電網(wǎng)系統(tǒng)中電氣自動化應用實踐分析與研究

徐德睿

（齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾161000）

綜合自動化技術被引入到電力系統(tǒng)中，新型電力系統(tǒng)隨之形成，電力供給過程也變得更加穩(wěn)定。自動化技術與智能化技術給當前的電氣系統(tǒng)提供了技術層面的有效支持，除了升級電網(wǎng)系統(tǒng)中的各種設備之外，還需要充分運用現(xiàn)有技術資源，繼續(xù)優(yōu)化電氣監(jiān)控平臺，以太網(wǎng)等新型網(wǎng)絡技術給電網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)造了全新完備的發(fā)展條件。現(xiàn)以電氣自動化技術為主要研究對象，分析其被引進到電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用情況。

1 電氣自動化技術分析

電氣自動化系統(tǒng)構(gòu)成包括專門接收相關設備信號傳輸構(gòu)成、對接收信號進行處理的構(gòu)成、電氣設備相關信號的輸出構(gòu)成，其中電氣系統(tǒng)的發(fā)電廠、變電站、電氣系統(tǒng)的調(diào)度和電氣系統(tǒng)控制端是電氣自動化系統(tǒng)的重要組成部分。這兩個部門在電氣系統(tǒng)中有著不同的工作內(nèi)容，通過不同的程序來完成相應的工作內(nèi)容，進而實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)信息的分析和控制。電氣自動化系統(tǒng)的工作內(nèi)容包含以下三個方面：第一，對電氣終端系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和參數(shù)信息的收集整理；第二，對獲得的電氣系統(tǒng)運行情況進行有效的分析和判斷；第三，對電氣系統(tǒng)控制端的分析、判斷，之后對電氣設備的操作和參數(shù)信息進行調(diào)整，將調(diào)整之后的信息下傳到電氣系統(tǒng)的變電站、發(fā)電廠等，從而完成對電氣系統(tǒng)的測控任務。電氣系統(tǒng)自動化的功能有遙信、遙控、遙調(diào)、遙測等。電氣自動化系統(tǒng)導入是通過對中型計算機、微型計算機的使用來實現(xiàn)的，從而加強對電氣系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)信息的分析，獲得相應的系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息和反饋信息，實現(xiàn)電氣工程電氣系統(tǒng)的人性化、智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展。

2 電氣自動化被運用到電網(wǎng)系統(tǒng)中的基本情況

2.1 自動化電網(wǎng)調(diào)度

運用電氣自動化技術可以有效實現(xiàn)自動化調(diào)度電網(wǎng)，調(diào)度工作是運行電網(wǎng)系統(tǒng)的關鍵工作之一，一般需要在電網(wǎng)調(diào)度控制工作重心來發(fā)出各種調(diào)度指令，可對系統(tǒng)中的服務器、工作站與計算機系統(tǒng)進行有效操作、將電網(wǎng)系統(tǒng)與計算機設備相互連接，基礎系統(tǒng)為廣域網(wǎng)，同時配合其他的調(diào)度單位與發(fā)電廠，實施化評估、檢測與應用數(shù)據(jù)信息資源，進一步支持電力單位。

2.2 自動化變電站

在過去的變電站中，運行電網(wǎng)需要有人工化監(jiān)控管理與操作，同時外部條件也會給電網(wǎng)的正常運行帶去影響，最終導致變電站難以維持較高的工作效率。而電氣自動化技術給變電站帶去直接的積極影響，原有的電網(wǎng)監(jiān)視功能得到拓展，變電站中的工作情況的可控性隨之增強，整個電網(wǎng)系統(tǒng)都變得更加穩(wěn)定與安全，整個監(jiān)督工作都變得更為全面化。

2.3 發(fā)電分散測控系統(tǒng)

從電網(wǎng)系統(tǒng)中的發(fā)電廠的情況來看，其形成的分散測控系統(tǒng)極具先進化優(yōu)勢，設計該種測控系統(tǒng)時，主要運用分布式結(jié)構(gòu)，需要形成多個可同時運行的工作部門：分別為高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡、工程師工作站、運行員工作站與過程控制單元。該系統(tǒng)的基本功能具有實時化的特點，如控制、顯示與通訊等使用功能均可實現(xiàn)實時化需求，進而以分散的方式對發(fā)電廠施加操作控制，達到分級管理的工作目標。

3 電氣自動化的主要應用問題

3.1 運作問題

雖然電氣自動化技術已被研發(fā)至成熟程度，但是運作監(jiān)控系統(tǒng)時的問題需被重視，啟用電氣自動化技術來支撐監(jiān)控系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)需要在工業(yè)控制條件下運行，向上傳遞電氣控制信息時，需利用工控計算機展開處理工作，向上設備所處的通信系統(tǒng)需要有遠方調(diào)度主站的支持，調(diào)度子站處于可控范圍內(nèi)，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)管理變電站必須有工控計算機設備作為后盾，否則最為基本的管理、控制與監(jiān)視工作目標均無法實現(xiàn)，機電系統(tǒng)的保護工作也會生成新的問題。升級現(xiàn)有的自動化電網(wǎng)系統(tǒng)后，原有的監(jiān)控系統(tǒng)有極大概率出現(xiàn)癱瘓的情況。

3.2 增容受到限制

運用原來的監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)管電網(wǎng)系統(tǒng)，需先完成整個監(jiān)控系統(tǒng)的設計工作，但是多種因素會給最終的監(jiān)控設計成果構(gòu)成影響，使用的軟件與硬件資源的等級不高，不利于電網(wǎng)的長期運行與發(fā)展。升級電氣自動化體系后，雖然新增了一些電氣設備，但是監(jiān)控系統(tǒng)并未發(fā)生變動，升級電網(wǎng)系統(tǒng)后，變電站也應隨之進行增容處理工作，舊版本形成限制條件，變電站增容受阻，電網(wǎng)系統(tǒng)中形成不穩(wěn)定因子。

3.3 保護機制存不足

電氣變電站的正常運行不能脫離合適的保護機制。監(jiān)控變電站即可找出電網(wǎng)以及變電活動中的問題，尤其是安全類的問題，而后將監(jiān)控信息報告給上級管理部門。如果電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，無法正常發(fā)揮作用，自動化電氣系統(tǒng)原有的安全預警功能也會因此而失效，當變電站再次出現(xiàn)問題后，工作人員無法及時實施處理，電網(wǎng)的正常運行也會受到阻礙。

4 應用實踐分析

4.1 升級電氣自動化應用系統(tǒng)

全方位升級當前電網(wǎng)系統(tǒng)中的自動化電氣系統(tǒng)，以原有變電監(jiān)控系統(tǒng)為基礎，持續(xù)推進系統(tǒng)升級工作，在已有的監(jiān)控系統(tǒng)中，收集各種與變電活動相關的信息時，需要利用處于間隔層中的各種測控設備，完成信息收集工作后，傳遞信息至變電層與通信層，在信息處理環(huán)節(jié)中，變電站層負責轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)信息獲取操作信息，最后再將信息送回到通信層中，實現(xiàn)對間隔層的有效控制。而電氣自動化技術改變了這一工作方法，運用IP、TCP 與以太網(wǎng)技術實現(xiàn)電氣管理目標，完善系統(tǒng)的原有升級思路。當電網(wǎng)系統(tǒng)中運用的IED裝置不具有新型以太網(wǎng)通信功能時，可將其與以太網(wǎng)進行連接，以此解決通信問題。規(guī)約轉(zhuǎn)換器在當前的電氣網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用，形成數(shù)據(jù)通訊需求后，為達到升級管理的工作目標，需管控測控裝置的以太網(wǎng)接口與串行接口。運用規(guī)約轉(zhuǎn)換器裝置時，需要引進嵌入型運動子站發(fā)揮輔助作用。獲取與整理內(nèi)部變電信息后，繼續(xù)處理規(guī)約轉(zhuǎn)換器與電纜，處理后的信息可輸送到電網(wǎng)調(diào)度中心處。

4.2 優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度技術

切實發(fā)揮出電網(wǎng)調(diào)度技術的作用，使用自動化電氣系統(tǒng)與服務器達到調(diào)度工作目標，首先應充分考慮到調(diào)度技術的經(jīng)濟化程度，把握影響電網(wǎng)運行安全、穩(wěn)定與安全的主要因素；引進可用的電力設備，分析電氣生產(chǎn)期間形成的數(shù)據(jù)資源，以自動化的方式來預測電氣系統(tǒng)的實際負荷，最后改進故障處理系統(tǒng)，縮短分析與排除故障問題的時間。獲取電網(wǎng)故障信息后，立即實施自動診斷，以智能化的方式判斷故障問題的具體位置，快速隔離出現(xiàn)故障的設備，重新構(gòu)建網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這種故障處理方式能夠縮減開關次數(shù)，減少開關改造量，故障問題處理時間縮短，處理行為可靠性強，但是需要投入的技術資源與資金比較多。

4.3 升級發(fā)展自動化控制系統(tǒng)

形成一體化的測控保護系統(tǒng)，不少電氣自動化系統(tǒng)采用獨立型的保護方式，同時測量與控制系統(tǒng)也與其他的系統(tǒng)相分離，各個系統(tǒng)共同給電網(wǎng)管理工作提出數(shù)據(jù)支持，形成一體化系統(tǒng)后，可縮減技術資源損耗，提升電氣自動化管理工作的效率，減少重復性的電氣管理行為。融合保護與測控系統(tǒng)后，當電網(wǎng)系統(tǒng)中有一次設備產(chǎn)生異常情況后，一體化系統(tǒng)立即采集信息，高速處理問題，針對多樣化操作方面的問題，需要使電氣系統(tǒng)朝著國際化與標準化的方向發(fā)展，依照國家提供的質(zhì)量標準形成通信系統(tǒng)，達到無縫通信的技術目標，提升電氣自動化系統(tǒng)的綜合自動化程度。發(fā)電廠發(fā)散性系統(tǒng)的實現(xiàn)方式包括對以太網(wǎng)的監(jiān)控、對過程控制單元的監(jiān)控和對數(shù)據(jù)通訊的控制幾方面。在實際的電網(wǎng)系統(tǒng)運行中，不同發(fā)電廠的發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)大多采用的是分層設計結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ο到y(tǒng)運作的過程單元進行實時性監(jiān)控。電氣自動化技術在變電站應用過程中的應用主要是指變電站在應用各種信息處理技術、電氣系統(tǒng)自動化控制技術和信息傳輸技術的基礎上，實現(xiàn)運行自動化和管理自動化的過程。

結(jié)束語

電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模擴大，同時其智能化水平也不斷得到提升，建設電網(wǎng)的工作難度提升的同時，電網(wǎng)運行管理工作中也出現(xiàn)了一些新的難題。因此本文結(jié)合電網(wǎng)的運行需求，探索了應用電氣自動化技術的實踐情況。相關技術研究人員應以揚長避短的態(tài)度應對電氣自動化問題，對現(xiàn)有技術缺陷進行及時填補，以電氣自動化為核心，研發(fā)出更多的新型技術措施，全力支撐電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。