岳娟

摘要：我國電力事業(yè)的發(fā)展，無論是火電、風電、核電、還是新能源發(fā)電，都需要自動化集約化的用電管理模式，因而極大地推動了電力系統(tǒng)及其自動化技術的迅速發(fā)展。本文從電力系統(tǒng)及其自動化的含義出發(fā)，通過分析如今電力系統(tǒng)中存在的用電安全控制以及保障難題，來考慮并實施自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用，并針對實際應用中出現(xiàn)的問題，提出相應的有效解決措施，另外分析了發(fā)展電力系統(tǒng)及其自動化技術的意義。

關鍵字：電力系統(tǒng)；安全保障；自動化應用；問題及意義

一、電力系統(tǒng)及其自動化的含義和基本內容

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，所需求的用電量也日益增大，因而在發(fā)展經(jīng)濟的同時，我國的電力事業(yè)得到了長足的發(fā)展。而隨著科學技術的發(fā)展，很多新興的先進科技（比如電力電子傳感器）在電力系統(tǒng)的應用，使得電力系統(tǒng)控制的環(huán)境變得越來越復雜。因此將電力系統(tǒng)的控制與計算機技術結合的電力系統(tǒng)及其自動化技術應運而生，并且快速發(fā)展，成為如今電力系統(tǒng)控制中不可或缺的一部分。

電力系統(tǒng)及其自動化是指在電力系統(tǒng)的控制過程中，通過運用計算機技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)控制的信息化、數(shù)據(jù)化的自動控制。其內容主要包括：發(fā)電廠的自動化控制，變電站的自動化控制，傳輸電網(wǎng)的自動化分配，以及網(wǎng)絡信息的自動化傳遞。通過對基礎設備比如斷路器、熔斷器、變壓器等的間接控制和對機械動力裝置的直接控制，來保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行，通過對電壓、相位、頻率的調節(jié)來保證電能的輸出質量。

二、自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用表現(xiàn)

電力系統(tǒng)及其自動化技術主要應用在電力系統(tǒng)中，通過與計算機信息技術的關聯(lián)，完成電力相關系統(tǒng)的自動化控制。由于電力系統(tǒng)的組成有發(fā)電系統(tǒng)（發(fā)電機）、變電系統(tǒng)（變電站、變壓器）和配電系統(tǒng)（配電站）以及用電系統(tǒng)（民用或工業(yè)用電）。因而電力系統(tǒng)及其自動化技術的應用可以從發(fā)電系統(tǒng)的應用、變電系統(tǒng)的應用、配電系統(tǒng)的應用三方面來劃分。

2.1發(fā)電系統(tǒng)的自動化控制

由于發(fā)電廠有很多限制性的外在條件，使得設備處在高溫度、高壓力、高電壓的環(huán)境中，這些環(huán)境是靠人力無法實現(xiàn)控制的，因而可以應用電力系統(tǒng)及其自動化技術，通過計算機來控制這些設備的安全運行，能夠完成人力以外的電站工作，方便了發(fā)電廠（尤其是核電廠）的運行，并且提高了電站的工作和響應效率。主要應用范圍是發(fā)電廠的控制單元和運行單元，比如高壓斷路器的開斷，通過自動化控制，能夠有效快速地斷開斷路器，從而抑制電弧的形成，為發(fā)電系統(tǒng)的安全作出了保障。

2.2變電系統(tǒng)的自動化控制

對于變電系統(tǒng)，也就是變電站，主要是應用于對變電站二次設備的優(yōu)化控制，對變電站的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，來實現(xiàn)對整個變電站的自動化控制。應用的自動化技術主要有：在線自動監(jiān)測和智能控制。變電站的主要設備是變壓器，通過對變壓器的在線自動監(jiān)測，可以實時了解變壓器的工作負荷以及其他的運行情況。因而可以及時發(fā)現(xiàn)問題，并找到問題的所在，為變壓器的故障分析提供了便利。通過對變壓器的智能控制，可以根據(jù)發(fā)電廠的實際發(fā)電電壓和電力用戶的需求電壓來調整變壓器，減少電能損失，使得經(jīng)濟效益增大，另外，結合在線自動監(jiān)測技術對故障位置及時作出響應，通過計算機控制解決故障，保證變電站的有效運行。

2.3配電系統(tǒng)的自動化控制

在配電系統(tǒng)，也就是在電網(wǎng)運行的過程中，對輸出電壓和頻率進行實時的數(shù)據(jù)采集和檢查，并且通過采集到的數(shù)據(jù)對電網(wǎng)的運行情況進行分析，如果出現(xiàn)輸電與用戶需求不匹配的現(xiàn)象，能夠及時調整，從而保證供應電量合理地滿足需求。常用的自動化技術有柔性交流輸電技術，另外還有靈活交流輸電技術。其主要內容是指將電力電子裝置應用到輸電系統(tǒng)中的關鍵位置，來調控實際的輸電電壓、頻率以及相位等主要的電力參數(shù)。柔性交流輸電技術能夠有效地控制輸出電力參數(shù)，保證對用戶的供電需求，而靈活交流輸電技術則是在電網(wǎng)供電系統(tǒng)和對用戶的輸電系統(tǒng)中采用電子遠程控制技術，從而保證了電網(wǎng)的輸電質量，也提高了電網(wǎng)控制的安全性。

三、電力系統(tǒng)及其自動化應用的難題及解決措施

盡管電力系統(tǒng)及其自動化在實際的電力系統(tǒng)中有著很廣泛的應用，但是隨著電力需求的擴大以及用戶對于電力質量要求的提高，電力系統(tǒng)及其自動化技術也面臨著一些難題和挑戰(zhàn)。其中主要的難題便是電網(wǎng)規(guī)模的擴大化和遠距離輸電引起的電力系統(tǒng)的控制問題。

需求的不斷增大，必然帶動電網(wǎng)規(guī)模的擴大化，據(jù)中新網(wǎng)的全球調查數(shù)據(jù)顯示，我國在2011年的電網(wǎng)規(guī)模已經(jīng)達到了世界第一位。電網(wǎng)規(guī)模的擴大包括兩個方面，一是發(fā)電廠的數(shù)量增大，發(fā)電功率增大；二是輸電規(guī)模擴大。其中發(fā)電廠發(fā)電的輸出功率增大，必然對電力系統(tǒng)及其自動化的電力電子設備的性能要求提高，需要尋求耐高溫高壓力、高電壓、高功率負荷的材料，并且要擁有優(yōu)越的電力電子性能。輸電規(guī)模的擴大以及遠距離輸電也會對于電力電子設備的信號傳輸以及電能損耗帶來負面效果。特別是在比較偏遠的地區(qū)供電，電力電子信號缺少基站的信號強化，因而信號差，這也對電力系統(tǒng)的自動化控制造成信號干擾，給控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性保證帶來隱患。

為了解決這些困難，有效的應對措施便是，尋找適合在比較苛刻的條件下工作且電力電子性能良好的材料，運用到電力系統(tǒng)的自動化控制中作為控制和調節(jié)元件；另外對于遠距離的輸電控制，以及偏遠地區(qū)的電力供應，應該在恰當?shù)木嚯x內建立電力電子控制信號站點，保證信號和數(shù)據(jù)的傳輸，為電力系統(tǒng)的調控作出安全性保證。

四、發(fā)展電力系統(tǒng)及其自動化的意義

（1）電力系統(tǒng)自動化控制的可靠性強，對于電力設備的維護和調試都很方便，操作簡單，不需要靠機械操作，只需要通過按鈕的控制便能完成一系列操作流程的實現(xiàn)，而且通過對于電子邏輯回路的動作準確設置，能夠讓裝置操作和設備運行更加準確、安全。

（2）電力系統(tǒng)自動化控制的響應速度快，運行效率高。通過邏輯電路的通斷來控制電力系統(tǒng)設備的功能，響應迅速，而且自動化控制能夠通過負反饋調節(jié)，自動維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，給操作人員帶來了很大的便捷，自動化控制通過對電力設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，能夠快速準確的發(fā)現(xiàn)故障位置，給工作人員的應急操作帶來了方便，也給系統(tǒng)的故障維修節(jié)約了時間。

參考文獻

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