电力系统及自动化技术的安全问题分析

2022-02-06国网甘肃省电力公司酒泉供电公司

电力设备管理 2022年23期

国网甘肃省电力公司酒泉供电公司杨欣

随着基础科学技术的革新，电力系统自动化技术也得到进一步优化完善，但其中所衍生出的安全问题也需得到重视，在安全管理工作中，电力企业需要结合新思想、新思路优化现有的安全管理措施，提高安全管控水平，且需要加大对电力系统各项设备的升级改造力度，结合全新的安全控制系统控制理念，提高设备安全运行的效率。

1 电力系统及其自动化安全问题分析

1.1 设备质量不达标

现阶段，电力企业在电力系统及自动化技术实际使用过程中，由于设备不达标而引发的安全问题相对较为常见，而导致电力设备质量不达标的因素相对较多。

电力设备的种类、型号较多，设备在运行过程中也会出现相互干扰、相互干涉情况，如无法对电力设备的干扰现象进行严格管控会导致电力系统出现运行故障。部分技术人员在电力系统运维管控工作中对新技术、新设备使用还存在相应欠缺，由于不具备熟练的操作技巧，从而使得电力系统无法正常稳定地运行，给整个系统的运作带来相应的安全隐患；电力系统在运行过程中涉及较多设备，设备间需相互协调才能稳定高效地运作，但由于采购设备期间过于追求性价比而忽视了电力系统对设备的性能需求，导致电力系统及自动化技术的实际应用还受到设备质量问题的制约。

图1 电力系统的构成

1.2 操作安全问题

我国电力系统及自动化技术中存在的安全问题较为特殊，具体来说，由于相关技术可实现设备自动化、高效化、智能化地运作，在此期间需借助远程操控指令来实现对设备远程监督管理，如在系统运行过程中操作者可结合物联网技术、大数据技术及计算机技术，结合计算机系统对设备进行远程操作管理，但在远程操控管理过程中，若出现操作失误也可能导致各种各样的风险事故发生。如，在操作管理过程中，由于对断路器的位置设置不合理或在接线管理过程中接线不到位，也会导致设备出现相应的远程操作故障，出现设备拒动或误动的现象；在远程操作管理过程中也会结合通讯系统的使用，当电力系统遭受到黑客攻击时会导致远端操作出现异常，从而引发相应的安全问题。

此外，在操作管理方面也会存在一系列的网络信息安全问题，如出现数据资料丢失。由于整个运维系统构建不完善，安全管理机制未得到高效设置，导致整个系统的运行还存在一系列的安全隐患问题。

1.3 设计过程中存在问题

我国电力系统及其自动化技术发展起步的时间相对较晚，在相关技术领域普遍落后于发达国家，同时在电力系统自动化设计管控过程中，由于相关工程人员缺少实践经验，导致电力系统及自动化技术的使用还存在相应的缺陷和不足。

比如在自动化技术体系中，首先需要实现的是标准化设置，但是我国在标准工程领域还未制定相应的参考体系，部分设备缺乏标准接口，以至于各个设备之间很难实现稳定高效地连接，无法做到信息共享。

其次，现阶段的自动化技术需要在尖端设计理念以及设计构造的支撑下才能够发挥出应有的作用，由于我国部分电力系统设计人员专业素养相对较低，在实际设计环节还存在各种各样的缺陷和不足，导致整个系统无法发挥出应有的作用，并且随着社会经济的发展，各行各业的用电需求也在进一步的增加，给电力系统的运行安全、运行标准提出了更高的要求。

此外，在对电力系统及其自动化技术进行实践应用的过程中，工程师以及技术人员也缺少投入相应的智能化技术，无法实现对各项设备信息高效率地使用，从而导致整个系统智能化水平不高，无法对其中存在的非结构化以及半结构化数据进行识别分析。

1.4 电力系统管控制度不完善

我国电力系统在自动化领域发展起步的时间相对较晚，在系统自动化管理方面还缺少行之有效的规章管理制度，同时我国电力企业以及部分运维人员也存在单方面参考国际先进管理条例的现象，未参照我国实际国情来对当前自动化技术管理体制、管理制度进行优化、完善，未对其实施本土化改造，以至于现阶段我国电力系统自动化控制缺少行之有效的制度体系。

比如，在权责分配方面还缺少相应的管理机制，若电力系统出现运行故障，各机构部门便会对相关责任相互推诿，并且在设备运维管理方面，由于相关作业人员缺少良好的管理意识，以至于设备安全问题时有发生。在对电力系统管理制度进行修订完善的方面，电力企业除了未制定建立健全的责任机制，也未制定高效率的奖罚机制，导致相关工作人员在系统运维、系统管理工作中不具备较高的积极性和主动性。

2 电力系统及自动化技术安全问题解决对策分析

2.1 完善电源和自动化技术的设计

在电力系统自动化设计层面，相关作业人员还缺少相应的工作经验，当前电力企业需要加大对人员的教育培训力度，使其能够参照电力系统运行条件，完善系统设置，比如在电源和自动化技术设计领域，工程人员可结合分布式组织设计方式，实现对设备数据信号进行定向化管控，对其中的警报器、控制器所发出的信息进行分布处理、管控，保持每个单元独立自主地运行，在某种程度上消除设备在运行过程中相互干扰、相互干涉且相互依赖的问题。

其次，设计师还需要简化能源控制系统，以此来提高能源控制系统运行的安全性和稳定性，比如设计师可简化二次布线，可结合高质量、多功能的继电器来代替传统的继电器设备，实现对电源精细化控制，同时工程人员也可简化开关装置，优化开关装置中的布线结构，采取多线设计程序、设计思路来管控电源和自动化技术的设计方式。工程师以及技术人员还需要引入更多标准化工程，结合标准化接口，确保各设备、各系统能够有效对接，减少整个系统的复杂程度，提高管控效率。

2.2 提高安全控制水平

要想保证电力系统及其自动化技术的应用更加安全、高效，电力企业需要完善机构安全管控系统，只有制定成熟完善的安全管理体系才能够避免系统在运行期间出现相应的故障，为电网及其自动化技术的使用提供相应的保障。

首先工程人员需要对现有的安全监控系统进行升级、更新、完善，确保安全控制系统的运作机理具备时代前沿性，比如在自动化控制系统中，工程人员需要及时借助安全控制系统检测发电机，如果按照传统检测方法，工程人员需要对变压器箱进行相应的气体测试，之后再通过一系列的测定来判断设备是否存在相应的故障，此类方法不具备较高的准确性，同时还会浪费大量的时间，然而通过更新自动控制系统不仅可以提高检测工作的精确度，并且还能够减少检测时间，通过设置在发电机内部各项传感器实现对发电机更加安全高效地监督管理，引入安全监控系统，确保对设备关键部位的监督管理工作能够更加高效稳定地进行，帮助相关运维人员更加高效地开展安全管理工作，保障电力系统运行安全。此外，也可保障相关设备体系在出现运行故障时能够快速恢复供电，缩短运维人员排查故障的时间。

在此过程中，电力企业需要结合智能化分析，构建相应的设备运行模型，借助智能系统，依托模糊分析、专家分析对各类数据信息进行及时评估、考量，以此来预测整个电力系统潜在的运行风险，并且指导相关运维人员对潜在的故障风险进行提前管控，以此来减少设备非计划停机的时间。

总体来说，要想进一步提高安全管控水平，实现对电力系统更加高效的管控，企业需要制定科学合理的安全保障体系，对设备以及系统在运行期间所存在的故障隐患问题进行有效识别，借助精细化的安全保障措施，综合评估整个系统的运行风险，以此才能够提高系统的运行效率。

2.3 完善安全管理规范

要想将自动化技术在电力系统中进行更加高效安全地使用，电力企业应当参照现阶段整个电网体系、电力系统的实际运行情况，制定出一套建立健全的安全管理机制，明确电力系统及其自动化技术安全管理标准，明确相应的管理规范、管理要求，确保相关运维人员在工作期间能够参照相关规范来开展运维管理，比如电力企业需要制定出一套成熟完善的责任管理制度，借助该制度对运维人员在工作期间不正当的行为进行约束管理，使其在电力运维管理过程中具备相应的主体责任，实现对设备定期、定点的维护保养，提高安全管理水平；其次，电力企业也需要制定一系列的操作指南、操作规范，加强安全巡检，确保相关设备时刻处于高效稳定的运行状态。

2.4 加快对电子设备的升级改造

在电力系统自动化运作中，电力企业结合了大量微机产品的使用，微机产品具备微型化、智能化的特征，但电力系统具备较为复杂的结构，且在长时间的电磁干扰环境下，相应的微机系统、微机产品也会遭受到破坏，从而使得自动化系统安全稳定的运行遭受到破坏，比如出现数据传输错误、数据丢失的情况。电力企业在对电力系统及自动化技术安全管理控制的过程中，需结合精益化、精细化的管控措施、管控策略，提高设备安全管理水平，并且引入标准化工程对自动化系统中的各项设备实施标准化改造，确保设备之间能够兼容运作，提高设备运行的安全水平。

此外，随着基础科学技术的发展革新，在电力系统自动化运行过程中，结合红外技术、视频技术以及图像处理技术的使用相对较为常见，整个电力系统的复杂程度进一步提高，在安全管理工作中，工程人员以及运维人员对图像分析和理解的要求也在进一步提高，因此电力企业可结合电子技术来对图像以及各类数据信息进行自动化处理，结合神经网络、专家系统以及模糊技术，实现对整个自动化系统智能评估以及智能管控，提高运维管理效率。工程师以及相关设计人员在管控自动化系统运行环境的过程中，也可结合嵌入式高性能的微机处理装备，提高电力系统的自动化运行水平，以此来提高设备运行的安全性和稳定性，减少传统机械设备在运行期间出现故障的概率[1]。

2.5 优化现场总线控制系统

现场总线技术是当前电力系统自动化运行过程中不可缺少的关键元素，现场总线控制系统可实现对各项设备更加高效地连接管控，使得各设备能够实现正常交流通信，相关技术结合微机技术将各个控制仪表、控制单元进行有效连接，以此来构建起一个完整的网络系统，打造出一个全分布、开放的网络体系，实现各项设备智能化、自动化连接，从而确保图形数据信息的显示、计算、控制具备自动化的特征。

现阶段大部分电力系统结合现场总线控制系统的使用相对较为常见，能够提高整个系统运行的安全水平，结合完整的控制链、控制网络，可实现对设备精益化、精细化的管理管控，提高设备运行的安全水平（图2）。