电力系统及其自动化技术的安全控制问题与策略分析

魏玮 王涵 王浩然

（郑州财经学院 河南省郑州市 450000）

在先进技术理论支持下，电力系统中自动化建设越来越完善，自动化技术的应用为电力系统的安全可靠稳定运行提供了支持，为了让其更加符合人们需求，人们不断进行钻研，积极创新技术工艺，根据当今实际情况来看，电力系统及其应用的自动化技术存在很多安全隐患，这些问题的存在阻碍了电力系统的发展，因此本文结合实际情况对其中的问题进行详细分析，以此为基础提出改进策略，降低安全事故发生频率，为我国的电力事业健康发展提供些许助力。

1 电力系统自动化简介

电力系统实现自动化管理控制是电力系统追求的未来发展方向，它主要包括三个方面，目前我国实现了发电控制自动化和配电自动化，但在运行时也有问题存在，需要不断进行完善优化，我国当前的研究热门是电力调度自动化，此部分通过故障模拟的综合程序以及SCADA系统电网实现自动化，现今研究发展的变电站综合自动化已经可以支持无人值班。电力系统主要由地区调度实时监控、变电站自动化和负荷控制三方面的工作组成，这三部分共同协作，控制电力系统运行，进而实现全面的自动化管理。

所谓的电力系统自动化具体来讲，便是通过相关技术实现电能生产、电能运输的自动化控制，以及运用科学理论和相关设备实现自动化管理和调控。为了满足社会的电力需求，电力系统规模庞大，且常常跨地域输送。从结构组成来看，电力系统是有发电厂、变电站、输配电网络和用户端共同构成，通过这些组成部分的有效工作确保用户的电力需求得到满足，因此电力系统管理至关重要，为了更好地促进电力系统运行效果，自动化管理成为了主流趋势。结合实际来看，加强电力系统自动化推广对提升供电的电能质量，降低安全风险隐患有重要作用[1]。

2 现今电力系统及其自动化的发展情况

现今电力系统自动化主要包三方面内容，可划分为电力系统调度自动化、发电厂自动化和变电站自动化，其中调度自动化也可以分为发电和输电调度自动化、输电网调度自动化等两部分，而对于电力系统及其自动化技术进行安全控制时，主要也是从这几方面入手。目前我国现有发电装机容量在20000MW以上的电力系统达到11个，华东、华中、东北、华北电网装机容量均超过了30000MW。华东、华中等部分地区的电网甚至超过了40000MW，西北电网的装机量也达到了20000MW，并且当前我国的南方联营系统连接广东、广西、贵州、云南四省电网，实现了西电东送，其他几个独立省网，例如四川、山东、福建等装机容量也超过或接近10000MW。我国的各电网中500kV主网架逐渐形成，220kV电网不断完善扩充。

在2019年，全国电网工程建设完成投资4856亿元，其中110千伏及以下电网投资占电网投资的比重为63.3%，比上年提高5.9个百分点。全国基建新增220千伏及以上变电设备容量23042万千伏安，比上年多投产828万千伏安；新增220千伏及以上输电线路长度34022千米，比上年少投产7070千米；新增直流换流容量2200万千瓦，比上年减少1000万千瓦。并在2019年我国全国电力工业使用数据如表1。从中可以清晰看出电力系统在全国发展中的重要地位，现今几乎生活的方方面面都不能离开电力的支持，虽然当前我国的电力系统及其自动化技术得到重点发展，但仍有问题存在，尤其是在安全控制方面，有许多问题需要解决。

表1：全国电力工业统计数据表

3 电力系统及其自动化技术的安全控制问题

3.1 电源安全控制问题

想要实现自动化稳定运行，首先要保证有长期稳定的电源支撑，当出现意外情况，例如停电时仍有足够的电力支持其进行调控，而不是就此陷入瘫痪，当前由于技术制约，一般都是将UPS作为临时电源，当出现停电时采用此种方式确保系统正常运作，但实际生活中，很多企业对UPS并不重视，有一部分企业甚至在UPS正式投运之后就不再关注后续情况，长时间处于闲置状态，没有人定期进行维护和保养，在真正需要应用时，常常出现各种各样的问题，严重影响了电力系统的运行。同时当前对于备用电源的维护和管理监管制度混乱，导致在开展维护工作时，工作人员态度敷衍，部分临时电源已经出现了问题但仍没有人发现。除此之外，电源线接线问题也需要重点关注，当前的服务器大部分采用三组电源维持电力，这样的安排，即使其中一组电源出现了问题，剩下的两组仍能保证服务器正常运行，但实际中其中两组存在故障，剩下的一组可能无法带动服务器运行，出现意外关机情况，经过仔细排查，发现之所以出现这种现象，是因为电源线分配板接线存在问题，从外表看上去是三组电源线各自工作，但真正可以正常工作的只有一两组线路，且此种问题在正常运行状态下很难发现，因此，安装分配板时应认真严格仔细，做好工作监督，验收时严格执行断电测试，严格做好质量把控[2]。

3.2 设备安全控制问题

电力系统的自动化装置，也需要定期进行维护，这样才能保证其始终保持良好运行状况，但实际生活中，部分企业由于资金限制，无法承担过大的花费，在自动化设备添置上也十分紧张，种种因素导致大部分设备都长期处于超负荷状态，长时间运行、检修维护不达标、工作环境不合适等因素不仅加速了设备老化速度，还导致安全事故发生率大大提升。因此做好设备检修维护工作就有重要的意义。在维护检修后，需要严格按照相关规定进行，对于各种组件严格把控质量，一般情况下通常采用冗余配置和心跳检测，配合保证系统安全可靠运行，其中的关键环节便是通信，如果出现通信中断等问题，现今的预防措施都会失去保护作用，例如某变电站的数据库采用的通信协议不符合规范，导致心跳检测无法正常发挥作用，在某次意外情况中，当某台服务器出现故障时，备用设备没有及时进行切换，最后导致了监控系统中断[3]。

3.3 网络安全控制问题

在自动化系统中，厂站端和主站端主要通过数字或模拟通道来进行信息传输，因此惧怕病毒侵害，为了预防出现此种情况网络通道日益增加，以作备用。同时主站之间是通过协议转换器确保通讯，跟容易由于外来因素产生安全隐患，另外主站端与主干网之间连接紧密，却没有办法作出管理，如果工作站中应用的外来设备携带恶意代码会导致整个网络受到攻击，并且主站需要接受数百个变电站的信息，每个变电站可能同时存在千余个遥信和百余个遥控，这庞大的数据处理起来极其复杂，另外为力保证电力输送满足需求，会随时根据情况增加变电站的数量，这些变电站需要制作专门的信息表便于管理监控，借助先进科学技术可以实现批量处理，极大地提高了效率，但由于使用量外接设备对信息进行拷贝，会存在一定的安全风险，可能不小心下将某些病毒遗留在了信息中[4]。

4 电力系统及其自动化技术的安全控制策略

4.1 加快完善安全控制体系建设

当前的安全控制系统存在漏洞，还有一部分内如难以满足当前的需要，应及时根据实际情况，对相关的内容进行改革更新，由于社会对电力的需求量变化，电力系统在不同阶段运行情况会发生改变，这就需要电力单位灵活地根据相关实际情况选择性的改革体制，对发现的漏洞进行补充完善，从而加强电力系统的安全控制质量，目前制订的管理制度很多内容过于笼统，没有可以参考的标准和明确的标准，这导致在实际操作时难以确定程度，可细化体制内容，进而提升相关规定的指导性，建立明确的安全控制责任制度，将责任划分落实到个人，做到出现问题追根溯源，谁的问题谁负责，营造有过必罚的工作氛围，借此提高所有职员的责任心。

4.2 借助相关技术提升维护效率

随着我国科技水平的提高，信息技术越来越受到大众欢迎，借助庞大的互联网功能，可以保证工作效率、节省人力资源，但是系统常常会因为各种因素出现故障，这就需要进行维修，而目前我国的维修人员还存在不足，职业素养参差不齐，当今很多电力企业逐渐培养卓业的人才队伍，定期对相关人员组织培训，以及定期进行考核，保证人员素质水平有保证，借此消除维修和维护过程中的安全隐患，其中自动化技术与信息技术越来越联系紧密，而网络中很容易感染病毒，因此需要加强对于网络方面的监管，尽量减少外来网络设备和数据代码进入电力系统中，在保证电力系统自动化运行时，全面准确地收集信息有重要作用，例如电网各阶段的通信数据、综合信息等，这部分内容对于整个电力运行的反馈和管理有实用价值，且可以保证电力系统自动化更加规范、智能[5]。

4.3 提高二次防护水平

当前电力系统自动化技术应用过程中存在多个薄弱环节，对于这部分应加强监督，并提前制定应对措施。例如由于自动化技术与信息化技术几乎有无法分割的联系，所以应分外注意网络使用安全和数据安全，尽量减少外来设备在系统上的应用，对于应用的外来设备做好监督管理，所有的外来设备在使用之前都需要进行严格的排查，确定没有任何风险隐患存在才能连接到系统中，并利用此设备进行相关操作。而对于工作站等重要环节，可以通过在接口处进行设置的方式，杜绝危险介质进入，从根本上堵塞危险隐患进入。另外在主站和工作站之间设置一定的隔离措施，从而有效避免工作站的危险源向主站扩大。

4.4 做好设备巡检备份

日常设备检查中仔细认真，对每个环节都认真对待，针对所有发现的问题，制定合理可行的防护措施，及时将优化过的技术应用到维修维护工作中，并做好设备本身质量的检查，从设备本质上减少事故发生概率，减少设备自身存在的缺陷，例如系统的远动装置，采购的时候应严格遵守相关的标准进行，把好质量关口，严禁不合格产品投入使用，选择有口碑、值得信赖的厂家进行购买，在选择时查看厂品合格证、仔细检查外观情况，其次做好施工过程中的监控管理，减少由于施工错误带来的安全故障，施工过程中杜绝采用不合格产品，发现问题立即进行上报，在竣工之后的验收环节中，仔细认真，杜绝暗箱操作，保证每个环节都符合标准才可以正式运行。

4.5 加强开展电源测试

通常电力系统中的备用电源都是UPS系统，这在意外情况发生时也足以保证电网可以正常运行，因此应加强对其的性能检测工作，定期做好维修养护工作，对蓄电池的各项技术参数进行实时监控，并保证可以发现问题时发出警报提示，督促维修人员进行排查并解决问题，除了蓄电池方面的检查，开展电源测试的同时也要注意检查线路连接情况，进而保证其中某一条线路出现故障，还有其他部分可以保证系统安全运行。

5 结束语

综上所述，当前电力系统自动化技术应用已成为趋势，但其在管理方面仍有问题存在，尽管已经采取了很多措施解决问题，但仍需要继续努力，加强对于自动化技术的优化改进，进而保证电力供应始终保持安全稳定。