试论电力系统及其自动化技术应用

周娜

[摘 要]电力系统自动化技术是一个全新的技术领域，对传统技术进行改造，对现代技术进行有效利用，有助于电力系统总体技术的推进。目前，电力系统的自动化技术发展到了一个高阶段，但还是存在一些问题需要提高和完善，尤其是对于用电需求量比较大、环境条件复杂等地区。因此，必须从技术和人力方面不断发展和提高，保证电力系统自动化能够得到全面的实现。本文结合多年工作实践，在概述电力系统自动化技术特点的基础上，对电力系统自动化技术的应用及其发展前景进行了探讨。

[关键词]电力系统；自动化技术；应用

一、电力系统自动化技术的特点

1. 电网规模的扩大化。电力系统自动化技术的发展，不仅提高了现代供电系统的能力，而且还保证了经济建设的健康、可持续发展，为社会经济的发展做出了重大贡献，也为其打下了坚实的经济基础。电力系统自动化技术主要构成有信息技术、网络技术、电子技术以及控制技术等，这也是电力系统的重要组成成分，其复杂性和综合性也使得整体系统得到很好的运行。由于电网规模的扩大化使得电力系统得到很好的管理，消除了现代化信息和自动化技术之间的问题。

2. 远距离供电。目前，由于电力系统的不断发展，其分布领域不断扩大，包括一些环境比较差的地区，这些地区都是高山峻岭，很难进行供电电线的施工，因为不仅成本高，还受到环境条件的限制。合理的解决措施是建立合理数量的供电线路，通过柔性供电技术提高供电电量。自动化技术的这一远距离供电特点解决了很多问题，特别是供电和输电方面。不过，带来的困难也导致了需要不断地提高自动化技术。

二、电力系统及其自动化技术的应用

1.光电式电力互感器。对于输电线路来说，光电式电力互感器是必不可少的设备，它把输电线路中的大电流和高电压按一定比例降为可测量的电流和电压数值，能够用仪器直接来测量，但光电式电力互感器也有几个缺点：第一，当电压等级升高时，设备的质量与体积随之增加，绝缘的难度也将随之增大；第二，对电流互感器而言，但它的信号范围并不大，使得它很快饱或发生信号变形；第三，光电式电力互感器的输出信号不能和微机计量设备直接接口。

光电式电力互感器主要有以下几个技术难点：第一，材料的稳定性不够好，材料随温度系数的升高而升高；第二，与电磁式互感器输出信号相比，光电式电力互感器的输出信号要小的多，需要实时转换为数字信号后再通过光纤接口送出，不能通过电缆线直接送到保护和测控装置处；第三，在绝缘、电磁兼容和耐环境的情况下，电子电路的供电电源也存在着很大的技术问题。

针对光电式电力互感器的这些缺点和技术上的难点，不少发达国家已经研制出新型光电式电力互感器，对旧的光电式电力互感器进行了改进。我国的各大院校和科研机构也在对光电式电力互感器进行研发，而且取到了不错的成果。

2. 电力一次设备在线状态检测。在电力系统中，一次设备有汽轮机、发电机、变压器、开关和断路器等，实时监测重要运行参数，不仅能对设备运行状态进行监视，而且能对各种重要参数的变化情况进行分析，判断有没有故障发生的可能，保障设备的安全稳定运行，从而有效的控制故障的发生，延长了设备保修保养期，提高了设备的利用率。

目前，我国的电力部门加大了对电力一次设备在线状态检测的资金和人力投入，与各大院校和科研机构合作，在对在线状态检测技术研究和应用上取得了一些进展，由于电力一次设备在线状态检测其专业性强、技术难度大的特点，想开发出在恶劣的气候条件下仍能正常运转工作的产品还需要时间。

3.和光电互感器技术相关的二次设备。电力系统在采用光电互感器技术之后，和光电互感器技术相关的二次设备，如继电保护等装置、测控设备的内部功能都发生了非常大的变化，装置的响应性有了提高，省了隔离互感器、A/D转换电路等。首先是设计高效、快速的数据交换通信协议；其次是为了满足计算数值的需要，对来自不同互感器的数据进行统一抽样采集。

4.智能电力一次设备。常规电力一次设备的安装地点相隔较远，需要通过大电流控制电缆与强信号的电力电缆进行连接，而智能电力一次设备简述为一次设备保护功能和自带测量，就地就能实现常规二次设备的全部功能，节约了大电流控制电缆与强信号的電力电缆，常见的如智能化开关柜、智能化开关、智能化箱式变电站等。

三、电力系统自动化技术发展前景以及发展方向

对DMS系统进行全面的建设和开发，是目前我国电力系统自动化的前景以及发展方向。通过这一系统的建立，一方面，就整体设备来说，可以提高整个电力系统的运行水平，满足市场需要，并保证了电气设备的安全性，消除了大面积停电事故，减少了偶尔停电的时间。另一方面，就全体工作人员以及管理人员来说，企业可以掌握整个电力系统的运行状况，掌握电压、电量以及各种基本数据的运行参数，对监控各系统、精确测量、电力平衡等有着重要的作用；就工作模式来说，降低了工作人员的工作强度，真正实现了无人值班的管理模式，避免了意外事故的发生。

电力系统自动化中有一个主要的特点，即数据共享，在同一个装置中，同时实现监控和保护的功能，对于SCADA而言，和继电保护装置相同，都是需要多项数据的支持，所以将分布类型的变电站SCADA集成到相关的微机保护中，实现监控和保护一体化，以便完善自动化技术，同时节约了经济成本。

四、结语

电力系统在国民经济发展中起着支柱作用，它是一个实时运行的系统，它的安全可靠性是首先需要考虑的问题。电力系统的稳定性与安全性应着眼于电力设备及其运行安全、网络操作安全以及数据安全等方面。首先是系统自身的坚固性、即系统应具备对不同类型和规模的数据及使用对象都不能崩溃的特征，灵活而强有力的恢复机制；是否支持多用户并发处理，支持多用户并发处理时是否会出现数据碰撞甚至系统崩溃的现象，是否能够高效地支持海量数据的存取和交换，在正常运行或正常数据交换、存取时是否会出现死机，是否支持双机热备份，这些都是应考虑的问题。系统应具备在并发响应和交互操作的环境下数据安全比和一致性。空间数据管理引擎可在保证工作效率的前提下解决空间数据的并发操作和数据一致性问题。其次是系统应具备完善的权限控制机制，以保障系统不被有意或无意地破坏。对于电力系统自动化技术来说，一个很大的特征就是传统的集中控制系统已经逐渐被分散控制所替代。因此，网络安全技术就成为电力系统技术应用的一大关键所在。它包括数据保密、版权保护及收费的自动管理，病毒防护，信息传输过程中保密的保障，保证信息传输中的安全等。

参考文献：

[1]梅海霞.电力系统自动化技术应用与发展[J].电源技术应用，2012 （10）

[2]罗岚.浅谈电力系统自动化技术应用及其前景[J].科技创业家，2013 （08）

[3]莫小勇.浅谈电力系统及其自动化技术应用[J].中国高新技术企业，2013（26）