对电力自动化系统的控制分析

摘要：现代的电力自动化系统通过采取现代电子信息技术对电力系统实施监控和管理，同时可以通过该系统实现对整个电力系统的运行状况进行准确的判断。文章分析了当前电力自动化系统运行的相关情况，阐述了电力系统的信息技术的应用情况。

关键词：电力系统；自动化系统；变压器；变电站

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0079-02

随着我国社会和经济的迅速发展，人们生活水平得到了大幅度的提高，电力系统的安全有序运行已经越来越被人们所关注。电力自动化系统是通过利用网络通讯及自动化控制等手段，为用户提供现代化的设备监视管理和远程在线监测服务，从而确保电力系统能够稳定可靠地为用户提供电力服务，同时还能够为用户提供最优化的电力负荷管理的系统结构。随着电子信息技术和计算机技术在电力系统的广泛应用，已经逐步实现了电力系统的自动化，从而更好地促进了我国电力系统的自动化进程。

1 电力自动化系统的概述

自20世纪90年代末开始，我国的电力自动化系统就得到了飞速发展，无论是在产品种类、服务质量还是生产规模上都得到了大幅度的提高，电力自动化系统已经步入高速发展的时期。电力系统主要是由几个重要环节所构成的，它包括发电、输电、配电和用电等。电力自动化系统包括控制和管理网络结构，强大的系统功能，具体包括实时一次设备的检测和维护管理、优化负荷管理及操作安全和可靠管理的系统仿真模拟功能等。电力自动化系统在实际的应用中表现出巨大的优势，其优势具体表现在以下几个方面：（1）具有安全而稳定的系统平台；（2）具有面向对象的设计思想和模块化的系统功能；（3）具有高度可靠的冗余方式；（4）具有良好的开放性。

当前变电站的自动化系统主要是将变电站的二次设备进行功能和结构的优化配置，实现对变电站的监控和协调等，具体可以划分为以下三个系统：

1.1 监控系统

电力自动化系统中的监控系统具有数字量输入、模拟量输入及控制输出量等功能，它的主要任务是：（1）对变电站内的所有线路和变压器的运行参数进行测量和监视，对断路器及变压器的分接头进行调整等；（2）实现变电站系统内部的计算机间的有效通信；（3）实现变电站和电网之间的自动化系统间的通信。

1.2 断路器的闭锁系统

理论上变电站的自动化系统具有一个防误的操作系统，它能够全方位地防止错误的发生，同时通过闭锁的功能，有效地实现了“五防”的目标，从而有效地保证了整个电力网的安全及人生命财产安全。

1.3 保护系统

在电力自动化系统中，继电保护具有相对的独立性，其具体包括输入量、跳闸、测量、保护的启动及逻辑功

能等。

2 电力自动化系统控制的可靠性

2.1 远程电力自动化系统

随着科技的不断发展，电力系统学科也得到了不断的发展，变电站的自动化管理也成为了今后电力系统发展的必然趋势。当前变电站的自动化系统已经集合了自动化技术、网络通讯技术、计算机技术等科学技术。变电站采用了计算机监控系统，它不仅满足了操作的可靠性、可控性和自动化，还从根本上解决了传统的人力、物力、财力的“浪费”的现象。变电站无人值班实现了对站内的所有的电气化的设备的计算机监控，提高了整个变电站运行的安全性，同时达到了无人值班的要求，改善了工作环境，满足了电网调度的自动化，实现了数据记录的自动化，降低了成本，提高了经济效益。例如变电站的远程的桌面系统对于无人值班的变电站十分合适，它能够对变电站的设备运行状况、发热情况以及操作情况都实施实时监视。调度人员发出下行控制命令，站控操作运行人员发出操作命令，通过交互式对话过程，从而实现整个操作过程的全部要求。当监控系统或网络出现故障的时候，就可以通过就地操作的后备控制方式，实现就地控制。

2.2 实现整个操作过程中软件的多次返校

第一，变电站的自动化系统的操作员要想发送一个指令，就必须经过一系列的操作步骤，包括选择、校正、执行等，要想执行到下一个步骤必须在返校通过后送至该点。一旦在这个过程中某个环节出现了错误或指令被中断的情况，会有相应的警告提示，并且在每次的操作流程结束后，自动化系统会自动将相应的操作过程详细地记录并存盘。

第二，通过设置密码以防止一些非法操作。为了防止操作者或他人对电力自动化系统实行了错误的操作或非法的操作，我们采取了设置操作员权限密码。

第三，选取技术较为成熟的监控系统。因为一些技术成熟完善的监控系统，无论是在硬件设备还是在软件设备上都有较好的容错能力，对运行操作人员出现的一般性的错误都能够进行系统的自我恢复，而不会引起系统的任何功能的破坏或自动化系统出现不正常运行状况。当系统在运行的过程中突发遇到一些意外故障，该系统都能够进行较好的系统功能的自我恢复。

第四，对变电站的自动化系统作双机双网配置。当前变电站的监控主站一般采取的是以太网相联，同时又通过HUB实现对该以太网的管理。当网络中出现了异常，系统就可以自动完成热备机为主机的切换，从而不会影响整个系统的正常有序运行。当前的电力自动化系统所采用的监控系统硬件的冗余配置，整个系统采取的是分层分布式的结构，从而很好地保证了变电站的控制与操作的可靠性。

3 自动化系统的操作实现方式

自动化的系统是整个改造的基本网络，因此自动化的总体设计，包括其配置、设备以及功能均要满足改造后电网能安全、经济的运行的需要。同时也要很好地考虑远程和自动化相结合的模式。为保证变电站控制与操作系统的准确性与可靠性，对变电站进行防误的操作设计也是十分关键的。当前大部分的变电站采用的都是分层分布式自动化系统，该系统的操作闭锁方式也与该系统的结构相适应。实现变电站的操作闭锁的实现方式有3种：

3.1 通过软件实现

通过软件编程将系统操作防误闭锁控制在主机内，监控主机就可以通过通信网获得整个变电站的全部操作信息。通过实践操作证明，这种通过软件方式实现闭锁功能是最简单、可靠的方案之一。

3.2 通过硬件实现

很多电力自动化系统中的电量输入、测量、信号、执行命令等都是由硬件来实现的，变电站的自动化系统中的信号保护、数据处理、逻辑比较计算等功能都是通过硬件来实施的。当前变电站所采用的通过硬件来实施闭锁功能的主要是西门子公司的LSA-678变电站自动化系统，这个系统最大的优点就是能够实现操作闭锁装置的相对独

立性。

3.3 将软件和硬件相结合

将软件和硬件相结合的双级闭锁功能，较前两者具有可靠性高，安全性高，价格贵，模式接线复杂等特点

4 电力自动化系统自动化控制技术分析

当前一些变电站采取的是分层分布式自动化系统，它能够很好从软硬件上实现变电站的控制与防误操作，提高变电站相应系统的的可靠性和可控性。综合自动化变电站可以采用远方、当地、就地3级控制的方式，从而更好的实现变电站的控制与防误操作。综合自动化站有一套成熟可靠性高的计算机系统，能够更好的实现整个变电站功能，具体包括控制操作、运行监视、数据采集处理、操作记录等。同时变电站的自动化系统对变电站的具体运行操作程序、操作的安全性都进行了科学有效的简化了，从而使得对变电站的操控实现了安全、快速、可靠的控制与操作。

5 结语

电力自动化系统能够安全有效的运行已经越来越成为人们关心的焦点问题，它在很大程度上影响着整个电力系统的正常运行。目前我国很多地方开始实现了变电站的自动化系统，这标志着我国的电网运行管理方面开始步入到了自动化的新台阶上，实践证明，变电站实现了自动化不仅提高了供电的可靠性、稳定性与安全性，还取得了明显的社会效益和经济效益。本文分析了当前电力自动化系统运行的一些相关情况，阐述了电力系统的信息技术的应用情况，以期对我国电力自动化系统能够安全有序的运行。

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作者简介：李海芬（1979—），女，北京人，北京国德建设有限公司工程师，研究方向：电气自动化。

（责任编辑：秦逊玉）