電力自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用研究

石海青

摘要：為了滿足人們對電能越來越大的市場需求，相關(guān)電力企業(yè)必須提高自身的自動化技術(shù)水平，以保證電能供應(yīng)的連續(xù)性、安全性與可靠性。文章首先對自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了介紹，其次闡述了電力自動化技術(shù)在電力工程中的具體運(yùn)用，最后對未來電力自動化技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測。

關(guān)鍵詞：電力自動化技術(shù)；電力工程；電能供應(yīng)；電力能源；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM734 文章編號：1009-2374（2016）02-0061-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.030

電力能源作為一種清潔能源，具有易控制、易輸送、無污染等優(yōu)點(diǎn)，倍受人們青睞。為滿足社會發(fā)展的需求，提高電力企業(yè)電能供應(yīng)的連續(xù)性、安全性與可靠性，電力自動化技術(shù)開始大量地被運(yùn)用到電力工程中，這極大地促進(jìn)了電力工程的發(fā)展。電力系統(tǒng)是一個綜合性的系統(tǒng)，地域分布廣、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜是其主要的特點(diǎn)，其主要組成部分有變電站、最終端用戶群、輸配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，要想使電能能夠更好地為人們服務(wù)，這些部分必須能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的運(yùn)作和調(diào)節(jié)控制，為了達(dá)到這一目的，自動化技術(shù)開始被大量地應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，其能夠很好地解決這些

部分的協(xié)調(diào)問題，推動和促進(jìn)了電力工程的發(fā)展。

1 電力自動化技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域

1.1 自動化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)普遍都開始采用計(jì)算機(jī)為核心展開工作，這也是現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度的主要特點(diǎn)，其可以很好地實(shí)現(xiàn)信息的采集、安全性檢測、屏幕顯示、工況分析計(jì)算以及實(shí)時控制的功能。命令執(zhí)行和采集信息子系統(tǒng)、控制和信息處理及收集子系統(tǒng)、人機(jī)聯(lián)系以及信息傳送子系統(tǒng)是其主要的功能。把電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)用到電網(wǎng)工程中不但可以使變電站的自動化控制得到實(shí)現(xiàn)，而且還可以使配電網(wǎng)管理和能量管理實(shí)現(xiàn)自動化。電力管理人員可以通過電力自動化技術(shù)及時準(zhǔn)確地掌握整個輸電網(wǎng)絡(luò)的信息，可以及時地管理和保護(hù)整個輸電網(wǎng)絡(luò)，對一些突發(fā)事件也能及時地處理和解決，以便保障整個電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

1.2 自動化技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

供電系統(tǒng)自動化包括的三個主要方面為變電站的自動化、負(fù)荷控制、實(shí)時監(jiān)控地區(qū)調(diào)度。其中實(shí)現(xiàn)地區(qū)調(diào)度實(shí)時監(jiān)控的主要設(shè)備是小型計(jì)算機(jī)。綜合使用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)可以自動檢測和控制變電站，在集中運(yùn)用計(jì)算機(jī)以及時處理各種信息的前提下，可以使電力系統(tǒng)資源配置達(dá)到最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置電力系統(tǒng)的各種資源。同時這樣還可以使電力系統(tǒng)的日常維護(hù)和監(jiān)控工作能夠及時地跟上，以保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。負(fù)荷式控制中經(jīng)常用到的方法是工頻和聲頻控制，其主要是通過負(fù)荷記錄繪出負(fù)荷曲線，進(jìn)而對這些負(fù)荷曲線進(jìn)行分析研究，來實(shí)時監(jiān)控電能使用情況。

1.3 自動化技術(shù)在水力發(fā)電廠中的應(yīng)用

自動化水力發(fā)電廠項(xiàng)目實(shí)施的主要方面包括大壩監(jiān)控維護(hù)、水庫調(diào)度和電站的運(yùn)行這三方面的內(nèi)容。水庫的具體水文信息可以通過自動化系統(tǒng)實(shí)時地監(jiān)控，對水文信息的雨量也可以自動地進(jìn)行收集，這些都可以為水庫后續(xù)的相互工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)，以便維護(hù)服務(wù)和相關(guān)的預(yù)警措施能夠及時地跟得上。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以及時地監(jiān)視和控制整個站里的運(yùn)作情況，以確保電站的安全可靠運(yùn)行。

1.4 自動傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)信息的自動傳輸

電力傳輸系統(tǒng)可以通過調(diào)度中心和變電站、發(fā)電站之間信息的傳輸來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)信息的傳輸功能。遠(yuǎn)動通道和遠(yuǎn)動裝置是自動傳輸系統(tǒng)主要的構(gòu)成部分，其中遠(yuǎn)動通道的形式多種多樣，如微波、載波、高頻、光導(dǎo)以及聲頻通信等，依據(jù)遠(yuǎn)動功能的不同可把遠(yuǎn)動裝置的功能分為遙測功能、遙信功能和遙控功能。

2 電力自動化技術(shù)在電力工程中的運(yùn)用

把現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)等科學(xué)、合理地運(yùn)用到電力自動化系統(tǒng)中，可以實(shí)時整合電網(wǎng)用戶的在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)，這樣可以使管理自動化控制系統(tǒng)更加完備。

2.1 現(xiàn)場總線技術(shù)

現(xiàn)場總線技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，銜接自動化的設(shè)備是其主要作用，通過現(xiàn)場總線的銜接可以形成一個多站多方向的信息網(wǎng)，同時實(shí)現(xiàn)智能化一體化的控制。CAN、LONWORKS、HART、PROFIBUS是目前為止主要用到的幾種典型的現(xiàn)場總線。應(yīng)用相關(guān)設(shè)備和傳感器，可以把電阻和電流等信息與主機(jī)之間傳輸，然后運(yùn)用一些數(shù)學(xué)模型，整理、分析、研究這些數(shù)據(jù)，得到相關(guān)的結(jié)果，節(jié)約硬件的數(shù)量和投資以及一些相關(guān)的維修保護(hù)費(fèi)是現(xiàn)場總線技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)，此外現(xiàn)場總線的突出優(yōu)點(diǎn)還表現(xiàn)在，使用戶系統(tǒng)集成主動權(quán)的高度實(shí)現(xiàn)，并且用戶可以自主地選擇品牌，由此可見現(xiàn)場總線技術(shù)市場潛力巨大。

2.2 自動化的電力補(bǔ)償技術(shù)

單一的信號和三相電容器相互補(bǔ)充是以前傳統(tǒng)的無功和低壓補(bǔ)償技術(shù)的主要工作方式，這種補(bǔ)償方式的一個很大的缺陷就是使那些以電線負(fù)荷為主的用戶很容易出現(xiàn)三相負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)欠補(bǔ)或過補(bǔ)的現(xiàn)象，這種補(bǔ)償技術(shù)沒有分析和考慮電壓的平衡問題，沒有配電檢測的功能。而動態(tài)補(bǔ)償與固定補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)合是智能無功補(bǔ)償技術(shù)最大的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了三相共同補(bǔ)償與分相補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)合以及穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償與迅速補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)合，它能把單一固定補(bǔ)償?shù)牟蛔愫芎玫乜朔?，并且在?fù)載的變化上適應(yīng)性也比較強(qiáng)。此外，先進(jìn)投切開關(guān)的運(yùn)用可以智能化控制電容器，從而可以使補(bǔ)償?shù)木_度提達(dá)到最高，并且缺相保護(hù)也可以在此系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

2.3 主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)

主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用使得軟件工程發(fā)生了巨大的變化，直接促進(jìn)了軟件的開發(fā)、設(shè)計(jì)以及封裝工作。主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)成為目前電力工程中自動化監(jiān)控電力系統(tǒng)的主要采用形式，此類技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)相比優(yōu)勢比較明顯，其主要表現(xiàn)在對象技術(shù)與功能的主動支護(hù)方面。此外由于觸發(fā)機(jī)制以及對象技術(shù)的引入，使數(shù)據(jù)庫的自動監(jiān)測控制成為了可能，提高了數(shù)據(jù)處理后的準(zhǔn)確率和利用價值，依據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行的相關(guān)操作可信度更高。

3 電能自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著人們生活水平的不斷提高，電力企業(yè)需要有更穩(wěn)定和更可靠的供電系統(tǒng)來給用戶提供電能。但是目前看來，由于資源管理在電力企業(yè)各個部門之間不統(tǒng)一的管理以及各個體系之間信息共享平臺的缺乏，以至于各系統(tǒng)之間配合上的不協(xié)調(diào)，經(jīng)常出現(xiàn)一些操作失誤。因此，對電力系統(tǒng)各部門資源的科學(xué)、合理整理，逐漸使這種情況得到改變是電力系統(tǒng)自動化進(jìn)程中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，這樣可以把原來分散、單一的電力自動化系統(tǒng)發(fā)展成為一個信息共享的體系，使得數(shù)據(jù)與配電體系、檢測控制體系、辦理體系，高級的應(yīng)用軟件包、通信體系的集合和饋線自動化體系整合成一個共享、開放、方便和高效的信息處理體系。隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步，一些自動化技術(shù)與系統(tǒng)也開始大量涌現(xiàn)。隨著電力工程的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動化技術(shù)也將不斷得到提高，智能電力自動技術(shù)將被越來越廣泛地運(yùn)用到電力系統(tǒng)中來，智能配電成果將在下一步的配電自動化體系中應(yīng)用，以便對電路網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)科學(xué)的管理，出現(xiàn)妨礙時繼續(xù)工作是智能配電體系具有的最大優(yōu)勢，其必將給供電企業(yè)帶來更高的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著電力自動化技術(shù)在電力工程中的廣泛應(yīng)用，電力自動化技術(shù)的發(fā)展一定會促使電力工程的發(fā)展，將來的電力自動化技術(shù)將會朝著供電的安全和穩(wěn)定提高、供電設(shè)備得到更好的利用、促進(jìn)運(yùn)營成本大大降低的方向發(fā)展和推進(jìn)，此技術(shù)的運(yùn)用對促進(jìn)電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有舉足輕重的作用和意義。

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（責(zé)任編輯：陳 潔）