對電力自動化系統的控制分析

摘要：現代的電力自動化系統通過采取現代電子信息技術對電力系統實施監控和管理，同時可以通過該系統實現對整個電力系統的運行狀況進行準確的判斷。文章分析了當前電力自動化系統運行的相關情況，闡述了電力系統的信息技術的應用情況。

關鍵詞：電力系統；自動化系統；變壓器；變電站

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0079-02

隨著我國社會和經濟的迅速發展，人們生活水平得到了大幅度的提高，電力系統的安全有序運行已經越來越被人們所關注。電力自動化系統是通過利用網絡通訊及自動化控制等手段，為用戶提供現代化的設備監視管理和遠程在線監測服務，從而確保電力系統能夠穩定可靠地為用戶提供電力服務，同時還能夠為用戶提供最優化的電力負荷管理的系統結構。隨著電子信息技術和計算機技術在電力系統的廣泛應用，已經逐步實現了電力系統的自動化，從而更好地促進了我國電力系統的自動化進程。

1 電力自動化系統的概述

自20世紀90年代末開始，我國的電力自動化系統就得到了飛速發展，無論是在產品種類、服務質量還是生產規模上都得到了大幅度的提高，電力自動化系統已經步入高速發展的時期。電力系統主要是由幾個重要環節所構成的，它包括發電、輸電、配電和用電等。電力自動化系統包括控制和管理網絡結構，強大的系統功能，具體包括實時一次設備的檢測和維護管理、優化負荷管理及操作安全和可靠管理的系統仿真模擬功能等。電力自動化系統在實際的應用中表現出巨大的優勢，其優勢具體表現在以下幾個方面：（1）具有安全而穩定的系統平臺；（2）具有面向對象的設計思想和模塊化的系統功能；（3）具有高度可靠的冗余方式；（4）具有良好的開放性。

當前變電站的自動化系統主要是將變電站的二次設備進行功能和結構的優化配置，實現對變電站的監控和協調等，具體可以劃分為以下三個系統：

1.1 監控系統

電力自動化系統中的監控系統具有數字量輸入、模擬量輸入及控制輸出量等功能，它的主要任務是：（1）對變電站內的所有線路和變壓器的運行參數進行測量和監視，對斷路器及變壓器的分接頭進行調整等；（2）實現變電站系統內部的計算機間的有效通信；（3）實現變電站和電網之間的自動化系統間的通信。

1.2 斷路器的閉鎖系統

理論上變電站的自動化系統具有一個防誤的操作系統，它能夠全方位地防止錯誤的發生，同時通過閉鎖的功能，有效地實現了“五防”的目標，從而有效地保證了整個電力網的安全及人生命財產安全。

1.3 保護系統

在電力自動化系統中，繼電保護具有相對的獨立性，其具體包括輸入量、跳閘、測量、保護的啟動及邏輯功

能等。

2 電力自動化系統控制的可靠性

2.1 遠程電力自動化系統

隨著科技的不斷發展，電力系統學科也得到了不斷的發展，變電站的自動化管理也成為了今后電力系統發展的必然趨勢。當前變電站的自動化系統已經集合了自動化技術、網絡通訊技術、計算機技術等科學技術。變電站采用了計算機監控系統，它不僅滿足了操作的可靠性、可控性和自動化，還從根本上解決了傳統的人力、物力、財力的“浪費”的現象。變電站無人值班實現了對站內的所有的電氣化的設備的計算機監控，提高了整個變電站運行的安全性，同時達到了無人值班的要求，改善了工作環境，滿足了電網調度的自動化，實現了數據記錄的自動化，降低了成本，提高了經濟效益。例如變電站的遠程的桌面系統對于無人值班的變電站十分合適，它能夠對變電站的設備運行狀況、發熱情況以及操作情況都實施實時監視。調度人員發出下行控制命令，站控操作運行人員發出操作命令，通過交互式對話過程，從而實現整個操作過程的全部要求。當監控系統或網絡出現故障的時候，就可以通過就地操作的后備控制方式，實現就地控制。

2.2 實現整個操作過程中軟件的多次返校

第一，變電站的自動化系統的操作員要想發送一個指令，就必須經過一系列的操作步驟，包括選擇、校正、執行等，要想執行到下一個步驟必須在返校通過后送至該點。一旦在這個過程中某個環節出現了錯誤或指令被中斷的情況，會有相應的警告提示，并且在每次的操作流程結束后，自動化系統會自動將相應的操作過程詳細地記錄并存盤。

第二，通過設置密碼以防止一些非法操作。為了防止操作者或他人對電力自動化系統實行了錯誤的操作或非法的操作，我們采取了設置操作員權限密碼。

第三，選取技術較為成熟的監控系統。因為一些技術成熟完善的監控系統，無論是在硬件設備還是在軟件設備上都有較好的容錯能力，對運行操作人員出現的一般性的錯誤都能夠進行系統的自我恢復，而不會引起系統的任何功能的破壞或自動化系統出現不正常運行狀況。當系統在運行的過程中突發遇到一些意外故障，該系統都能夠進行較好的系統功能的自我恢復。

第四，對變電站的自動化系統作雙機雙網配置。當前變電站的監控主站一般采取的是以太網相聯，同時又通過HUB實現對該以太網的管理。當網絡中出現了異常，系統就可以自動完成熱備機為主機的切換，從而不會影響整個系統的正常有序運行。當前的電力自動化系統所采用的監控系統硬件的冗余配置，整個系統采取的是分層分布式的結構，從而很好地保證了變電站的控制與操作的可靠性。

3 自動化系統的操作實現方式

自動化的系統是整個改造的基本網絡，因此自動化的總體設計，包括其配置、設備以及功能均要滿足改造后電網能安全、經濟的運行的需要。同時也要很好地考慮遠程和自動化相結合的模式。為保證變電站控制與操作系統的準確性與可靠性，對變電站進行防誤的操作設計也是十分關鍵的。當前大部分的變電站采用的都是分層分布式自動化系統，該系統的操作閉鎖方式也與該系統的結構相適應。實現變電站的操作閉鎖的實現方式有3種：

3.1 通過軟件實現

通過軟件編程將系統操作防誤閉鎖控制在主機內，監控主機就可以通過通信網獲得整個變電站的全部操作信息。通過實踐操作證明，這種通過軟件方式實現閉鎖功能是最簡單、可靠的方案之一。

3.2 通過硬件實現

很多電力自動化系統中的電量輸入、測量、信號、執行命令等都是由硬件來實現的，變電站的自動化系統中的信號保護、數據處理、邏輯比較計算等功能都是通過硬件來實施的。當前變電站所采用的通過硬件來實施閉鎖功能的主要是西門子公司的LSA-678變電站自動化系統，這個系統最大的優點就是能夠實現操作閉鎖裝置的相對獨

立性。

3.3 將軟件和硬件相結合

將軟件和硬件相結合的雙級閉鎖功能，較前兩者具有可靠性高，安全性高，價格貴，模式接線復雜等特點

4 電力自動化系統自動化控制技術分析

當前一些變電站采取的是分層分布式自動化系統，它能夠很好從軟硬件上實現變電站的控制與防誤操作，提高變電站相應系統的的可靠性和可控性。綜合自動化變電站可以采用遠方、當地、就地3級控制的方式，從而更好的實現變電站的控制與防誤操作。綜合自動化站有一套成熟可靠性高的計算機系統，能夠更好的實現整個變電站功能，具體包括控制操作、運行監視、數據采集處理、操作記錄等。同時變電站的自動化系統對變電站的具體運行操作程序、操作的安全性都進行了科學有效的簡化了，從而使得對變電站的操控實現了安全、快速、可靠的控制與操作。

5 結語

電力自動化系統能夠安全有效的運行已經越來越成為人們關心的焦點問題，它在很大程度上影響著整個電力系統的正常運行。目前我國很多地方開始實現了變電站的自動化系統，這標志著我國的電網運行管理方面開始步入到了自動化的新臺階上，實踐證明，變電站實現了自動化不僅提高了供電的可靠性、穩定性與安全性，還取得了明顯的社會效益和經濟效益。本文分析了當前電力自動化系統運行的一些相關情況，闡述了電力系統的信息技術的應用情況，以期對我國電力自動化系統能夠安全有序的運行。

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作者簡介：李海芬（1979—），女，北京人，北京國德建設有限公司工程師，研究方向：電氣自動化。

（責任編輯：秦遜玉）