摘 要：隨著我國(guó)科技水平的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化已成為電力系統(tǒng)中發(fā)展的方向。本文通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制的基本要求入手，分析了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的技術(shù)，同時(shí)就針對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用能力及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)

Abstract: As the Chinese scientific and technological level development, the electric power system automation has become the development direction of the electric power system. Based on the electric power system automatic control basic requirement, this paper analyzes the power system automation technology, and at the same time, it discusses the power system automation application ability and development trend.

Key words: power system automation technology; application; development trend

中圖分類(lèi)號(hào): TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　文章編號(hào)：2095-2104(2012)

配電自動(dòng)化的基本原理是將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開(kāi)環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)線(xiàn)路通過(guò)分段開(kāi)關(guān)把供電線(xiàn)路分割成各個(gè)供電區(qū)域。當(dāng)某區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)將分割該區(qū)域的開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，隔離故障區(qū)域;隨后，將因線(xiàn)路發(fā)生故障而失電的非故障區(qū)域迅速恢復(fù)供電，從而避免了因線(xiàn)路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整條線(xiàn)路連續(xù)失電，大大減少了停電范圍，提高了供電可靠性。

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)分析

1.1發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)(DCS)

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)(DCS)一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過(guò)程控制單元(PCU)、運(yùn)行員工作站(Os)、工程師工作站(Es)和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng))組成。過(guò)程控制單元(PSU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/0模件組成。MCU模件通過(guò)冗余的I/O總線(xiàn)與智能I/O模件通訊。PCU直接面向生產(chǎn)過(guò)程，接受現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。

1.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要組成部分，是由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等，其主要是通過(guò)電力系統(tǒng)專(zhuān)用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備(如測(cè)量控制等裝置)等構(gòu)成 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能是電力生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制(省級(jí)電網(wǎng)以上)、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度(省級(jí)電網(wǎng)以上)并適應(yīng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的需求等。

1.3變電站自動(dòng)化

變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話(huà)人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿(mǎn)足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

2、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能力分析

數(shù)據(jù)處理能力。工業(yè)計(jì)算機(jī)和引進(jìn)的PC機(jī)技術(shù)為電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、電廠監(jiān)控系統(tǒng)、變電站綜合自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、匯總、分類(lèi)、分析、存檔、顯示、打印、報(bào)警、完成操作控制等任務(wù)。

a.數(shù)據(jù)共享能力。伴隨著電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)方面的發(fā)展，系統(tǒng)模型通常集中在對(duì)相關(guān)地理空間屬性方面的描述上，但是在實(shí)際的相關(guān)應(yīng)用中，電力系統(tǒng)方面的控制對(duì)象通常具有比較復(fù)雜的電力的處理結(jié)構(gòu)。對(duì)于這種基礎(chǔ)而言，主要包括2個(gè)方面：1)物理實(shí)體的幾何屬性方面的標(biāo)準(zhǔn)定義與表達(dá)。其包含了電力系統(tǒng)服務(wù)能夠覆蓋的空間區(qū)域方面的幾何屬性。2)物理屬性數(shù)據(jù)方面的標(biāo)準(zhǔn)定義以及表達(dá)。對(duì)于相關(guān)的電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其不僅包含了物理結(jié)構(gòu)，而且還包含各種組成部件、整體方面的物理性能和運(yùn)行規(guī)范方面的信息共享以及動(dòng)態(tài)、多維的應(yīng)用分析等。

b.數(shù)據(jù)整合能力。電力系統(tǒng)的發(fā)展和形成是由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)結(jié)果。比如：在用電高峰，提高變電站的電壓，加大輸出功率;在用電低谷，降低變電站的功率。這樣既可滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，也可極大地減少損耗，降低成本。所以只有將傳統(tǒng)信息的孤島打破，進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的整合，對(duì)數(shù)據(jù)方面的整合能力進(jìn)行加強(qiáng)，才能進(jìn)行無(wú)縫連接，才能把空間計(jì)算引人主流的計(jì)算之中，同時(shí)多角度地展示數(shù)據(jù)之間那些潛在的關(guān)聯(lián)，這也是未來(lái)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展方面的必然趨勢(shì)。

1)加強(qiáng)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和信息化。加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)方面的可操作性，讓用戶(hù)對(duì)擁有圖標(biāo)的相關(guān)用戶(hù)界面進(jìn)行支持，由于電力系統(tǒng)方面的自動(dòng)化運(yùn)行作為一個(gè)實(shí)時(shí)性要求比較高的過(guò)程，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)代碼進(jìn)行調(diào)整，具體來(lái)說(shuō)就是對(duì)自己所需要的那些數(shù)據(jù)類(lèi)型以及操作方法進(jìn)行定義，從而增強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的可擴(kuò)充性以及開(kāi)發(fā)性。

2)加強(qiáng)電力企業(yè)方面的功能性。對(duì)于電力企業(yè)而言，要求電力系統(tǒng)的平臺(tái)對(duì)分布的應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行有效供給。每一個(gè)地方可以由自己維護(hù)和管理所管轄區(qū)域里的數(shù)據(jù)，同時(shí)，不同級(jí)別的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)之間也可以構(gòu)成那種分布式類(lèi)型的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)用和共享其他一些地方的數(shù)據(jù)，在所賦予的權(quán)限范圍內(nèi)，以分散數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)的安全性和實(shí)時(shí)性加以保證。

3)更加完善的數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)運(yùn)用各種數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，它的數(shù)據(jù)備份機(jī)制、安全機(jī)制等方面都是其他的文件管理方式所不能比擬的。

c.安全穩(wěn)定能力。電力應(yīng)用是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中的支柱，它也是一個(gè)實(shí)時(shí)性運(yùn)行的相關(guān)系統(tǒng)，同時(shí)，其安全穩(wěn)定性也是首要考慮的問(wèn)題。

b.自動(dòng)化安全監(jiān)視能力。由于人無(wú)法做到24h專(zhuān)注，因此自動(dòng)化監(jiān)視能力就顯得尤為重要。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)視能力不同于其他系統(tǒng)，因?yàn)槠渌�系統(tǒng)只需要反映并記錄客觀現(xiàn)象、客觀數(shù)據(jù)即可，例如：某發(fā)電機(jī)組在用電低谷時(shí)反而溫度較高，發(fā)電功率異常增大，這就需要監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警告，以提示風(fēng)險(xiǎn)。

e.自動(dòng)化安全保障能力。電力系統(tǒng)具有對(duì)于不同類(lèi)型以及規(guī)模的數(shù)據(jù)與使用對(duì)象都不能有崩潰的相關(guān)特征，應(yīng)具備靈活的相關(guān)恢復(fù)機(jī)制，因此對(duì)安全保障極其有用。其保障能力的應(yīng)用具體包括：1)保障電力系統(tǒng)的日程運(yùn)行。2)保障電力數(shù)據(jù)的及時(shí)存儲(chǔ)和恢復(fù)。日常記錄的數(shù)據(jù)對(duì)于制定發(fā)電站的預(yù)算、節(jié)約成本、進(jìn)行系統(tǒng)更新、安全指標(biāo)的修訂均具有重要意義。3)保障從業(yè)人員的安全。由于自動(dòng)化系統(tǒng)具有監(jiān)控功能，所以當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，特別是出現(xiàn)安全隱患危及生命時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)可采取相應(yīng)措施降低風(fēng)險(xiǎn)。在安全生產(chǎn)的同時(shí)，保障生產(chǎn)者安全，也是自動(dòng)化系統(tǒng)的職責(zé)之一。

3、電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向

對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的技術(shù)而言，其發(fā)展方向就是對(duì)DMS系統(tǒng)進(jìn)行全面的建立，通過(guò)DMS系統(tǒng)，可以提高電氣的綜合管理水平，以適應(yīng)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的需要;使電氣設(shè)備保護(hù)方面的控制得到一定的優(yōu)化，消除大面積的停電故障，提高供電系統(tǒng)的可靠性;電量、電壓以及功率等各種類(lèi)型的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)電力平衡、精確計(jì)量、負(fù)荷監(jiān)控等多種功能有著相關(guān)影響;改變了現(xiàn)行的變電值班模式以及運(yùn)行操作，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無(wú)人值守的變電站的管理模式，真正達(dá)到了精兵簡(jiǎn)政的目的。

數(shù)據(jù)共享作為變電站自動(dòng)化的一個(gè)主要特點(diǎn)，將監(jiān)控和保護(hù)功能集成在同一裝置里，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主要途徑之一。對(duì)于SCADA而言，其所需的多項(xiàng)數(shù)據(jù)與繼電保護(hù)所進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)是相同的，所以將分布式類(lèi)型的變電站SCADA集成到相關(guān)的微機(jī)保護(hù)中，使監(jiān)控和保護(hù)對(duì)一個(gè)硬件平臺(tái)進(jìn)行共用，那么就可以實(shí)現(xiàn)非常明顯的經(jīng)濟(jì)性。

4、 結(jié)語(yǔ)

目前，電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)人以計(jì)算機(jī)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)發(fā)展為重點(diǎn)標(biāo)志內(nèi)的階段，但對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)電力需求大、電網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜而電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化改革開(kāi)始比較晚的國(guó)家來(lái)說(shuō)，在追趕先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，還必須要注重對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)，只有這樣才能保證電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的早日全面實(shí)現(xiàn)。

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