浅谈电力系统自动化的实现及其发展趋势

林燕光

【摘 要】电力系统自动化如何更好地实现以及其未来的发展趋势，进而使得电力系统安全稳定和高效的运行，获得更多的商业价值。本文主要针对电力系统自动化的实现及其发展的相关问题进行探讨。

【关键词】电力系统；自动化；发展

随着计算机软硬件的发展，大量计算机新技术在自动化控制系统中的应用越来越广泛。电力系统自动化的实现将进一步提高电力系统的安全和可靠性，确保电力系统运行的稳定性，提高电力系统的供电效率。

1.电力系统自动化的实现

在电力系统中实现自动化运行，其自动化原理通常是相同的，但是随着科技水平的不断发展，电力系统的装置类型与功能在不断发生着变化，为了实现电力系统自动化，确保电力系统安全、稳定的运行，就必须对电力系统设备进行必要的调控。

1.1电网调度自动化

电力系统自动化包括很多组成部分，电网调度自动化是实现电力系统自动化的重要前提条件。电网调度自动化是控制电力系统运行技术手段的组成部分，是以现代计算机技术、信息处理与通信技术、自动控制与电力电子技术等为基础，按电网调度的需要而逐步发展起来的。在处理事故中，电网调度自动化是协调指挥、判断决策和实施监控的技术手段，将各类事故所带来的损失减到最小的程度，尽快使电网恢复正常的安全稳定运行。除肩负电网安全稳定运行的任务外，调度自动化系统同时承担了电网优质高效生产供应电能的任务。

1.2变电站和发电厂自动化

在电力系统自动化的实现中，变电站自动化非常重要，变电站是电力系统发电、输电、配电、用电这些环节的中枢，实现电能的汇集和重新分配。而发电厂是电力系统的发电环节，电厂的安全稳定生产对电力系统发挥关键作用。总而言之，电网调度自动化离不开变电站自动化，也离不开电厂自动化。往往变电站和发电厂直接向电网调度自动化提供电网设备的采集数据同时接受电网调度的远程监控。变电站和发电厂实现自动化管理，不但极大地提高电力系统发电和供电的运行效率，同时大大减少电力事故，而且减少厂站运行费用。随着科技的发展，变电站和发电厂自动化最终实现无人值班变电站和电厂（尤其是水电站），能在没有工作人员在场的情况下变电站和发电厂实现安全稳定的运行，也能实现远程的日常操作和事故处理，减少事故停电范围和停电时间，提高电力系统供电可靠性。变电站和发电厂自动化是电力系统自动化中关键环节。变电站自动化的实现，首先是一次设备配置，电气一次设备包括但不仅限于断路器、接触器、刀闸、地刀、变压器、发电机、电压互感器、电流互感器等设备的配置要符合系统自动化的技术要求（如遥信、遥测、遥控、遥调等）；其次，二次设备配置，电气二次设备包括但不仅限于传感器、保护装置、测控装置、计量装置、故障录波装置、安全稳定控制装置等满足计算机系统应用程序的数据采集和监控要求；再次，建立数据链路和通信配置；最后，建立数据库和应用程序，调试变电站自动化和发电厂自动化，发现调试中问题和解决存在问题，变电站自动化和发电厂自动化得以完善最终达到目的。变电站自动化管理的实现能够对变电站的一次设备和二次设备进行网络化和数字化的集中管理，更好地实现设备的监控效果，以全面掌握设备运行状态，同时也能降低工作人员的工作量，通过计算机来实现对设备的远程监控，提高电力系统的管理效率。

2电力系统运行中自动化的历程及应用

1）电力自动化发展的历程

近年来，我国经济飞速发展，对于电力的需求更是庞大。这就要求我国的电网不仅能够供应大量的电力，还要保障供电系统的稳定性和监管系统地安全性，因此电力自动化变逐渐扮演更重要的角色。我国的电力自动化行业经历了五个重要阶段。（1）模拟技术阶段。采用模拟调制技术，通信效率比较的低，功能简单、设置维护复杂，体积较大。（2）准数字技术阶段。采用数模混合通信技术，传输性能也大大提高了，通信率有了改善，增加了维护功能。（3）全数字技术阶段。采用全数字通信方式，基于嵌入式硬件平台，能够远程配置参数，具有小型化的特点。（4）并向网络化。设备诊断和检索功能，采用实时操作系统和数据管理平台，支持IP接口和多信道接受功能，操作界面友好。（5）智能化发展。具有自组织功能，能够自动识别网络，网管能力非常强大，具有更快的通信速率，支持特大规模的组网应用。

2）自动化仿真技术的应用。

随着电气自动化技术不断发展，并逐渐与国际接轨。在这样的环境背景下，作为电气自动化技术中重要组成部分的自动化实时仿真系统同时得到相应的发展，并在电力系统运行中得到广泛的应用。如混合实时仿真环境能力实验室的建立，通过仿真系统模拟电力系统于不同环境条件下进行稳态实验和暂态实验，可以为科学研究提供较为丰富的仿真试验数据。另外，还可以和不同的控制装置形成闭环系统，进行新装置的测试，有利于提高新装置性能测试的准确度，同时也有利于提高对其控制的有效性，进而向智能保护、灵活输电系统等的研究实验创造有力的实验条件。

3）人工智能技术的应用。

对于电力系统发生的问题或故障，以往都是采用傳统的方法进行处理，也就是采用人工方式检查与排除电力系统各个环节及设备的故障。如某个区域内发生停电，则需要工作人员将该区域内的电路全部切断或阻断掉所有的电流，随后对每个环节及每条线路进行排查工作，这种传统的处理方法过于耗费人力和时间，同时会影响到发生故障区域人们的正常生活与工作。而在电力系统运行中，通过自动化技术替换传统处理方式，有利于直观反应出具体故障位置及其情况，同时可以对电力系统中的各种问题或故障进行自动化诊断，并自动进行全面的分析，最终进行实时处理。自动化技术的应用大大减少了人工费用成本与劳动力，提高故障处理效率，有利于保证电力系统稳定运转，同时在一定程度上减少故障区域人们的正常生活与生产所受到的影响。

4）PLC技术的应用。

PLC技术是计算机技术与继电接触控制技术的有机结合产物，通过PLC技术可以自动编程、信息记录及运算电力系统工作中的各个部分指令，有利于实现电力系统低能耗状态，并大大提高其运行的灵活度。而电力系统运行中应用PLC技术的主要表现如下：①PLC技术可以利用控制电力系统中的压力、温度、流量等实施的模拟闭环控制有效调节电力系统各个环路工作；②PLC技术的运用，可以帮助电力系统有效且顺利完成信息数据的各个环节工作，主要包括信息的采集、信息的分析、信息的整合、信息的转换及信息的传递。从而达到柔性操作智能控制效果；③应用PLC技术控制电力系统开关量，利用PLC技术控制输入、输出信号的断开与通电，有利于实现各项生产工作高效化、自动化生产；④在电力系统顺序控制工作中的应用。通过PLC技术控制电力系统运行中的单独模块信息，从而有效促进电力系统中相关工作协调性及有序性。

5）电网技术的应用。

在计算机快速发展的过程中，作为电力系统自动化主要构成要件的电网调度自动化水平同样得到不断提升与发展，同时促进电网技术一体化和电网调度自动化的进步与发展，还进一步提高数字信息技术的处理能力高度。电网自动调度因其工作范围较为广泛，使得其的应用范围相应扩大，而明显的地域性差异形成电网类型及其特点差异化。将自动化技术及其相应设备装置应用到电力系统各个环节当中，有利于统一管理与预测各个设备运行数据、参数及信号等，从而达到有效的控制效果。

6）所有技术的联合应用。

电力系統在以往管理当中，其电力故障处理、电力管理、电力完成养护等各项工作均互为独立，同时分属于相应管理部门，故容易在各项工作相衔接或相配合环节上出现一些漏洞或问题。而电气自动化技术在电力系统中的应用中，由于其在应用与发展过程中逐渐呈现统一化趋势，因此可以将电力系统管理工作中各项工作纳入集中、统一、协调管理。而电气自动化相关技术均可以适用于电力系统项目从设计、规划到测试、检测与维护等环节，通过技术相互间配合应用，不仅可以满足不同类型用户的要求，还可以在一定程度上减少分开管理所造成的成本，对提升电力系统整体管理水平及综合竞争力具有重要作用。

3.电力系统自动化的发展

电能的稳定供应直接影响到我国国民经济与人民的日常生活水平，电力系统自动化的未来发展前景十分广阔，通过对电力系统自动化的发展的探讨，能够更好地完善电力系统自动化设备，更好地达到自动化的发展目标。

1）以电力设施自动化为基础

在电力系统自动化发展中，相关研究人员研究的主要对象是怎样实现电力系统的自动化，提高电力基础设施的自动化水平。这些问题的探讨与研究将极大地促进电力调度系统监测水平的提高，将动态监测与稳定监测结合在一起，实现全方位实时数控。电力系统自动化的实现以电力设施自动化为基础，通过不断巩固硬件基础设施来发展不同产品的特性。目前，我国电力系统各种新型设备应运而生，其产品性能、型号以及产品保证等都没有做出统一的标准，因此在改造电力基础设施时，要注意根据需要来选择产品和改造方式。在改造基础设施的过程中，要注意项目自动化设施应当符合市场发展的要求，在一定标准下进行硬件设施的改造，进一步规范其产品特性。自动化系统的实现将进一步提高故障检测的效率，增加了诸如自动合闸等许多智能化的特点，以电力设施自动化为基础的电力系统自动化在未来会得到迅速的发展。

2）以科学技术为主导

随着科学技术的迅猛发展，各行各业都呈现出科学化发展趋势。电力系统自动化的实现也是在科学技术的主导作用下发展起来的，它以计算机设备、通信、数控技术等为依托，通过自动化的实现来提高生产效率。电力系统自动化作为科学技术的集中体现，其综合性的自动化技术在很大程度上使得电力系统的信息处理量极速扩大，再次提高了系统的综合处理能力，其采集的数据准确精度和时间同步性也越来越高。电力系统自动化在科学技术的促使下转变了传统的管理模式，由人工管理过渡到无人管理模式，在先进型管理模式中实现了多方面管理。电力系统的自动化发展进一步提高了电力市场的竞争力，通过自动化技术的应用，转变了电力市场的竞争模式，对电力市场的资源结构进行了一定的调整。在未来，我国的变电站有可能实现全面自动化控制，这将极大地促进电力企业生产效率的提高，进一步节约了人力资源成本，将科学发展的理念植入到自动化发展中，实现电力系统的历史性转变。相关研究人员应当在工作中不断提升自身的专业技术水平，全面掌握电力系统自动化实现的方式，有效利用科学技术来推动电力企业的全面发展。

3）以人民群众认同为辅助

在未来实践过程中，电力系统自动化的发展需要得到社会化的认同，只有社会各个部门都能够协力配合，才能更好地实现电力系统的自动化。以人民群众认同为辅助的电力系统自动化发展过程，需要加大对自动化的宣传力度，让人民群众更好地了解自动化技术。同时，各级政府也应当大力扶持自动化技术的发展，只有在政府扶持下，电力企业才能更好地开展各项工作，相关部门要加大培训力度，重视人才的技术创新，在领导的支持下开展各种宣传学习活动，为企业培养更好地自动化技术人才。电力企业要把人才作为企业发展的核心，通过提高技术人员生活标准、增加培训体验等方式来提高人才的综合素养，增强员工的归属感与责任心，让每位员工都能认识到自身工作的重要性，感受到自己在企业发展中的重要价值，使得电力企业真正符合自动化企业的要求，让技术人员更好地为电力系统自动化的发展做出贡献。

结束语

总而言之，随着科学技术的发展，各行各业都在转变着生产经营方式。电力系统自动化的实现将极大地促进电力企业的发展，计算机等科学技术的应用将在电力系统自动化中发挥很大的作用。相关管理人员应当不断更新技术理念，运用先进的技术理念，在政府支持和科学发展的理念指导下，进一步实现电力系统的自动化，提高电力企业生产力水平，促进电力系统的不断发展，推进我国经济社会的发展。

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