摘 要：隨著信息和網絡技術的快速發(fā)展，自動化技術在電力系統中得到了廣泛的應用。文章對電力系統自動化技術的基本概念入手，闡述了電力系統自動化技術的主要功能、實踐應用、技術手段和發(fā)展趨勢，為全面掌握電力系統自動化技術提供了有益參考。

關鍵詞：電力系統；自動化技術；應用

隨著信息和網絡技術的不斷發(fā)展，自動化技術在電力系統的運用愈加廣泛。通過自動化技術，監(jiān)控人員能夠全面實時掌控電力系統的運行參數和電網的整體運行情況，對于及時發(fā)現故障位置和原因，更加便捷的進行數據分析具有重要作用。

1 電力系統自動化技術的基本概念

電力系統自動化是電力系統的核心內容，綜合運用了自動控制、電子學、計算機、液壓氣壓等多項技術。其工作流程是以調控所為中心，以一定范圍內的發(fā)電廠、變電站為節(jié)點，構成立體化的網絡覆蓋面，進而形成全面暢通的信息傳達和指令傳輸系統。調控所的中心計算機主要負責總體調控，監(jiān)控設備主要負責記錄設備的操作內容、編制處理報表、系統異常的自動恢復操作和常規(guī)操作的自動化等。發(fā)電廠、變電站之間設置信息服務和反饋的遠程監(jiān)控裝置，主要負責實時監(jiān)控。電力系統自動化借助自動檢測和決策控制裝置，能夠迅速準確地收集、檢測和處理電力系統各元件、局部系統或全系統的運行參數，實現本地及遠程的自動監(jiān)視和調控。能夠按照電力系統各元件的有關技術規(guī)定，實現對各元件的直接調控，或為操作人員提供輔助決策。能夠根據電力系統的實際運行狀態(tài)，對全系統各層次、各局部系統和各元件之間進行綜合協調，實現電力系統安全節(jié)能穩(wěn)定運行。

2 電力系統調度自動化技術的功能實現

電力系統調度自動化是電力系統自動化的重要內容，主要目的是為了及時準確獲取電力系統工作運行的實時信息。主要功能有：

2.1 對電力系統進行監(jiān)控

其中，監(jiān)視是通過對電力系統運行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對電力系統異?；蚬收系淖詣幼R別，向調度員反映電力系統實時運行狀態(tài)和電氣相關參數?？刂剖峭ㄟ^人機聯系系統，對短路器、隔離開關、靜電電容器組、變壓器分接頭等設備進行遠程操作。

2.2 對電力系統進行安全分析

利用實時數據，對電力系統線路、發(fā)電機、變壓器等設備發(fā)生的假想故障進行在線模擬計算，隨時發(fā)現每種假象事故造成的安全隱患，它是以單一設備故障為對象進行的在線潮流計算。

2.3 對電力系統進行經濟調度

經濟調度一般只考慮靜態(tài)優(yōu)化，不計算動態(tài)過程。在保證安全穩(wěn)定、系統頻率質量、備用容量和用戶可靠用電的前提下，基于系統有功功率的平衡，將全系統的有功負荷分配到各可控的發(fā)電機組，實現機組間發(fā)電負荷經濟分配，確保最低的發(fā)電成本和燃料費用。

3 電力系統自動化技術的實踐應用

3.1 電網調度自動化

主要包括控制中心、主站系統、廠站端和信息通道四個部分，分為信息采集和命令執(zhí)行、信息傳輸、信息收集處理和控制、人機聯系四個子系統。其主要功能是在電力生產過程中，實時采集數據，對省級以上電網進行自動發(fā)電控制和經濟調度等。

3.2 變電站自動化

變電站與輸配電線路是聯接發(fā)電廠與用戶的重要環(huán)節(jié)。其特點是：（1）用現代化的計算機裝置取代了傳統的電磁式設備。（2）采用計算機電纜或光纖代替電力信號光纜。（3）操作監(jiān)視實現了可視化。（4）運行管理、記錄統計實現了自動化。變電站自動化可以取代人工監(jiān)視和電話操作，實現對站內設備的實時監(jiān)控，提高工作效率，提高變電站的安全運行能力。

3.3 發(fā)電廠分散測控系統

其采用分層分布式結構，由過程控制單元（pcu）、運行員工作站（os）、工程師工作站（es）和以太網組成。pcu直接面向生產過程，接受變送器、熱電阻、熱電偶、開關量、電氣量、脈沖量等信號，對運行參數、設備狀態(tài)進行實時顯示，實現生產過程的監(jiān)控和聯鎖保護等功能。os接受pcu的信息，并向pcu發(fā)出指令，便于操作人員監(jiān)視和控制機組的運行。通過es，維護人員可以對系統組態(tài)進行設置、修改、診斷和維護等。

4 電力系統自動化的主要技術手段

4.1 面向對象的數據庫技術

面向對象分析、面向對象設計、面向對象編程等面向對象技術，已經深刻影響軟件系統開發(fā)和設計的全過程。隨著數據庫技術的發(fā)展，未來新一代的電網調度自動化系統應采用面向對象技術，支持面向對象的標準，通過數據庫實現更為復雜的自動監(jiān)控，既能縮短數據讀寫的時間，又能充分利用數據庫管理功能，提高數據可靠性，維護數據一致性，提高數據的共享程度。

4.2 現場總線控制技術

現場總線控制系統，既是一個開放通信網絡，又是一個全分布控制系統，其實質是一種數字化、串行、雙向、多站的通信網絡。它將專用微處理器置入測量控制儀表，以雙絞線為總線，把多個測量控制儀表連成網絡系統，按照規(guī)定的通信協議，實現微機化測量控制設備之間，以及現場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間的數據傳輸與信息交換，使其具有數字計算和數字通信能力。目前，現場總線控制技術在我國電力系統中得到了廣泛應用，從根本上優(yōu)化了控制系統的性能。其工作流程是：在被控設備上配備專用的底層前置控制計算機，前置控制計算機根據控制要求負責管理被控設備的有關信息，依據這些信息，在上位機上可以繪制各種畫面、圖像、圖表、曲線直觀地反映被控設備的運行情況。另外，在上位機調節(jié)控制被控設備的同時，現場儀表也可實現控制功能，增強了電力系統自動控制的可靠性。

4.3 光互連技術

光互連的主要特點是：不受電容性負載的影響，可根據實際需要進行輸入輸出，具有很大的靈活性。光互連以光速傳遞信息，可將時鐘扭曲問題降到最低程度，實現計算系統內部高性能互連，可解決無終端的電互連線臨界線長度限制和有終端線輸出端密度限制的問題。光互連網絡寬帶不受傳輸長度的影響，具備很強的抗電磁干擾能力，同時還可提高系統集成度，可為并行處理器陣列中的高速數據通訊和結構設計提供便利。因此，應用光互連并行處理器陣列，能夠提高電力系統自動控制和繼電保護水平，確保電力系統安全、經濟、穩(wěn)定運行。

5 電力系統自動化技術的發(fā)展趨勢

5.1 電力系統調度綜合自動化

通過建立調度數據庫系統，提高調度自動化的綜合管理水平，避免電力系統崩潰或大面積停電，提高電力系統的安全性和可靠性；通過建立完善電氣事故處理體系，縮短事故停電時間。

5.2 無人值守調度管理模式

通過建立無人值班綜合監(jiān)控系統，實現對電力系統運行狀態(tài)的實時監(jiān)控、狀態(tài)評估、安全性分析、負荷預測、遠程調控、自動報警等功能。該模式對于減少值守人員、提高工作效率具有重要作用。

5.3 智能化調度

通過采用智能調度數據集成技術，及時高效的獲取電力系統運行的實時信息，實現對電力系統的實時監(jiān)測、自動預警，以及故障的智能辨別、分析和恢復。

參考文獻

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作者簡介：孫凡（1977，12-），男，河北省石家莊市，石家莊科林電氣股份有限公司，中級職稱，研究方向為電力電子。