电子信息技术在电力自动化系统中的应用

2015-08-15刘世民任春雷刘阜阳张梦梦

电气技术 2015年1期

刘世民高敏任春雷刘阜阳张梦梦

（国网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司，呼和浩特 010020）

随着社会的发展，人民的生活水平日益提高，人们对供电系统的安全性和可靠性更加重视。由于我国经济的飞速发展，电力系统进行了大规模的改造，电力系统的自动化程度越来越高。电力自动化系统利用现代电子信息技术对电力系统的运行数据进行监控。电站的操作人员可以通过监控系统实时掌握电力系统的运行状况，进行远程遥控，可以根据其运行状况快速准确的判断出系统故障并进行数据分析。

电力自动化系统应用广泛，涉及面广，社会日常生活中都要使用到其所产生和传输的电能。电力自动化系统的广泛使用，对电力系统提出了更加严格的要求，使得电力系统的发展更加具有难度。为了适应社会要求，提高电力系统工作人员的工作效率、降低工作难度，研究了一系列利用电子信息技术应用在电力系统中的自动化系统，如继电保护系统、在线监测系统、自动控制系统等。运用这些先进技术，可以清楚的显示出电力系统的详细运行状态，帮助工作人员快速排除故障解决问题，使得供电系统更加安全可靠。电子信息技术是电力自动化系统中不可或缺的一部分，属于电力自动化系统中的核心内容，对电力自动化系统的发展起到关键作用。

1 我国电力系统自动化的现状

多年来，电力系统一直努力研究实现电力系统的自动化。电力系统自动化主要包括调度自动化、变电站自动化和配网自动化。电力系统的自动化，是指采用电力系统的各种装置（监测装置、控制设备、测量小仪表等），通过对电力系统各个组成部分之间的数据交换、信号传输，实现对电力系统的整体监控功能，使其安全稳定运行，保证了电力系统的供电安全可靠性。

目前电力系统自动化发展日益成熟，可以充分适应应用需求，而且集成度高、智能化程度高、协调控制功能完善，形成平衡稳定的发展趋势。现今的电力自动化系统更加注重利用现代电子信息技术实现其综合应用。电力自动化系统引用了一系列先进技术，包括计算机技术、先进的电子技术以及安全快速的通信技术等。对于电力系统的监测控制也由原始的开环控制不断向闭环控制发展，并且将高电压系统向低电压设备进行转化，如将高电压转化成低电压再进行监测等，使得电力系统更加安全稳定可靠。另外，原有的电力系统都是一个个单独的设备元件，需要大量人力，不利于监测控制。目前很多电力系统一体化系统将整个电力系统进行很好的统一，可以进行综合数据采集、监测整个电力系统等。电力系统的功能也由原来的单一功能向多元化功能进行法制，例如综合智能变电站的应用。电力系统中的设备也在向着功能多元化、数字化的方向发展，使得装置的性能更加灵活、经济实用。由上可知，现代电力自动化系统正在一步一步的进行创新发展，使得功能更加完整、系统更加优化、更加智能。只有不断提高电力自动化系统的运行稳定性、经济适用性、性能高效性，在服务以及管理方面将其更加人性化（如引入高级管理信息系统等），才能使得电力自动化系统发展得越来越好。

2 电子信息技术在电力自动化系统中的应用

在电力系统中，电子信息硬件设备采集系统中的状态信息和数据参数，将其进行一系列的分析和处理，将分析所得到的结果传输到总站，通过这些反馈数据对电力系统中的相关参数进行调整，这样就实现了电力系统的自动化。数据采集设备、控制设备等都属于电子信息硬件设备。其中，数据采集设备将开关量的状态、电压、电流、动作信号等信息进行采集，将采集的状态信息等传送到主监控室，对这些数据进行分析处理，根据分析结果相应的发送变位操作指令、遥控指令等，控制设备接收到命令后进行相应的操作，进行自动调节。电力自动化系统中的设备主要包括继电保护装置、远动装置、测量装置等。

实现电力系统的自动化，除了相关电子设备外，还需要相应的软件系统的支持。在电力自动化系统中，使用的软件系统主要有在线监控系统、数据采集系统等。在线监控系统与数据采集系统主要是采集设备的工作状态以及系统中的重要参数，对其进行分析处理，及时发现故障问题并进行处理，记录电网在运行过程中的重要信息。

电力自动化系统在电力行业的应用日新月异，表现突出。除了以上所说的电子设备以及软件系统外，电子信息技术在电力自动化系统中还有其他的广泛应用，如调度自动化技术、变电站自动化技术和配网自动化技术。

2.1 调度自动化技术

电力自动化系统技术现在一直在快速发展中，它的高性能使得电力系统更加安全可靠、经济实用。在调度自动化技术，电力系统的数据采集和在线监测功能占有重要地位。

电力自动化系统的重要组成部分之一是电网调度自动化技术。它主要由电网调度控制中心的计算机网络系统、服务器、大屏蔽显示器、打印设备、工作站、下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂及变电站终端设备等主要部分组成。

电网调度自动化系统是电网调度安全稳定运行的有效保障，它能够很好地解决电能的合理分配问题。调度自动化技术采用以计算机为主的控制系统技术和远动技术，它包括设备监控、分析运行安全性、预估设备状态、预测系统负荷量、控制自动发电技术以及经济调度技术等。

调度自动化技术是电力自动化系统的重要组成部分，可以减少调度人员的工作量，提高管理水平，保证电力系统运行的安全性、稳定性、可靠性、经济性，使得提供的电能品质优良。

2.2 变电站自动化技术

为了将发电厂产生的电能传送给用户，需要对电压进行升高成为高压电，到达用户使用地再进行降压，变电站的主要功能就是进行这种升压、降压处理。而开关和变压器是变电站的重要组成设备。变电站自动化技术的应用，保证了电力运输过程的安全可靠性，在电力自动化系统中十分重要。

变电站自动化技术主要采用了计算机技术、现代通信技术、电子技术以及信息处理技术，将智能变电站的二次设备进行优化，实时监控变电站设备的运行状况，形成一套完整的自动化在线监测系统。自动化在线监测系统的应用，使得变电站运行更加稳定、安全、可靠，降低了维护成本，使得变电站输电更加经济实用。

2.3 配网自动化技术

配电网自动化采用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。配网主要包括架空线路、电缆、配电变压器等设备，在电网中起到重要的作用。一直以来，配网只能通过人工控制的简陋方法进行操作。随着科技的发展，分布式电源大量接入配电网，对传统配电网保护带来了一定的影响，主要影响保护的可靠性、灵敏性和选择性。分布式电源接入配电网的新型保护配置方案，对于并网点保护，引入了过电流保护、过/欠电压保护、过/欠频率保护、孤岛保护以及逆功率保护等。

配网自动化技术主要包括馈线自动化和自动制图、设备管理、信息分析和配网分析自动化，充分应用智能终端、统一化的后台管理平台以及数据库的应用，通过电子信息技术，实现了配网的自动化，更大程度的利用电能。

3 电子信息技术在电力自动化系统中的发展趋势

现代电力系统的自动化技术正在不断的发展中，电力系统智能优化控制技术不断改革。而微型设备、远程通信技术和电力电子设备的应用，都使得电力系统更加智能化。

目前电力自动化系统正在逐步从高等级电压向低等级电压发展，由单一功能设备向多功能设备发展，由开环控制系统向闭环控制系统转化，由传统装置向数字化、智能化、灵活化发展。

最近几年，智能变电站、在线监测技术、微电网技术等的应用，都是未来电力自动化系统的重要发展方向。随着计算机技术、通信技术、电力电子技术等的不断发展，现代电力系统将逐步形成一个整体。电力自动化系统中包含的设备、功能将更加强大，能够容纳的信息量更多，对电力系统的监控范围更加广阔，这些都需要电子信息技术的支持。