淺析電力自動化發展趨勢

摘 要:隨著我國電力工業、計算機技術、通信技術、功率電子技術和控制技術的發展，電力自動化技術也進入一個新的時期。主要表現在:變電站自動化、電網調度自動化和配電網自動化水平這幾個方面。

關鍵詞:電力自動化變電站自動化配電系統自動化電網調度自動化

中圖分類號:TM734文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0120-01

20世紀90年代以來，計算機技術、通信技術、功率電子技術和控制技術日新月異，而且這些新技術逐漸由理論和實驗階段進入應用領域，這些都對電力自動化技術產生了巨大的影響。電力自動化技術也隨之進入一個新的時期。主要表現在以下幾點。

1 變電站自動化

變電站自動化自20世紀90年代以來一直是我國電力行業中的熱點之一。之所以成為熱點，一是建設的需要;二是市場的因素。目前全國投入電網運行的35～110kV變電站約18000座(不包括用戶變)，220kV變電站約有1000座，則500kV變電站大約有50座。而且每年變電站的數量以3～5倍的速度增長，也就是說每年都有千百座新建電站投入電網運行。同時根據電網的要求，每年又有不少變電站進行技術改造，以提高自動化水平。

變電站自動化是將變電站的二次設備利用計算機技術和現代通信技術，經過功能組合和優化設計，對變電站實施自動監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。

從變電站自動化系統的設計思想角度來看，設計者對變電站測控的看法已實現從局部到整體的轉化。目前的變電站自動化系統中，面向對象技術已成為一個十分流行的趨勢，即不單純考慮某一個量，而是為某一設備配備完備的保護和監控功能裝置，以完成特定的功能，從而保證了系統的分布式開放性。從技術發展的趨勢看，將來的測控設備還將和一次設備完全融合，即實現所謂的智能一次設備，每個對象均含有保護、監控、計費、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫，面向自動化的僅是一對通信雙絞線，該雙絞線以網絡方式和計算機相連。

面向對象設計思想的深入以及一次設備的整體化設計，系統結構將由集中式向部分分散式或全分散式發展，變電站內可能將不再具有規模龐大的測控屏以及大量連接信號源和測控屏之間的銅芯電纜，全部測控裝置下放在就地，實現所有功能，而在控制室，取而代之的是一個計算機顯示器甚至僅為一臺臨時監視、操作使用的便攜機。完全分散式的實現依托于如今發展很快的計算機及網絡技術，特別是現場總線技術。這一技術的使用已使得自動化系統的實現簡單得多，性能上也大大優于以往的系統，并可解決以往系統中信息傳輸的實時性問題，以及信號傳輸的容量問題。

2 電網調度自動化

電網調度自動化是現代電力系統自動化的主要組成部分和核心內容，它是信息技術、計算機技術及自動控制技術在電力系統中的應用。經過近20年的發展，電網調度自動化系統在電力系統的安全經濟運行中已經起著不可或缺的作用。

電網調度自動化技術隨著信息技術、計算機技術及自動控制技術的發展而日新月異，系統升級換代很快，當前電網調度自動化系統的發展面臨著一些挑戰。網絡安全對于以實時運行為首要任務的電網調度自動化系統尤為重要，但隨著互聯網技術的發展和廣泛使用，網絡攻擊和病毒侵害不斷發生，對電網調度自動化系統的安全運行構成了威脅。一方面，從網絡安全的角度出發，需要將調度自動化系統隔離運行;另一方面，隨著自動化系統的規模日益擴大、應用復雜度的日益提高，各個控制中心之間以及各個自動化子系統之間的交互大大增強，需要進行信息的一體化整合與集成。因此，需要對調度自動化系統的安全集成技術進一步研究，使得系統的開放性、穩定性、可靠性、實用性，特別是安全性更強。

3 配電系統自動化

隨著我國經濟的發展，電力用戶用電的依賴性越來越強，供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點。實現配電網自動化是配電系統提高供電可靠性的最有效手段。它不但可以減少停電范圍，縮短停電時間，改進供電質量，為用戶提供更高質量的服務，且能減輕運行人員的勞動強度，減少人員開支，提高勞動生產率，最終達到供電部門能夠監視、協調配電網系統平衡、經濟運行、降低網損，提高經濟效益和社會效益的目的。

配電自動化系統(DAS)是一種可以使配電企業在遠方以實時方式監視、協調和操作配電設備的自動化系統;其內容包括配電網數據采集與監視(SCADA系統)、配電地理信息系統(GIS)和需求側管理(DSM)幾個部分。

SCADA/LM/DMS平臺是配電系統綜合自動化的核心和基礎，它除了完成SCADA/LM/DMS功能外，還承擔整個系統的縱向(實時層)和橫向(管理層)的集成任務。當然，如果配網的規模較小，由變電站負責的環網控制，也可改由主站的SCADA/LM/DMS平臺來完成。配電網自動化的運行功能是實現控制和監視配電網設備。其中包括:電網的控制功能、電網運行監控功能、故障管理功能、運行統計及報表功能。

智能配電系統在配電網發生故障時:判斷故障區域、隔離故障區域，恢復受故障影響的健全區域供電，從而縮短停電時間、減小停電面積、提高供電可靠性。在配電網受到災害性影響時(如主變電站失壓、10kV母線故障等并且在高壓側難以快速恢復時)，利用人工智能生成負荷批量轉移策略，在不威脅供電安全的前提下，通過一系列的遙控操作將受影響的負荷轉移到非故障線路，避免大面積停電。

智能配電系統在配電網正常運行時:實際運行中配電網中的負荷分布是不均衡的，有時甚至是極不均衡的，這嚴重降低了配電線路和設備的利用率，同時也導致線損較高。利用人工智能可以尋求一種優化運行方式，將負荷從重負載甚至是過負載轉移到輕負載饋線上，這種轉移有效地提高了饋線的負荷率，增強了配電網的供電能力。智能配電系統還可以實時遙控配電網開關進行網絡重構和電容器投切，在不顯著增加投資的前提下可以達到改善電網運行方式和降低網損的目的。

4 結語

由于現代電力自動化程度的提高，使得用電質量得到了保證，因此為現代高精技術的發展提供了基礎，同時由于自動化程度的提高減少了維護費用，設備利用率提高，經濟調度的實施都大大的降低了運行成本，取得了可觀的經濟效益。