電力資源自動化系統(tǒng)總體設(shè)計

齊正鵬

摘 要：隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的高速運轉(zhuǎn)，帶動了我國城市化建設(shè)日益深入，人民生活水平呈逐年上升趨勢。在這樣的時代發(fā)展前提下，我國人口數(shù)量逐年激增，城市用電量日益提升，電力企業(yè)面臨著機遇與挑戰(zhàn)并存的發(fā)展前景。在對用戶進行數(shù)據(jù)采集過程中，電力網(wǎng)絡(luò)存在一定的缺陷與不足，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：電力產(chǎn)業(yè)；自動化系統(tǒng)；問題；分析

21世紀(jì)我國逐步進入信息化時代，各類新能源技術(shù)水平的日益完善，對我國傳統(tǒng)的電力企業(yè)產(chǎn)生了沖擊，加之各類扶持性政策逐年減少，傳統(tǒng)電力產(chǎn)業(yè)的主流地位受到影響。加之電力網(wǎng)絡(luò)自身技術(shù)相對落后，難以滿足日益增長的社會需求。本文意在，對時下電力企業(yè)的電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的問題進行系統(tǒng)化的分析與研究。

1 電力能源用戶對于信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時代要求

1.1 信息采集系統(tǒng)需能夠針對各類信息進行分析

隨著我國生產(chǎn)力與生產(chǎn)水平的日益提升，人民生活質(zhì)量明顯改善，對于電力能源的使用情況日趨多元化。電力能源的購買方往往使用不同企業(yè)的電力設(shè)備，所安裝的電表類型多樣，且部分站端設(shè)備或電表已經(jīng)停產(chǎn)。根據(jù)上述因素，要求當(dāng)前電力企業(yè)在進行用戶信息采集時能夠針對不同類型的設(shè)備進行數(shù)據(jù)信息采集，并且能夠保障所采集信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對各類數(shù)據(jù)進行全面收集。

1.2 全面適用于支持各類不同的通訊類型

不同地區(qū)的企業(yè)電力用戶所采用的通訊類型有所不同，覆蓋面相對較廣，在進行信息采集與數(shù)據(jù)介入時應(yīng)充分滿足不同類型通訊方式的需求，也是基于新時期提出的內(nèi)在需求。

1.3 延伸能力較強

我國作為世界上最大發(fā)展中國家，幅員遼闊，人口分布不均勻，電力企業(yè)用戶的分布也相對復(fù)雜。因此，當(dāng)前的用戶信息采集系統(tǒng)既要充分滿足經(jīng)濟發(fā)展水平較高、用戶數(shù)量分布較多地區(qū)的電力信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計需求，又要保障各類中小型、分布不均、用電量低的地區(qū)數(shù)據(jù)信息較少的需求。基于上述原因，在我國用電量不同的區(qū)域進行信息數(shù)據(jù)的采集難度較高，這也對我國當(dāng)前電力企業(yè)的信息采集系統(tǒng)提出了更高的要求，即充分滿足各地區(qū)的信息采集需求，系統(tǒng)的延伸能力較強。

1.4 可控性強且方便日常維護

由于不同地區(qū)的企業(yè)用戶情況有所差異，部分區(qū)域的用戶難以實時掌握系統(tǒng)的請用情況，對于系統(tǒng)的控制難度較高。這也對信息采集系統(tǒng)提出了更高的要求，即在保障系統(tǒng)正常使用的同時，增強系統(tǒng)的可控性。除此以外，新型信息系統(tǒng)應(yīng)充分滿足日常的維護需求，保障系統(tǒng)操作者能夠進行遠程實時維護，降低日常檢查維護工作的強度，提升系統(tǒng)保養(yǎng)工作的效率。

1.5 安全性與高效性

信息采集系統(tǒng)由于用戶數(shù)量較多、信息數(shù)據(jù)類型相對復(fù)雜等原因需進行長時期、高頻率、高強度作業(yè)，對于信息系統(tǒng)整體的安全性與高效性有著更高的要求。當(dāng)系統(tǒng)長期運行出現(xiàn)故障或損壞時可開啟備用系統(tǒng)，避免信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)生失真現(xiàn)象。

2 我國當(dāng)前電力網(wǎng)絡(luò)中存在的缺陷

隨著我國日常生產(chǎn)生活用電量的逐年增加，電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在用戶信息數(shù)據(jù)采集的工作內(nèi)容日益復(fù)雜，致使其在系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)存在諸多的缺陷，且隨著時間的推移日益加劇，其具體問題如下所示：

2.1 系統(tǒng)自動跳閘現(xiàn)象

在系統(tǒng)正常運行過程中發(fā)生自動跳閘現(xiàn)象時，系統(tǒng)會停止直到其恢復(fù)運行，在此期間對于用戶信息數(shù)據(jù)的采集工作也會發(fā)生驟停，致使系統(tǒng)恢復(fù)后的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)誤差。

2.2 線路切換現(xiàn)象

電力網(wǎng)絡(luò)在正常使用過程中難以避免的會發(fā)生線路切換現(xiàn)象，若此現(xiàn)象發(fā)生較為頻繁則會影響所采集信息的準(zhǔn)確性，也會在一定程度上導(dǎo)致系統(tǒng)故障現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 線路旁代

實際運行過程中，可能要對某一條線路進行檢修或者更換，但是這條線路在網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)負一點的責(zé)任，如果斷開這條線路就可能造成一定區(qū)域的斷電，對一些用戶的用電造成影響，在電力系統(tǒng)內(nèi)部，這樣的情況就叫作用電事故，這是不允許發(fā)生的。

3 技術(shù)突破

3.1 針對上述情況，我們開發(fā)了這套系統(tǒng)，目的就是解決目前存在的問題，整個系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)是采集裝置，這套裝置采集總線結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計，將采集和通訊任務(wù)分為不同的模塊來完成。通訊模塊支持目前所知的大部分的通訊方式，使整個系統(tǒng)支持多種的通訊方式，主要有網(wǎng)絡(luò)、串口、MODEM、專線等等；采集模塊也是采取模塊化設(shè)計，使用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，不同的采集模塊針對不同的電能表，在模塊上區(qū)別在于存儲芯片，存儲芯片內(nèi)定義不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)地址，不同的模塊之間可以通過更換芯片達到互換的目的。

系統(tǒng)主機采用雙機CLUS熱備份，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采集裝置負責(zé)實時采集數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)放在裝置的存儲器中。前置機負責(zé)定時通過不同的通訊線路采集這些數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過必要的處理放在數(shù)據(jù)服務(wù)器中。系統(tǒng)提供多種的服務(wù)，數(shù)據(jù)管理工作站負責(zé)定時或不定時的進行必要的數(shù)據(jù)處理，查詢工作站和提供數(shù)據(jù)查詢功能，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供基于網(wǎng)絡(luò)的MIS功能。本系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上是城域網(wǎng)范疇，可以通過專用網(wǎng)絡(luò)或者INTERNET與其他的系統(tǒng)進行連接，本系統(tǒng)的“標(biāo)準(zhǔn)互連”模塊保證了不同系統(tǒng)之間的通用性。自動跳閘的控制比較簡單。這是一個簡單的單閉環(huán)控制，使用專門的負載控制裝置實現(xiàn)，實現(xiàn)控制的量是即時功率。

3.2 為了解決線路旁代問題，就需要在這樣的情況下用其他的線路來代替該條線路的功能，使用整個電網(wǎng)的擴張彈性來解決這樣的問題。當(dāng)然這樣的旁代不是依靠某一單一線路，而是很多線路，那么要哪些線路就是一個問題了，這就是上層決策系統(tǒng)根據(jù)線路使用情況進行調(diào)度的結(jié)果了，因為要使用其他線路來代替，必然加大這些線路的負荷，為了保證這些線路的安全運行，就需要按照這些線路負載潛力的大小合理分配被旁代線路的負載。這其中也有一個單閉環(huán)控制的過程在里面。

3.3 對于線路切換頻繁的問題，在電網(wǎng)的建設(shè)過程中，不同時期不同物理特性的線路組成了網(wǎng)狀的系統(tǒng)，從一個節(jié)點到另外一個節(jié)點可能有很多的路徑可以使用。但是如果有一定的負載從這個節(jié)點到另外一個節(jié)點，那么線路的選擇就是一個值得斟酌的問題。由于線路的實際物理情況不同，使得通過線路的線損不同，而且各條線路的以有負載不同，要選擇一條合適的線路，即要考慮線路的安全性，又要考慮經(jīng)濟性，保證通過途徑造成的線損量最少。

4 結(jié)束語

綜上所述，我國電力資源自動化系統(tǒng)仍處于發(fā)展的初級階段，對于部分客觀存在的問題還缺乏實質(zhì)性的解決方案，部分系統(tǒng)功能仍有待優(yōu)化。既需要提升信息采集系統(tǒng)的整體性能，又要逐步應(yīng)用新型線損系統(tǒng)，對于電力產(chǎn)業(yè)工作者提出了更高的時代需求。在逐步完善系統(tǒng)整體功能性的同時，逐步降低其系統(tǒng)故障發(fā)生的概率，充分滿足其用戶信息采集需求，推動我國電力產(chǎn)業(yè)整體水平的提升。

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