电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势

王勋

摘要：随着计算机和信息技术的应用，电力系统自动化技术出现并得到推广，它在确保电力系统安全、稳定及可靠运行，提高供电质量和效益方面发挥重要作用。本文探讨电力系统自动化技术的工作流程及控制要求，分析电网调度自动化和电力系统变电站自动化技术的应用现状及发展趋势。在此基础上，就有效应对电力系统自动化发展趋势提出保障措施，主要包括顺应电力系统自动化发展趋势、提升电力系统自动化的安全控制水平等内容。

Abstract： With the application of computer and information technology， the automation technology of power system emerges is popularized. It plays an important role in ensuring the safe， stable and reliable operation of electric power system and improving the quality and efficiency of power supply. This paper discusses the work flow and control requirements of power system automation technology， analyzes the application status and development trend of power grid dispatching automation and power system substation automation technology. On this basis， it will effectively deal with the development trend of power system automation， including the trend of adapting to the development of power system automation and improving the level of safety control of power system automation.

关键词：电力系统；自动化技术；电网调度自动化；变电站自动化；自动化控制

Key words： power system；automation technology；grid dispatching automation；substation automation；automation control

中圖分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）13-0202-03

0 引言

电力系统与人们的日常生活、国民经济发展有着密切联系。随着经济社会发展和人们生活质量提高，对电能的需求量也在不断增加。为确保供电顺利进行，提高电力系统的质量是必要的。一般而言，电力系统主要包括发电、输电、变电、配电和用电五个部分组成，随着电力技术创新发展，电力系统综合性能、电压等级、供电等级也在不断提升。目前，电力系统逐渐连成网络，结构日趋复杂、规模不断扩大、供电能力也在不断提升。与此同时，为更好满足人们的用电需要，确保电力系统的安全、稳定以及可靠运行，提高供电质量和效益，发展并利用电力系统自动化技术显得越来越重要。

1 电力系统自动化技术的工作流程

随着自动化技术的应用，电力系统控制中心得到升级和改造，不再采用传统的人工控制方式，而是在控制中心装备计算机，建立现代化的控制中心，从而有利于全面监测和详细掌握电力系统运行的基本情况。通常以计算机控制为中心，构建向四周辐射的控制网络体系，并在整个电力系统之中，建立完整的、立体化的覆盖网络，实现全面而畅通的信息传递和指令传输，如图1所示。有利于管理人员及时掌握电力系统的基本情况，实现供电的安全、稳定与可靠，进而满足人们的用电需要。中心控制计算机的主要作用是，整合并使用各种软件，负责对电力系统进行整体调度和控制，实现电力系统运行、监测等各项操作的自动化。[1]同时，在电力系统自动化进程中，通常采用分层操作和控制方式，全面掌握系统每层运行的基本情况，对存在的不足及时改进和调整。从而有利于保障电力系统稳定及可靠运行，提高供电的安全性。

2 电力系统自动化技术的控制要求

在自动化技术逐渐推广和应用的前提下，为促进自动化技术得到有效利用，使其在电力系统之中充分发挥作用，加强自动化控制，提高操作人员素质，把握每个操作控制要点是必要的。一般而言，自动化控制的要求表现在以下方面：准确并迅速收集电力系统的运行参数，做好电力系统元器件的检测工作，对存在的缺陷及时采取措施修复。加强电力系统运行监控，及时掌握系统运行状况，了解各种元器件的技术、安全和经济节能方面的要求。并注重对系统操作人员和调控人员的管理培训，让他们把握每个技术要点，严格按要求进行设备操作和元器件调控。重视电力系统不同层次、局部系统以及各种元器件的综合协调，优化整合各种资源，为整个电力系统寻找最优质的供电方式，确保电力系统安全有效运行，并且还有利于节约电能，降低供电成本。[2]总之，通过自动化技术的应用，实现电力系统的自动化调节和控制，不仅可以降低工作人员的劳动强度，节约人力资源和管理成本，还能促进电力设施更为有效的发挥作用，延长电力设备使用寿命。并改进电力设备的运行性能，实现对安全事故的预防，减少大面积停电事故发生的可能，确保供电的稳定性与可靠性，为人们日常生活创造良好条件。

3 电力系统自动化技术的应用现状

整个电力系统中，自动化技术的应用非常广泛。与此同时，随着计算机和信息技术的普及，电力系统已经改变以前单一的控制和管理方式，而是在自动化技术的支持下，将电力系统中的各种技术措施进行优化整合。这样不仅能提高对电力系统的管理与控制水平，还能推进电力系统自动化和智能化进程，对整个电力系统运营和发展产生重要影响。

3.1 电网调度自动化技术 主要设备包括：电网调度控制中心的计算机网络系统、服务器、工作站、打印设备、大屏幕显示器、电网调控中心、电厂、变电站终端设备等。将自动化技术应用到电网调度领域，能够实时监控并采集电力生产中的数据，监测电力生产中的安全状态，并对电力系统的运行状况进行评估。[3]通常来说，县级电网调度控制中心的设备规模比较小，工作站和服务器通常采用普通的商用PC机。地市级调度中心比县级的大，通常实时、自动监控区域内的各级变电站与配电网，确保各类设施有效运行，进而提高供电的安全性与可靠性。国家级调度中心的规模较大，服务器和网络设备的容量大，各种设施功能齐全，软件的综合性能良好，运行效率较高。通过自动化技术的应用，能有效掌握电力系统运行情况，推动电网调度工作高效、有序进行。

3.2 电力系统变电站自动化技术 整个电力系统之中，变电站和输配电线路是连接发电厂和电力用户的重要环节。随着信息技术和计算机技术的应用，变电站自动化趋势越来越明显。并且在变电站运行中，自动化技术可以逐步取代人工操作，推动变电站运行效率提升。同时还可以实现对变电站运行的全过程监控，有效提升监控能力，掌握变电站运行的基本情况，对存在的安全隐患及时排除，促进变电站运行的安全水平提升。变电站自动化的主要表现为：注重计算机的应用，改进站内装置，替代电磁式设备，全方位监测和控制站内的电气设备。[4]同时利用计算机的电缆或光纤替代电力信号电缆，重视现代监控仪器和设备的使用，逐步实现监控设备的屏幕化、数字化与网络化，让站内运行管理和数据记录实现自动化，对电网调度自动化也产生积极影响，也为变电站有效运行和发展奠定了基础。

4 电力系统自动化技术的发展趋势

在供电系统逐渐升级，性能逐步改善，技术不断创新和发展的前提下，电力系统自动化技术也取得进步与发展。例如，由开环监测逐步变为闭环控制，由高电压逐步变为低电压，由单一功能逐步演变为多功能，并最终实现一体化。此外，在自动化技术的推动下，电力装置的性能得到不断改进和发展，最终要实现电力系统的快速化、灵活化、数字化和智能化。这样不仅能显著提升电力系统的综合性能，还能有效满足人们的用电需要，并且有利于电力系统更好服务于经济社会发展的需要。

4.1 电网调度自动化技术发展趋势 例如，以提高电网调度工作水平为目标，研制并开发能适应多种需要的电网调度自动化系统，构建完善的电力设备和电力系统安全防护体系。研究电网调度自动化运行维护的新方法，重视电力系统信息的挖掘、优化及整合，提升电网调度信息化和现代化水平。[5]根据电网调度自动化需要，构建新型管理体制，进一步提高电网调度工作效率。

4.2 电力系统变电站自动化技术发展趋势 逐步实现变电站系统结构的革新，一次设备和测控设备融合，提高设备智能化水平。测控设备只需要一台计算机显示器甚至是便携式机器，就可以满足测控工作需要。[6]并且在线测控技术得到利用，将调度自动化、变电站管理、通信、保护等进行综合考虑，有利于变电站实现资源共享，为电力系统管理维护和技术升级提供数据支持。

5 电力系统自动化技术的保障措施

随着计算机和信息技术的应用，再加上经验的总结，电力系统自动化已经成为不可逆转的趋势。同时，为推动自动化技术得到有效利用，确保电力系统的安全可靠，可以采取以下对策。

5.1 顺应电力系统自动化发展趋势 应该顺应电力系统自动化发展趋势，注重自动控制技术、自动监测技术、顺序控制技术的应用，构建自动化管理系统，提升电力系统管理水平。逐步利用计算机监控替代人工操作，降低工作人员劳动强度。重视多媒体技术应用，逐步实现电力系统监测的网络化与自动化。

5.2 提升电力系统自动化的安全控制水平 现代社会，人们对供电指标的要求在不断提高。因而电力系统自动化控制应该把握这个趋势，以“安全、经济、可靠、优质”为目标，推动自动化技术升级，实现电力系统控制的智能化、区域化和协调化。[7]例如，利用自动化技术进行电力设备操作、调试和维护，改善電力设施的保护性能，提高设备运行的准确率与可靠性。还要逐步取代人员值守模式，实现电力系统的远程监测、控制和调节，及时发现并处理可能出现的安全隐患，确保电力系统安全稳定运行。

6 结束语

随着技术创新发展和供电系统升级，电力系统自动化技术的应用越来越广泛，并且逐渐成为一种趋势。尤其是在用电需求量大、电网建设比较复杂的地区，自动化技术的应用显得尤为重要。在这样的背景下，为提高供电质量，确保供电的安全性与稳定性，在发展和利用自动化技术的同时，也不能忽视对电力设施的升级与改造。同时还要善于总结经验，推动自动化技术的创新发展，并确保自动化技术的安全。从而全面推进电力系统自动化的早日实现，有效满足人们的用电需要，促进经济社会发展和人们生活水平提高。

参考文献：

[1]邵敏艳.关于电力系统自动化技术应用的论述[J].能源与节能，2013（3）：117-119.

[2]王攀.电力系统自动化发展趋势及新技术的应用[J].煤炭技术，2012（9）：39-40.

[3]马宏忠.电力工程[M].二版.北京：机械工业出版社，2014.

[4]刘天琪，邱晓燕.电力系统分析理论[M].二版.北京：科学出版社，2011.

[5]杨劲男.电气自动化控制技术在电力系统中的应用探讨[J].技术与市场，2017（1）：69.

[6]刘四聪.电力系统自动化技术的应用和发展[J].沿海企业与科技，2012（8）：78-80.

[7]王葵，孙莹.电力系统自动化[M].三版.北京：中国电力出版社，2012.