电力系统自动化技术的应用

电力系统自动化技术的应用作者姓名辽宁工程技术大学，辽宁葫芦岛(125105)电话。。。。。。。摘要：在电力系统中，自动化系统的水平将直接反映电力系统的运行、管理水平，也直接影响着电力系统的运行效率。电力系统自动化技术的应用，涵盖了电力系统的各个方面，本文就此作一简单分析。关键词：电力系统自动化技术应用Powersystemautomationtechnologyapplication作者Liaoningengineeringtechnologyuniversity，Liaoninghuludao（125105）Abstract:Inthepowersystem,automationsystemlevelwillbedirectlyreflectedpowersystemofoperation,managementlevel,hasadirectimpactonpowersystemoperationefficiency.Powersystemautomationtechnologyapplication,coveringallaspectsofpowersystem,thisarticlemakesasimpleanalysis.Keywords:powersystemautomationtechnologyapplication1引言自1882年牛顿建立第一个实用型发电厂以来[1]，经一百二十多年的发展，不仅由直流电很快地变成交流电，电压等级在不断提高。本世纪初，各发电厂互相连接成网，规模越来越大，结构日益复杂，人力已完全无法正确判断和指挥，无法保证电力系统运行所要求的安全、可靠、质量和经济性因而直接促进了电力系统自动化技术的发展。2系统介绍电力系统的自动化技术在各个领域应用十分广泛，随着计算机技术的应用普及，电力系统不再单一的进行控制和管理，而是运用自动化技术将各个领域的技术结合，更好的实现了电力系统的管理控制与优化。电力系统综合自动化的发展趋势也愈见明朗。与此同时，我们也应注意电力自动化所存在的安全问题，并加以研究和解决。2.1电力系统自动化的应用2.11电力系统综合自动化基本工作流程在相对的中心地带的调控中心装置现代化的计算机，以此向四周辐射网络系统，围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置，并时时进行监控，从而形成了一个立体化的网络覆盖面，形成全面的畅通的信息传达和指令传输[2]。中心计算机负责总体调控，而相关的监控设备则主要负责诸如设备操作和事故内容的记录、编制各种报表的记录处理、系统异常事故的自动恢复操作和常规操作的自动化等。在此基础上，形成以控制部件为中心，通过计算机和计算机的结合，以及终端硬件装置与控制计算机的结合，运用各种软件实现控制范围的扩大和自动化程度的深化。电力系统综合自动化采用的是分层控制的操作的方式[3]，即在调度所、控制所和发电厂、变电站的各组织分层间，按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能，以达到系统合理经济可靠运行目的的控制系统。2.12电力系统自动控制的基本要求(1)迅速而正确地收集、检测和处理电力系统各元件、局部系统或全系统的运行参数。(2)根据电力系统的实际运行状态和系统各元件的技术、经济和安全要求，为运行人员提供调节和控制的决策，或者直接对各元件进行调节和控制。(3)实现全系统各层次、各局部系统和各元件间的综合协调，寻求电力系统优质供电、经济性和安全性的多目标的最优运行方式。(4)电力系统自动控制不仅能节省人力，减轻劳动强度，而且还能减少电力系统事故，延长设备寿命，全面改善和提高运行性能，特别是在发生事故情况下，能避免连锁性的事故发展和大面积停电。2.13电力系统自动化技术的应用1.电网调度自动化。电网调度自动化主要组成部分由电网调度控制中心的汁算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备、通过电力系统专用广域网连结的下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成[4]。电网调度自动化的主要功能是电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷予测、自动发电控制、自动经济调度并适应电力市场运营的需求等。县级电网调度控制中心设备规模一般要比地区电网调度小，并且工作站、服务器一般选用工业或普通商用PC机。地区电网调度是指城市供电网的调度，调度功能和调度范围要比大区电网和省级电网小得多，地区电网调度不对发电厂进行控制，主要对供电网内的各级变电站和配电网进行实时监控，保证安全可靠供电。国家电网调度和大区电网调度控制中心的计算机设备配备比省级电网调度控制中心的规模大，服务器及网络设备容量大，功能性应用软件也有差别。2.变电站自动化。电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作，提高工作效率，扩大对变电站的监控功能，提高变电站的安全运行水平[5]。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制，其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备，二次设备数字化、网络化、集成化，尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆；操作监视实现计算机屏幕化；运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生产现代化的一个重要环节。2.2电力系统综合自动化的发展2.21电力系统综合自动化的发展方向我国电力系统综合自动化的发展方向就是全面建立DMS系统[6]，通过DMS系统，可以提高电气综合管理水平，适应现代电力系统技术发展的需要；使电气设备保护控制得到优化，消除大面积停电故障，提高供电系统的可靠性；能够建立快速电气事故处理机制，使故障停电时间减到最短，对生产装置的影响也可以大大降低；管理人员可以随时掌握整个电力系统运行情况以及电流、电压、电量、功率等各种运行参数，实现电力平衡、负荷监控、精确计量和节约用电等多种功能；改变了现行的运行操作及变电值班模式，实现了真正意义的无人值守变电站管理方式，达到大幅度减员增效的目的。2.22变电站综合自动化系统对变电站保护、测量、控制、远动通迅等功能高度微机化集成，这样使得各专业之间的传统界限被彻底打破，这就对现有的专业设置和管理提出了新的要求[7]。因此，应将继电保护和远动两个专业合并为一，以便于系统规划、设备运行管理和运行维护时协调统一。变电站综合自动化组态模式中另一最为关注的问题是保护是否下放的问题。变电站综合自动化是一个跨专业的课题，它应该是调度自动化、保护、变电管理、通信等专业综合起来考虑问题，尽量做到设备不重复，资源能共享，但由于专业管理的原因，微机保护一般不与其他装置混在一起，保持其独立性，与监控系统通信采用网络通信方式，尽量减少信号电缆的数量。至于保护装置安装的地点，如直接安装在配电柜上，装在室外开关场的保护小间内，或仍放于控制室内，则应视现场条件和保护装置本身的抗干扰、抗恶劣环境的能力而定。2.3变电站自动化技术发展趋势2.31变电站系统结构的革新目前的变电站自动化系统中，面向对象技术已成为一个十分流行的趋势，即不单纯考虑某一个量，而是为某一设备配备完备的保护和监控功能装置，以完成特定的功能，从而保证系统的分布式开放性。从技术的发展趋势看，将来的测控设备还将和一次设备完全融合，实现所谓的智能一次设备，每个对象均会有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库，面向自动化的仅是一对通信双绞线，该双绞线以网络方式与计算机相连。原先的自动化系统基本只能集中配屏，由于面向对象设计思想的深入以及一次设备的整体化设计，系统结构将由集中式向部分分散式或全分散式发展，变电站内不再有规模庞大的测控屏以及大量连接信号源和测控屏之间的铜芯电缆[8]，全部测控装置下放在就地，实现所有功能，而在控制室，取而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的便携机。完全分散式的实现依托当今飞速发展的计算机及网络技术，特别是现场总线技术。这一技术的使用已使得自动化系统的实现简单得多，性能上也大大优于以往的系统。2.32变电站综合自动化系统性能早期的变电站自动化系统仅是实现基本“四遥”，功能对基本的变电管理，而将来的变电站自动化系统将赋予一些新的功能。如今的变电站自动化系统测控技术已基本成熟，并且已使用网络技术将变电站之内的许多智能装置进行互联及实现信息共享。但系统之内的许多资源远没有充分利用[9](如：用于测控的CPU速率都很高，还远未发挥其作用。共享的资源十分丰富，却仅作一些统计之用)。因此，充分利用资源将是今后努力的方向，如在实时数据的基础上实现电压无功控制、小电流接地判别、防误操作、事故应急处理方案、多台主变的经济运行方案伏化、线路同期、设备寿命管理、录波等功能。另外，随着城网、农网配电自动化的开展，变电站自动化亦将辅以一些配电自动化的功能要求。2.33目前变电站综合自动化系统特点由于变电站综合自动化系统不同于常规变电控制系统，它涵盖了整个变电站的二次系统，一个小小的改动，会带来大范围的修改。除此之外，原本希望保护信息尽量全面以便于事故分析，故将微机保护所发出的信息全部发送至自动化系统，这样使系统数据的容量大大增加，浪费了宝贵的系统资源，同时，也使得有些并不重要的保护信息发送至自动化系统，影响了运行人员的分析、判断[10]。因此，微机保护上传的信息量应根据用户的需要加以筛选。2.4电力系统自动化的安全要求2.41电力系统自动化安全趋势现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标要求越来越高，相应的，电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展。当今电力系统的自动控制技术正趋向于：在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展；由单个元件向部分区域及全系统发展。2.42电力系统综合自动化的安全特点电力系统综合自动化安全特点[11]：装置维护调试方便，易于操作；保护性能得到较大改善。装置功能多、先进、可灵活选择，逻辑回路动作正确率、可靠性高。装置实现了遥控、遥测、遥信、遥调功能，取代了传统变电所的预告信号、事故音响、仪表监测的作用；实现远方监控，可取代传统的有人值守模式。3结论总之，电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。虽然，当前电力系统的综合自动化已经进入以计算机技术和监控技术开发为主要标志内的阶段，但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始较晚的国家来说，在追赶先进技术的同时，还必须要注重对传统技术和设备的改进，只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。参考文献[1]邹炜，浅谈提高变电站电力系统自动化技术[J].中国新技术新产品，2010，(17).142[2]吴永晨，电力系统自动化技术应用与发展[J].中国高新技术企业，2010，(6).111[3]杨涛，电力系统自动化技术的应用综述[J].科技信息，2010，(23).886[4]杜君旭，电力系统调度自动化的技术与优化[J].中国新技术新产品，2010，(15).160[5]李帆，肖红亮，自动化技术在电力系统中应用浅探[J].科技信息，2010，(21).985-987[6]王建业，浅谈电力自动化管理系统[J].改革与开放，2010，(2).158[7]姚东海，电力调度自动化应用与优化[J].中国高新技术企业，2010，(6).103[8]陈恢军，浅谈自动化技术在电力系统的应用[J].经营管理者，2010，(8).371，374[9]李妍，浅论电力系统自动化中智能技术的应用[J].中国科技信息，2010，(8).19-20[10]刘芳，电力系统自动化技术应用浅析[J].经营管理者，2010，(4).368[11]徐奇，电力系统监控与调度自动化概述[J].电力学报，1994，(1).1-5检索总结本文对电力系统的自动化的应用进行了浅析。随着计算机技术的应用普及，电力系统不再单一的进行控制和管理，而是运用自动化技术