关于电力系统自动化技术应用的论述

杜恺威

摘要：电力系统是指由发电、电能传输、变电和用电多个环节所组成的一种电能的生产与消费系统，其功能主要是将自然界的一次性能源通过发电等装置转化为电能，再通过输电、变电与配电提供给用户使用。电力系统中自动化系统水平直接反映了电力系统的运行与管理水平，也直接影响了电力系统的效率。电力系统的自动化技术应用，包含了电力系统的方方面面，本文就对此进行简单的分析。

关键词：电力系统；自动化技术；自动控制

一、前言

自1882年牛顿建立出第一个实用型的电厂开始，经过一百多年的发展，将直流电变成交流电，电压等级也在不断的提高。到本世纪初，发电厂连成网络，规模也不断扩大，结构日趋复杂，为确保电力系统运行的可靠、安全、质量与经济性，电力系统的自动化技术发展就显得更加重要。

二、电力系统自动化技术的工作流程与控制要求

在各个领域中电力系统自动化技术的应用都非常广泛，伴随计算机技术的不断普遍，电力系统已经不再是单一的控制与管理，而是通过自动化技术把各个领域的技术进行结合，实现电力系统的管理、控制及优化。

1、电力系统自动化的基本的工作流程

在中心地带的控制中心设置现代化计算机，以此为中心，向四周辐射网络，而形成一个立体化的覆盖网络，实现全面而畅通的信息传达与指令传输。中心计算机主要负责总体的调控，而一些监控设备则是主要负责各种操作的自动化。以此为基础，组成以控制部件做为中心，将各种软件结合应用，来实现控制范围变大与自动化程度的不断深化。电力系统的综合自动化一般采用分层控制式的操作方式，以实现系统运行的合理、经济、可靠等目的。

2、电力系统的自动控制基本要求：

（1）快速、正确的收集、检测与处理电力系统中各个元器件、局部系统或者整体系统的运行的参数。

（2）通过电力系统实际的运行状态与系统各个元件的技术、安全和经济的要求，为运行者提供调节与控制的策略，或直接对各种元件进行调节与控制。

（3）实现整个系统的各个层次、各个局部系统与元件之间的相互综合的协调，找寻电力系统的优质供电、经济与安全等多种目标的最优的运行方式。

（4）电力系统的自动控制不仅仅能节约人力资源，减轻人员的劳动强度，且能减少电力系统的安全事故，延长设备的使用寿命，全面改善与提高运行的性能，尤其是在发生事故的情况下，能有效的避免连锁的事故发生与大面积的停电。

三、电力系统的自动化技术的应用

1、电网调度的自动化

电网调度的自动化主要的组成部分包括电网的调度控制中心的计算机的网络系统、服务器、工作站、打印设备、大屏蔽显示器，由电力系统所专用的广域网相连结的下级的电网调度与控制中心、调度范围里的电厂、变电站的一些终端设备等组成。电网调度的自动化主要的功能为电力生产过程中的实时数据的采集和监控、电网运行的安全性分析、电力系统的状态的估计、电力负荷的预测、自动发电的控制、自动化的经济调度，并且符合电力市场的运营的相关需求等等。县级的电网调的度控制中心的设备规模一般会比地区的电网调度小一些，且一般的工作站、服务器等会采用工业或者普通的商用PC机。地区级别的电网调度指城市供电网络的调度，调度的功能与调度的范围一般要比大的区级电网或省级电网小很多，地区级的电网调度一般不对发电厂控制，主要是对供电网内的一些各级变电站与相关配电网进行实时的自动监控，以保证安全与可靠的供电。国家级的电网调度与大的区域级的电网调度控制中心，其计算机设备的配备会比省级的电网调度控制中心规模大一些，服务器以及网络的设备容量较大，功能性的应用软件也有些不同。

2、电力系统变电站自动化

电力系统中的变电站和输、配电线路是链接发电厂和电力用户的重要环节。变电站自动化的主要目的为取代人工监视与操作，提升工作效率，加强对变电站的监控能力，提升变电站运行水平的安全性。变电站的自动化的内容即是对站内运行的一些电气设备实行全方位的监视与有效的控制，其特點为用全计算机化的装置来替代一些常规的电磁式设备，二次设备的数字化、集成化与网络化，尽可能的采用计算机的电缆或者光纤替代电力信号的电缆；操作监视逐步实现计算机的屏幕化；运行的管理与记录统计达到自动化等。变电站的自动化除达到变电站的运行操作任务以外，还成为电网调度的自动化所不可分割的重要的组成部分，是电力系统生产的现代化的重要环节。

四、电力系统的综合自动化发展

1、电力系统的综合自动化发展的方向

我国的电力系统的综合自动化发展方向就是要全面的建立DMS系统，由DMS系统，可全面的提高电气的综合管理的水平，满足现代化的电力系统技术发展的相关需求；使得电气设备的保护控制得以优化，消除大面积的停电故障的发生，提升供电系统的安全可靠；能建立快速的电气事故的处理机制，大大减少故障停电的时间，大大降低对生产装置的影响；管理人员可实时的掌握整个的电力系统的相关运行情况与各种重要运行的参数，实现负荷的监控、电力的平衡、精确的计量与节约用电等各种功能；改变现有的运行操作与变电值班形式，实现真正意义上的无人值守的变电站管理模式，从而达到大幅的减员增效的目标。

2、变电站的综合自动化

自动化系统是对变电站的保护、测量控制、远动通迅等功能实现高度的微机化集成，这样就使得各个专业间的传统的界限被完全的打破，而且对现行的专业设置与管理提出更高的要求。所以，就要把继电保护与远动两个专业进行有效的合并，来方便设备运行管理、系统规划与运行维护的时候的协调统一。变电站的综合自动化的组态运行模式中的另一个重要的问题就是保护是否进行下放。变电站的综合自动化作为一个跨专业的课题，应该将调度自动化、变电管理、保护、通信等等专业相结合来考虑问题，尽量实现设备的不重复，资源能实现共享，但是因为专业管理等原因，计算机保护通常不和别的装置混合在一起，要保持他的独立性，和监控系统通信运用网络通信的方式，尽可能的减少信号电缆数量。对于保护装置的安装的位置，要根据现场的条件与保护装置自身的抗干扰与抗恶劣环境的能力决定。

五、电力系统自动化安全要求

1、电力系统自动化的安全趋势

在现代社会，对“安全、经济、可靠、优质”等电能供应的各项指标要求也逐步提高，相应的也对电力系统自动化提出了更高的要求。电力系统的自动化技术不断从低到高、从局部向整体进行发展。如今的电力系统自动化的控制技术也逐步趋向于：在控制策略上逐步向最优化、智能化、区域化、适应化、协调化发展；由单一元件向部分区域以及整个系统发展。

2、电力系统的综合自动化的安全的特点

电力系统的综合自动化的安全特点为：装置的维护、调试方便，容易操作，保护性能也有了较大的改善。装置的功能丰富、先进、可进行灵活的选择，逻辑回路动作的正确率、可靠性也得到了提高。装置逐步实现了远程控制、监测、通信、调节功能，取代传统的变电所的事故音响、预告信号、仪表监测的一些作用；实现远程监控取代了传统的人员值守模式。

六、总结

总之，电力系统的综合自动化是一项集传统技术改造和现代技术进步为一体的自动化技术整体推进的过程。对于我国这样一个电力需求量大、电网建设比较复杂但电力系统综合自动化的改革开始比较晚的国家来说，动力系统综合自动化在追赶先进技术的同时，也必须注重对传统技术与设备的改造，这样才能实现电力系统综合自动化的早日全面的实现。

参考文献：

[1]邹炜，浅谈提高变电站电力系统自动化技术[J]. 中国新技术新产品，2010，（17）.142

[2]吴永晨，电力系统自动化技术应用与发展[J]. 中国高新技术企业，2010，（6）.111

[3]杨涛，电力系统自动化技术的应用综述[J]. 科技信息，2010，（23）.886

[4]杜君旭，电力系统调度自动化的技术与优化[J]. 中国新技术新产品，2010，（15）.160