试论计算机技术在电力系统自动化中的应用

苗斌

摘要：随着我国电力行业的不断发展，计算机技术也越来越多的应用到电力行业中去。电力自动化系统对计算机技术的依赖性越来越大，本文就什么是电力系统自动化、电力系统自动化的现状以及计算机技术在电力系统自动化中的应用展开论述，分析了我国电力系统自动化发展的现状以及面临的问题，对于提高我国的电力系统自动化与计算机技术的结合有重要的借鉴意义，有利于我国电力行业的发展和进步。

关键词：电力自动化系统计算机应用

中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0000-00

进入21世纪以来，计算机技术和互联网技术广泛地出现在人们的生活中，改变了人们的生产和生活方式，促进了人类社会的发展。计算机技术对实现电力系统自动化起到了重要的作用，做出了巨大的贡献，可以说没有计算机技术就无法实现电力系统的自动化。我们应该加强计算机在电力自动化系统中的应用程度，促进电力自动化系统的发展。

1 电力自动化系统的基本情况

电力系统是我国电力事业的重要组成部分，电力系统分布范围广、地域辽阔，是一个由变电站、发电厂、输电网络以及电力用户等组成的复杂庞大的电力体系，在社会的生产生活中发挥了巨大的作用。电力系统的自动化就是指通过计算机技术、电子技术等在电力系统的应用，实现电力系统自动运行、检测、控制和维护的过程，电力系统自动化涉及的领域众多，包括电力生产过程的自动化、网络信息传输的自动化、元件和设备运行的自动化、生产的自动调度以及电力企业管理的自动调整等内容。实现电力系统的智能化和数字化。电力自动化系统的主要目标就是提高供电的整体质量，保证电力系统的自动安全运行，实现电力生产的经济效益和社会效益。

在电力自动化系统中，最重要的部分就是计算机技术在电力自动化系统中的运用，目前来看，我国的计算机在电力自动化系统中主要是实现电网的智能化和数字化，即利用计算机的传感技术、自动传输技术、检测技术以及各种控制技术。计算机技术在电力自动化系统中发挥着不可替代的作用，涉及电力系统的方方面面。电力系统的电网进行智能化管理，不仅大大提高了电网运行的效率，而且电力的总系统可以对下面的各个系统进行全面实时的控制和监督，提高了电力系统的工作效率。此外电力自动化系统还可以对电力系统进行实施的检测，能够保证电力系统运行的安全和稳定，即使 出现了故障，计算机技术可以及时的感应并且进行自动修护，实现电力系统的高速运转。

2 电力自动化系统的现状

随着互联网技术的发展和计算机的普及，社会上的企业生产越来越多的利用计算机技术，计算机技术可以实现智能化、精确化、安全化的生产。电力系统自动化主要体现在电网调度系统、变电站以及配电网络系统三个主要部分实现了自动化管理。这几个部分在电力系统中有重要的作用，自动化的实现对于电力系统的发展有重要的积极作用。

2.1 电网调度系统的自动化

电网调度的自动化指的就是电力系统信息的自动化，包括信息的搜集、整理、处理和分析等内容，电网调度自动化是电力自动化系统的重要组成部分，它满足了使用者对电力信息的需要。它的工作原理是通过设置在各变电站和发电厂的远程终端来采集电力系统的运行信息，通过电力通信网络传输至电力系统的主站系统，来满足调度员和其他人员对信息的需要。我国的电力自动化系统分级清楚，主要分为全国、大的地区、省、地区、县这五级组成，计算机技术在电网调度系统中是必不可少的，不仅要实时的进行数据的搜集和传输，还发挥了信息共享的作用。电网自动化调度系统不仅包括完备的计算机系统，还包括工作站、服务器、打印设备、数据终端、大屏幕显示器等设备。

2.2 变电站自动化

实现变电站自动化的根本目的就是对变电站取代电话操作和人工监视，提升变电站监测的功能和水平，提高变电站的运行效率和安全水平。变电站在电力系统中有重要的作用，变电站和输配线路是联系电力系统与客户之间的桥梁，能够实现电力的及时传输和安全运行。在变电站中实施计算机技术和网络技术，能够全面的监控变电站的工作运行情况，利用全微机装置代替传统的电力装置；利用计算机光纤过着光缆代替电力信号的传统电缆，以此来实现二次设备的集成化和智能化。通过对传统的变电系统进行改进和发展，计算机技术能够促进变电站自动化的实施，对变电站进行全面、系统、有效的监管。

2.3 配电网系统的自动化

配电网系统是电力系统的重要组成部分，对于电力的顺利传输发挥着重要的作用。配电网系统的自动化主要体现在计算机技术在电网改造中的运用。电网技术的不断发展，使得配电技术也要及时的提高和完善，才能适应电网的发展。配电系统自动化的发展主要体现在系统网络化有了很大的提高和进步，配电主站、子站以及光纤终端共同构成了配电系统的网络，实现了配电网络的自动化。

3 计算机技术在电力系统自动化中的应用

3.1 智能电网的特点

智能电网的含义就是在传统的物理电网的基础之上，把现行的计算机技术、通讯技术、传感测量技术、控制技术等与电力自动化技术进行结合产生的智能电网，也就是说二者在相互的结合过程中，实现了组合方式和使用效果的优化，这种智能电网在无人监管的情况下，可以对电力系统进行自动化的全面管理和控制。图1是智能电网控制系统：

智能电网技术能够把发电、调度、输变电和用户等电力传输环节很好的结合起来，实现计算机的智能传输和控制。智能电网的特点是兼容、协调、集成、优质，兼容的特点是智能电网可以适应分布式发电站和微电网的接入，支持太阳能、风能等可再生能源的正确接入，提高并且满足用户的多样化用电需求，提高电力系统的管理水平。协调可以提高电力系统的运行效率和系统的可靠性，对于引进先进的技术能够优化电力系统的网络运行和网络通道传输速度；此外使用统一标准的平台和模型，还可以降低信息传输的困难，实现电网信息的集成和共享，实现电网管理的标准化和精细化。

3.2 光电式互感器

电力系统中光电式互感器的主要作用是能够准确分析输电线路的电流、电压情况，计算出电力系统的负荷情况。光电式传感器可以计算出负荷情况之后，可以自动的将输电线路上的大电流和高压输电位置按照一定比例进行自动调节，使其恢复到合理的范围以内。这样即可以保证测量设备的安全运行，也可以对输电线路进行实时监控，提高测量的精确度，最终达到减少线损、实现输电的经济效益的目的。

4 计算机在自动化监控系统中的应用

计算机技术主要是借助单片机系统依据预定操作来实现对测控设备的智能保护，从而完成电力自动化监控功能。单片机上的电复位后，便开始运行主程序，然后依次进入识别命令、解释命令、获得完成该命令的子程序。此外，计算机还需要对外设和单片机进行初始化，然后通过开放中断系统将检测的结果返回，该过程中如果未出现中断，则需要继续等待，直至出现中断为止。此时可以根据命令来对子程序模块进行有选择的调用，例如数据处理、Rs-485通讯、人机对话等模块，他们可以实现不同的功能。操作完成之后，系统将会自动返回到主程序继续等待下一条指令，直到掉电或者关机。为了提高设备运行的可靠性，需要在程序中设置白检功能，这样自身硬件出现问题将会停止程序运行并报警。

4.1SPI串口初始化

SPI串口一般是与电能计量芯片进行数据同步传输的，SPI一般是由两个移位寄存器和一个时钟发生器构成。通过对SPI串口进行初始化，一般需要通过PORTB（端口数据寄存器）和DDRB（端口向数据方向寄存器）对MOSI、SCK#ISS、MISO等进行设置。然后对SPI控制寄存器进行设置，将I-SPI串口调至MSTR位，这样代表为主机模式。然后还需要将CPHA和CPOL位设为o1，其表示放数据在上升沿，而取数据在下降沿，并且还确定了SPI时钟速率。最后一步还需要将SPI状态寄存器清空。

4.2外部存储器接口初始化

为了避免误操作，与单片机相连的其它芯片均需要对单片机的外部存储器接口进行访问，同时还需要对其进行初始化。ADO～AD7（地址总线兼有数据总线）、wR（写使能信号）、A8～RD（读锁存信号）、A15（高位地址总线）、ALE（地址锁存信号）等接口均与外设相连，例如外设片选信号一般选择低电平，此时就需要将外设片设置为高电平输出，从而有效的预防外部存储器接口开启过程中出现误选外设的现象。

5 结语

计算机技术实现了人类生存和生活方式的重大变革，是人类发展历史上重大的生产技术变革。计算机技术被应用的范围越来越广泛，对电力自动化的实现发挥了重要的作用。电力自动化系统的发展有利于我国电力实业的发展，能够使电力系统进行自动化的运行和监控，减少了人类的劳动，促进了电力生产效率的提高和发展。我们要进一步研究计算机技术在电力自动化系统中的应用，提高自动化的水平，促进我国电力系统的不断完善和发展。

参考文献

[1] 房一，孙婷婷.计算机在电力自动化系统中的应用[J].速读（上旬），2014，（10）：257-257.

[2] 于海龙.计算机在电力自动化系统中的应用综述[J].中国电子商务，2014，（20）：45.

[3] 钱健.计算机技术在电力自动化系统中的应用[J].无线互联科技，2012，（11）：146.