變電站自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

袁如夢(mèng) 楊雪

摘 要：隨著電氣時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字化的變電站技術(shù)理所當(dāng)然的成為目前世界上最為先進(jìn)的電力資源分配自動(dòng)化技術(shù)。文章通過(guò)對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行智能化轉(zhuǎn)變，再配以高效智能的網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備，根據(jù)IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)，組成了現(xiàn)代化多層次、智能化、信息化的現(xiàn)代變電站系統(tǒng)。基于變電站數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)變電站自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)發(fā)展的探究性話題顯得非常必要。采用數(shù)字化技術(shù)的變電站，不僅可以提高系統(tǒng)的可靠性，加快對(duì)運(yùn)行信息的處理。還在很大的程度上實(shí)現(xiàn)了變電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少了變電站從建設(shè)到運(yùn)行維護(hù)的資金投入。為變電站的運(yùn)行最高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：變電站;自動(dòng)化;發(fā)展

引言

自動(dòng)化技術(shù)能夠被應(yīng)用于變電站運(yùn)行的每一個(gè)環(huán)節(jié)，提升變電站的運(yùn)行效率，保障變電站的安全。變電站想要得到發(fā)展，就需要借助自動(dòng)化技術(shù)來(lái)優(yōu)化每一個(gè)環(huán)節(jié)，提升變電站的整體運(yùn)行質(zhì)量。

1 自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的功能以及相應(yīng)要求

變電站在電力資源分配利用過(guò)程中有著不可忽視的作用，根據(jù)所處理運(yùn)行的電壓等級(jí)以及標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)備，變電站基于數(shù)字化的自動(dòng)化系統(tǒng)有不同的作用。首先，自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)變電站的控制系統(tǒng)，主要是相關(guān)工作人員用來(lái)對(duì)整個(gè)變電站運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀的監(jiān)視和控制，對(duì)出現(xiàn)故障的系統(tǒng)信息進(jìn)行記錄，對(duì)一些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、記錄。其次，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)作用也是很重要的一方面，其中對(duì)線路保護(hù)的自動(dòng)開(kāi)合閘，對(duì)輸電母線的保護(hù)性措施，以及對(duì)最重要的變壓器的電壓保護(hù)。此外，在對(duì)系統(tǒng)正常進(jìn)行的支持方面，主要表現(xiàn)在設(shè)備維修、設(shè)備處于非正常狀態(tài)的恢復(fù)性、故障自動(dòng)恢復(fù)性。

2 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范

變電器綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)新型的高新技術(shù)，但由于國(guó)家并沒(méi)有對(duì)該項(xiàng)技術(shù)制定專業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，造成了不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備存在不匹配的問(wèn)題，不僅會(huì)影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而且也會(huì)造成成本的增加，為用戶帶來(lái)極大的不便。

2.2 系統(tǒng)內(nèi)部的保護(hù)監(jiān)控單元功能缺失

電氣設(shè)備與機(jī)械設(shè)備之間最大的區(qū)別在于機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠給人以直觀的反饋，便于維修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。而對(duì)于電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)很難找出問(wèn)題所在，往往需要借助一些輔助工具才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。目前常用的變電站系統(tǒng)在內(nèi)部保護(hù)監(jiān)控單元方面缺少故障過(guò)濾功能，由于沒(méi)有故障過(guò)濾裝置，使得跳閘現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成故障的原因，也為分析故障原因帶來(lái)很大的不便。

2.3 遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸處理能力不強(qiáng)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行與信息的傳遞、接收與處理密切相關(guān)，而且信息傳遞、接收、處理的能力將直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的效率以及性能的穩(wěn)定性。目前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用中常會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)不能上傳保護(hù)定值、不能根據(jù)遙控開(kāi)關(guān)的相關(guān)操作及時(shí)接收、處理信號(hào)等問(wèn)題。由此表明信息傳輸系統(tǒng)在遠(yuǎn)動(dòng)信息傳遞、接收與處理方面存在較大的弊端。

2.4 后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)性能較差

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境相對(duì)較為惡劣，控制系統(tǒng)控制設(shè)備多，系統(tǒng)處理信息量大，因此對(duì)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)要求比較高。在工程應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)后臺(tái)監(jiān)控電腦卡機(jī)、死機(jī)等現(xiàn)象，主要原因在于電腦自身性能較差，電腦與系統(tǒng)的匹配程度不高。因此，需要進(jìn)一步提高后臺(tái)監(jiān)控電腦的整體性能，確保監(jiān)控系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

3 變電站自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)化

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度也逐漸加快，發(fā)展的規(guī)模也越來(lái)越大，普及到社會(huì)的各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。變電站自動(dòng)化技術(shù)要想將其技術(shù)融入到每家每戶，就必須要借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用不僅可以提升電力行業(yè)整體的競(jìng)爭(zhēng)水平，還能使得變電站自動(dòng)化平臺(tái)的使用方便快速。互聯(lián)網(wǎng)具有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，將這些應(yīng)用在各行各業(yè)中。我國(guó)的變電站自動(dòng)化的產(chǎn)品要想在當(dāng)今的國(guó)際市場(chǎng)中占據(jù)很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，就必須與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效的融合，更大程度地去增加變電站自動(dòng)化技術(shù)的使用范圍和應(yīng)用對(duì)象。

3.2 變電站電力系統(tǒng)整體分析與具體控制水平更高

變電站通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)應(yīng)用支持，能夠更加綜合全面地對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行整體分析，并可以有效提升具體的控制水平，能夠利用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)展開(kāi)在線測(cè)量工作，實(shí)施相位角測(cè)量，能夠很好地分析電力系統(tǒng)的振蕩和抑制模式，并借助自動(dòng)模擬方式來(lái)分析接地的方式以及電網(wǎng)調(diào)度的方式， 同時(shí)，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，管理者還能夠通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制和跟蹤，更加快捷、高效地搜集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全方位對(duì)監(jiān)控， 并有效恢復(fù)控制策略，形成更加優(yōu)化的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、故障診斷。

3.3 智能化的一次設(shè)備

變電站的自動(dòng)化進(jìn)程中，主要由智能化的一次設(shè)備包括電子式互感器、智能斷路器、集成型電子開(kāi)關(guān)設(shè)備以及智能電子裝置，與網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為通信規(guī)范，對(duì)自動(dòng)化的變電站信息進(jìn)行共享化處理。電子式互感器在變電站自動(dòng)化進(jìn)程中，可使得集成化處理和控制保護(hù)措施的數(shù)字化得以實(shí)現(xiàn)。由于變電站的繼電保護(hù)和數(shù)據(jù)測(cè)量控制中電子式互感器有寬闊的頻率范圍，可以實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的集成共享。在電力網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通常會(huì)有瞬時(shí)的波形變化，電子式互感器對(duì)信號(hào)的變化比較敏感，有足夠的響應(yīng)速度。對(duì)于電力系統(tǒng)而言抵抗外界干擾的特性是很重要的，電子式互感器的絕緣特性使得原先只能集中安置的高壓線路保護(hù)裝置及變壓器的保護(hù)裝置，現(xiàn)在可以分散性安裝在合適的地點(diǎn)。利用光纖技術(shù)以及局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得各種PROSCADA接口集成聯(lián)系起來(lái)，組成一個(gè)優(yōu)化的分散式數(shù)字化系統(tǒng)。

3.4 模塊化

我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)品種類復(fù)雜，形式多種多樣，若是利用模塊化的方式進(jìn)行生產(chǎn)，這將會(huì)很大程度上避免人力、物力以及財(cái)力的浪費(fèi)。與此同時(shí)，還能提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。縱觀我國(guó)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)狀況，我國(guó)還是比較關(guān)注生產(chǎn)技術(shù)的更新以及模塊化的設(shè)計(jì)方式等，這有助于相關(guān)科研人員依據(jù)現(xiàn)存產(chǎn)品的不足迅速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且針對(duì)性的進(jìn)行解決，提高新技術(shù)的研發(fā)水平，這為產(chǎn)品的后續(xù)研發(fā)以及生產(chǎn)過(guò)程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，不僅保證新產(chǎn)品能在已存在產(chǎn)品的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改革創(chuàng)新，還避免對(duì)于新產(chǎn)品過(guò)大程度調(diào)整創(chuàng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)線，以及對(duì)于物力財(cái)力的浪費(fèi)。由此可以看出，社會(huì)高效化的發(fā)展趨勢(shì)必然是模塊化。

3.5 綠色化

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們也面臨著越來(lái)越殘酷的環(huán)境問(wèn)題，生產(chǎn)規(guī)模由于受到環(huán)境資源的限制而不斷縮小，與此同時(shí)，大面積的環(huán)境污染使得生態(tài)環(huán)境也不平衡。這就要求人們對(duì)于環(huán)保意識(shí)要加強(qiáng)，帶領(lǐng)我國(guó)的變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展朝著綠色化的方向邁進(jìn)。這樣一來(lái)，高效利用資源的愿望就可以通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，重復(fù)利用原材料，再加上開(kāi)發(fā)比較新型的技術(shù)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)人類的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

創(chuàng)新是未來(lái)變電站發(fā)展的重要方向和思路，而自動(dòng)化技術(shù)自然是變電站建設(shè)的重要保障，強(qiáng)化自動(dòng)化技術(shù)在變電站運(yùn)行的有效應(yīng)用，從多個(gè)環(huán)節(jié)優(yōu)化變電站的自動(dòng)化和智能化水平，能夠更加全面地保障電力設(shè)施運(yùn)行的效率和安全性，讓電力供應(yīng)更加科學(xué)、合理，從而滿足日益增長(zhǎng)的用電需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李林鋒.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的最新應(yīng)用[J].燈與照明，2017，（2）：57-61.

[2]林栩栩，陸繼明.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展[J].大眾用電，2015，（4）：25.

[3]楊楊奇遜.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2019， 19（10）：7-9.

2973501705362