于靈活快速控制交流輸電的新技術(shù)。FACTS利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的柔韌性，增加了交流電網(wǎng)的可控力，增強(qiáng)交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并能夠降低電力傳輸成本，提高輸電效率。

靈活交流技術(shù)（DFACTS）[2]應(yīng)用于配電系統(tǒng)，可以對(duì)供電質(zhì)量的各種問(wèn)題提出解決方案。由于人們對(duì)供電質(zhì)量越來(lái)越敏感，電力行業(yè)對(duì)自身的配供電能力必須做出相應(yīng)提升才能滿足廣大用戶的要求。DFACTS在配電網(wǎng)系統(tǒng)和用戶中采用新型的電子控制，維持電器設(shè)備正常運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

4.4 電力一次設(shè)備智能化

由于一次設(shè)備與二次設(shè)備之間相隔幾十到幾百米距離，通過(guò)電力一次設(shè)備智能化，使二次設(shè)備的部分或全部功能在一次設(shè)備中得一實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)電力信號(hào)電纜和控制電纜的大大節(jié)約的目的。例如電力系統(tǒng)一次設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)。對(duì)電力一次設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)性在線監(jiān)測(cè)，時(shí)刻觀測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而且通過(guò)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的變化分析，可以對(duì)設(shè)備的安全隱患做出預(yù)測(cè)，進(jìn)而采取及時(shí)的維修保養(yǎng)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，保障設(shè)備的安全運(yùn)行。近年來(lái)，我國(guó)投入大量的人力物力對(duì)在線狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究和實(shí)踐，并已取得了一定的研究成果。還有光電式電力互感器的研究。電力互感器是按照一定比例關(guān)系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，方便用儀器直接測(cè)量。但是這項(xiàng)設(shè)備卻有著嚴(yán)重的缺陷，如：絕緣難度會(huì)隨著電壓的升高而增長(zhǎng)，信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍小，容易發(fā)生信號(hào)畸變，輸出信號(hào)不能直接與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口。為解決互感器這些缺陷，如今光電式電力互感器已被一些發(fā)達(dá)國(guó)家研究成功。目前，我國(guó)也正對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究，雖已取得一定成果，但仍不十分理想。

5 結(jié)語(yǔ)

如今我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們對(duì)電能的需求和依賴越發(fā)強(qiáng)烈。電力行業(yè)要保障人們的正常用電，電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展方向已成為必然。提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平，充分利用新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化智能化管理，保證電力行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展，為國(guó)家建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)電力服務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】余良紅.淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新通信，2017（9）：19.