电力系统及其自动化技术的安全控制问题和对策

2021-11-22钱叶牛果然张鹏程

电气传动自动化 2021年4期

钱叶牛，果然，张鹏程

（国网北京市电力公司，北京101100）

当前，我国电力系统基本进入到大电网、大电厂、大机组、高电压输电及高度自动控制的新时代。从2011年至今的十年里，我国一直是世界发电量第一大国，而且在全世界总发电量上所占的比重也越来越大。据全国能源信息平台发布的数据来看，2020年我国全年发电量为7.42万亿千瓦时[1]，用电量为7.51万亿千瓦时。全国发电装机容量从2015年底的15亿千瓦增长到2020年底的22亿千瓦，年均增长7.6%，高于“预期2020年全国发电装机容量20亿千瓦，年均增长5.5%”的规划目标。截止2020年，全国电力供需总体平衡，部分区域略有富余。但受气候、来水、电煤供应和电网“卡脖子”等不确定性因素影响，可能会出现局部短时电力供应紧张问题。电力系统的安全稳定运行关系到各个领域的正常发展，同时影响着人们的日常生活。因此，电力系统的安全控制问题已成为关注的焦点。本文从细节入手，对电力系统的安全隐患问题进行讨论，以期提高电力系统的安全稳定性。

1 电力系统的构成

随着我国经济的快速增长，电力需求越来越受到人们的重视。随着制造业的快速发展，我国对于一些潜在的需求提出了更高的要求。在以工业用电为主的发展背景下，我国的发电装机容量和发电量稳步增长。电力需求的增长造成了电力不足，电网配置不全导致了电能输送受限。而在未来的发展中，我国会加大投资力度，加强电网建设，缓解电源紧迫性。我国电网现代化建设也越来越完善，调度自动化系统逐步形成，形成了以数据通信为主的电力专用通信网，如图1所示。

图1 电力专用通信网

电力系统是由发电厂、输配电系统、负荷等组成的一个整体，覆盖地域广，其结构如图2所示。

图2 电力系统结构

电力网络是在不同电压等级的基础上所形成的电力线路，同时还配备变压器和配电装置，其主要的功能是对电能进行输送和分配，并完成电压的变换。

电力系统的主要任务是为人民输送安全可靠的电力，以满足人们的正常生活和工作。目前，电力系统可以完成发电、输电、配电以及用电等功能，这些功能所组成的系统称之为电力系统。发电、输电、配电以及用电也可以称为电力系统的主设备。辅助设备分为测量、监控、继电保护等，再配以各种自动化技术，从而形成电力系统的辅助设备，全方位的保证电力系统的安全稳定运行。为了充分发挥出电力系统的功能，需要满足用户需求、可靠性需求、经济性需求以及环保和生态需求[3]。

2 电力系统及其自动化技术的安全控制问题

2.1 设计问题

我国在电力系统及其自动化技术的研究相比于国外较晚，导致技术水平与国外还存在一定的差距。设计水平的不足，导致一些自动化技术无法运用到实际，其不足之处主要表现如下：

（1）电力系统及其自动化技术在普及过程中，电力设备标准不一，没有统一的标准规范可供参考，虽然最终可以设备进行相互连接，但是设备之间的衔接不顺畅，严重影响到了设备的正常运行。

（2）加之电力系统及其自动化技术的研究较晚，导致设计人员的专业性不足，设计方面的人才稀缺，导致设计方案与实际运行存在偏差，无法得到设备运行的最终效果[4]。

2.2 设备问题

电力系统的自动化技术直接关系到设备的运行效率和运行质量。当前，我国所使用的电力设备普遍存在质量问题，限制电力系统及其自动化技术的发展。主要影响因素有：

（1）在电力设备市场中，厂家一味的追求市场利益，忽视了自动化设备的质量，盲目追求就市场，忽略了电力设备的生产质量，导致电力设备在投入使用过程中出现运行质量问题。

（2）电力设备的设计水平不足，导致生产出的电力设备存在严重的质量问题，影响生产效果。

（3）当电力企业在选择设备时，为了追求利益最大化，一味降低电力系统的生产成本，导致电力设备的安全系数存在风险。

2.3 管理问题

在电力系统及其自动化技术的发展过程中，对内部人员的要求较高，尤其是管理人员。管理人员需具备专业知识和优秀素养，如果管理人员的专业素养不达标，会影响到电力系统及其自动化技术的安全控制效果，从而导致电力系统出现严重的质量问题。管理人员专业性不足，在运行电力设备的过程中就无法对设备的运行情况进行精准定位，对设备的运行和检查环节的失误就会造成设备出现安全隐患，从而影响到设备的运行质量。同时，管理人员的专业性不足，也会造成质量问题频发[5]。

2.4 制度问题

我国电力系统虽然起步时间较晚，但是发展速度很快，这也就导致电力系统在运行过程中经常出现安全控制问题，其因素之一在于专业人才的匮乏，导致电力系统及其自动化技术的功能没有得到完全发挥，影响到电力系统的正常运行。

2.5 电源安全问题

在自动化系统的配置中，稳定的电源非常重要，不断电系统作为保证电源不断电的重要保障，被得到了广泛的使用。但是容易忽略对电源的定期保养和维护，电源长时间运行，存在很大的安全隐患。电源接线老化，容易发生电源损坏情况的发生。三组电源供电作为最常用的供电方式，如果其中一组发生断电，服务器仍然可以运行，但是如果两组电源同时发生断电，服务器将会停止运转。电源问题应该引起重视，一旦断电，对企业生产而言将会造成非常大的损失。

3 电力系统及其自动化技术的安全控制和有效对策

3.1 优化设计

保证电力系统及其自动化技术得到可持续发展的有效手段就是对设计方案的不断优化。借鉴发达国家的设计方案，根据我国电力系统的发展现状，对现有的设计方案进行优化设计，从设计的细节入手，让设计方案得到整体优化[6]。另外，对自动化设备也需要进行自动优化。借鉴先进的设计理念，对自身的方案设计进行丰富补充，以提高设计水平。如今，我国电力系统已经形成以三峡电力系统为中心，推动全国电力系统的形成。逐渐形成除新疆、西藏、台湾之外的全国统一的大区互联电力系统，与邻国发展跨国互联电力系统已经成为当前的发展趋势，更是经济得到全球化发展的一种形式。

3.2 更新设备

设备落后会影响到系统整体安全运行效果，造成整个电力电能及其自动化技术的正常运行。因此，提高电力系统及其自动化的安全控制性能，可以大大提高电力系统及其自动化技术的运行质量。通过引入先进的电力设备，保证电力系统的安全稳定运行，不仅可以得到较好的质量保证，同时也可以保证电力设备的使用规范性，保证设备的运行质量。为了可以让设备得到长久良好的运转，对设备进行日常维护与检查非常重要。设备长时间不间断工作，会造成一些零件出现损坏，要及时对零件进行更换，对电力设备的运行状态进行定期检查，发现问题后应及时进行记录和维修，培养专业的维修团队，增强维修团队的维修水平，减少电力系统及其自动化技术在运行过程中存在的安全隐患，保证系统的正常运行[7]。

3.3 提高管理

人才引入是保证企业发展的重要保障，培养优秀的人才，可以让电力系统及其自动化技术的安全控制得到保障。电力企业要重点对管理人员的专业技能进行培训，通过有针对性的培养计划，提高管理人员的专业素养。可以通过高薪方式，聘请专业性强、综合素质高的管理人才，通过培训的形式提高整个团队的专业素养。对现有的管理人员应进行定期的培训，将培训内容与实践相结合，将先进的技术理念及时传授给管理人员，并通过考核的方式对人员进行奖惩，从而提高管理团队的整体素养。

3.4 完善制度

电力企业在发展过程中，完整的电力管理机制必不可少。根据企业的发展现状，对现有的管理制度进行更新，根据管理机制定期对管理人员进行考核，利用奖惩制度激励管理人员，划分管理人员的责任，通过责任制增强员工的责任心，以推动整个电力系统的整体发展[8]。

3.5 加强安全

通过引入不断电系统，采取放电测试的方式检测电源是否出现失效、不运行等情况，定期对不断电系统进行维护，针对电源中的蓄电池，进行定期参数检测，并实时监控蓄电池的运行状态，通过自动化技术随时监控，发现问题后立即启动报警系统。另外，电源接线的定期检查尤为重要，针对一些隐蔽性较强的问题，要强化技术手段，加大检查力度，避免因为隐蔽性问题而导致系统出现安全问题，时刻保证电源能够为系统提供良好供电。