电力系统自动化技术及其应用

付荣 郭晓敏 姚文生 高越峰 边泽楠

【摘要】随着计算机技术和科学技术的迅速发展，计算机技术逐渐在电力系统的自动化技术中得到了广泛的应用，实现了基于现代网络和计算机技术的实时监控和管理 ，对更好的进行电力系统的管理起到了巨大作用。本文作者就探讨了电力系统自动化技术及其应用问题。

【关键词】电力系统；自动化技术；应用

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

引言

现今，创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程，并确保过程运行的可靠及安全，为先进的维护策略打造了相应的基础。电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高，为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展，电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术，包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等，大大提升了过程系统的效率和安全性能。

1 电力系统自动化技术的现状

我国电力系统自动化的发展开始于20世纪50年代，长期以来，我国的电力系统自动化一直保持着高速发展。计算机技术和网络技术使得电力系统的自动化走向了一个新的发展时代。下面就从电网的调度、配电网以及变电站等这三个方面分别给予说明。

1.1 电网调度系统的自动化

现代化的电网调度自动化主要是计算机技术为核心的一种控制系统。在电网调度系统中，计算机技术和信息技术实现了实时信息的收集、实时计算、分析以及系统的显示等操作。目前的电网自动化调度主要是通过对电网运行状态的监控实现的，通过自动控制技术的使用，在电网安全运行时，对电网进行实时监控，保证了在正常运行时，满足用户用电质量和用电需求；同时，在对电网进行基于电网安全运转的监控时，通过计算机 自动化手段实现了电网的节能减耗和高效率；另外，计算机技术的使用提高了电力系统自动化运行的效率，随着电网运行的日益复杂，通过网络技术，提高了电网的自动化能力，使电网调度的自动化系统越来越趋于完善。

1.2 配电网系统的自动化

汁算机用于配电网系统中，主要是应用于电网改造建设的技术上面。电网技术的发展提高了配电系统的网络化，实现了配电主站、子站和光线终端等构成的三层结构，实现了快速的通信传输，实现了更具有高性能的 自动化功能。

1.3 变电系统的自动化

变电系统的自动化主要是通过计算机技术和通信技术以及网络技术实现了处理技术二次设备的测量和监控，通过对功能进行的重新组合和优化设计，建立了一种监视 、测量和协调的综合性系统，通过搜集进行实时的设备运行和操作情况。

2 电力系统自动化技术的应用能力

2.1 数据处理能力

（1）数据整合能力。电力系统的发展和形成是由市场经济的需求所产生的驱动结果。比如：在用电高峰，提高变电站的电压，加大输出功率；在用电低谷，降低变电站的功率。这样既可满足用户的需求，也可极大地减少损耗，降低成本。而且无论系统方面的实现是基于专业的电力系统 自动化的相关平台上，还是建立在相关通用技术的平台上，它作为多层次、跨领域的科学决策以及高效运营方面的要求，都需要进行更加规范的相关信息共享和动态、多维的应用分析。

对数据进行整合的方式主要有：①加强电力系统的自动化和信息化。加强对数据方面的可操作性，让用户对拥有网标的相关用户界面进行支持 ，使得面向对象的那些数据模型可以和电力系统的相关客观对象进行对应 ，这些做法将会极大提高可操作性和可读性。由于电力系统方面的自动化运行作为一个实时性要求比较高的过程，通过对系统代码进行调整，具体来说就是对自己所需要的那些数据类型以及操作方法进行定义，从而增强对系统的可扩充性以及开发性；②加强电力企业方面的功能性，完善数据库。对于电力企业而言，要求电力系统的平台对分布的应用服务进行有效供给。每一个地方可以由自己维护和管理所管辖区域里的数据，同时，不同级别的相关数据库之间也可以构成那种分布式类型的数据库，并且可以通过网络进行调用和共享其他一些地方的数据，在所赋予的权限范围内，以分散数据管理和存储为基础，对数据的安全性和实时性加以保证。完善数据库。通过运用各种数据库，对各种数据进行存储和管理，数据备份机制、安全机制等方面都是其他的文件管理方式所不能比拟的。

（2）数据共享能力。伴随着电力系统的自动化技术方面的发展，系统模型通常集中在对相关地理空间属性方面的描述上，但是在实际的相关应用中，电力系统方面的控制对象通常具有比较复杂的电力的处理结构。所以建立电力系统所特有的空间属性的模型是非常有必要的。而且这种针对语义层次上的一些数据分享，其最基本的要求是需要供求双方对相同的数据具有一样的认识，只有基于这样的抽象认知才能保证这点，因此在数据共享过程中需要具备一种电力系统方面的基本模型，将其作为不同的部门之间进行数据的共享基础。

2.2 安全稳定能力

电力应用是社会经济发展过程中的支柱，它也是一个实时性运行的相关系统，同时，其安全稳定性也是首要考虑的问题。

（1）自动化安全监视能力。由于人无法做到24h专注，因此自动化监视能力就显得尤为重要。电力系统的自动化监视能力不同于其他系统，因为其他系统只需要反映并记录客观现象、客观数据即可；但电力系统的自动化监视系统不仅要反映客观事实，还要对潜在风险提出警报。

（2）自动化安全保障能力。电力系统具有对于不同类型以及规模的数据与使用对象都不能有崩溃的相关特征，应具备灵活的相关恢复机制，因此对安全保障极其有用。其保障能力的应用具体包括：①保障电力系统的日程运行。这主要指通过系统的设定可以使 自动化系统对于整个电力系统的生产有一定调节能力。这样就可极大地减少工作人员的工作量和风险；②保障电力数据的及时存储和恢复。日常记录的数据对于制定发电站的预算、节约成本、进行系统更新、安全指标的修订均具有重要意义；③保障从业人员的安全。由于自动化系统具有监控功能，所以当系统出现异常，特别是出现安全隐患危及生命时，自动化系统可采取相应措施降低风险。

3电力系统综合自动化的发展方向

对于我国电力系统综合自动化的技术而言，其发展方向就是对 DMS 系统进行全面的建立，通过DMS系统，可以提高电气的综合管理水平，以适应现代化电力系统技术发展的需要；使电气设备保护方面的控制得到一定的优化，消除大面积的停电故障，提高供电系统的可靠性；电量、电压以及功率等各种类型的运行参数，对电力平衡、精确计量、负荷监控等多种功能有着相关影响；改变了现行的变电值班模式以及运行操作，实现了真正意义上的无人值守的变电站的管理模式，真正达到了精兵简政的目的。

数据共享作为变电站自动化的一个主要特点，将监控和保护功能集成在同一装置里，是实现数据共享的主要途径之一 。对于 SCADA 而言，其所需的多项数据与继电保护所进行处理的数据是相同的，所以将分布式类型的变电站 SCADA 集成到相关的微机保护中，使监控和保护对一个硬件平台进行共用，那么就可以实现非常明显的经济性。

结束语

目前，电力系统的综合自动化已经进人以计算机技术和监控技术发展为重点标志内的阶段，但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始比较晚的国家来说，在追赶先进技术的同时，还必须要注重对传统技术和设备的改进，只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。

参考文献

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[2] 蔺丽华 , 刘健 . 配电自动化系统的混合通信方案 [J]. 电力系统自动化 ,2009.

[3] 赵云涛 . 我国电力系统自动化发展趋势分析 [J]. 河南科技 ,2011(8).