電力系統及其自動化技術的安全控制問題與策略分析

魏瑋 王涵 王浩然

（鄭州財經學院 河南省鄭州市 450000）

在先進技術理論支持下，電力系統中自動化建設越來越完善，自動化技術的應用為電力系統的安全可靠穩定運行提供了支持，為了讓其更加符合人們需求，人們不斷進行鉆研，積極創新技術工藝，根據當今實際情況來看，電力系統及其應用的自動化技術存在很多安全隱患，這些問題的存在阻礙了電力系統的發展，因此本文結合實際情況對其中的問題進行詳細分析，以此為基礎提出改進策略，降低安全事故發生頻率，為我國的電力事業健康發展提供些許助力。

1 電力系統自動化簡介

電力系統實現自動化管理控制是電力系統追求的未來發展方向，它主要包括三個方面，目前我國實現了發電控制自動化和配電自動化，但在運行時也有問題存在，需要不斷進行完善優化，我國當前的研究熱門是電力調度自動化，此部分通過故障模擬的綜合程序以及SCADA系統電網實現自動化，現今研究發展的變電站綜合自動化已經可以支持無人值班。電力系統主要由地區調度實時監控、變電站自動化和負荷控制三方面的工作組成，這三部分共同協作，控制電力系統運行，進而實現全面的自動化管理。

所謂的電力系統自動化具體來講，便是通過相關技術實現電能生產、電能運輸的自動化控制，以及運用科學理論和相關設備實現自動化管理和調控。為了滿足社會的電力需求，電力系統規模龐大，且常常跨地域輸送。從結構組成來看，電力系統是有發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶端共同構成，通過這些組成部分的有效工作確保用戶的電力需求得到滿足，因此電力系統管理至關重要，為了更好地促進電力系統運行效果，自動化管理成為了主流趨勢。結合實際來看，加強電力系統自動化推廣對提升供電的電能質量，降低安全風險隱患有重要作用[1]。

2 現今電力系統及其自動化的發展情況

現今電力系統自動化主要包三方面內容，可劃分為電力系統調度自動化、發電廠自動化和變電站自動化，其中調度自動化也可以分為發電和輸電調度自動化、輸電網調度自動化等兩部分，而對于電力系統及其自動化技術進行安全控制時，主要也是從這幾方面入手。目前我國現有發電裝機容量在20000MW以上的電力系統達到11個，華東、華中、東北、華北電網裝機容量均超過了30000MW。華東、華中等部分地區的電網甚至超過了40000MW，西北電網的裝機量也達到了20000MW，并且當前我國的南方聯營系統連接廣東、廣西、貴州、云南四省電網，實現了西電東送，其他幾個獨立省網，例如四川、山東、福建等裝機容量也超過或接近10000MW。我國的各電網中500kV主網架逐漸形成，220kV電網不斷完善擴充。

在2019年，全國電網工程建設完成投資4856億元，其中110千伏及以下電網投資占電網投資的比重為63.3%，比上年提高5.9個百分點。全國基建新增220千伏及以上變電設備容量23042萬千伏安，比上年多投產828萬千伏安；新增220千伏及以上輸電線路長度34022千米，比上年少投產7070千米；新增直流換流容量2200萬千瓦，比上年減少1000萬千瓦。并在2019年我國全國電力工業使用數據如表1。從中可以清晰看出電力系統在全國發展中的重要地位，現今幾乎生活的方方面面都不能離開電力的支持，雖然當前我國的電力系統及其自動化技術得到重點發展，但仍有問題存在，尤其是在安全控制方面，有許多問題需要解決。

表1：全國電力工業統計數據表

3 電力系統及其自動化技術的安全控制問題

3.1 電源安全控制問題

想要實現自動化穩定運行，首先要保證有長期穩定的電源支撐，當出現意外情況，例如停電時仍有足夠的電力支持其進行調控，而不是就此陷入癱瘓，當前由于技術制約，一般都是將UPS作為臨時電源，當出現停電時采用此種方式確保系統正常運作，但實際生活中，很多企業對UPS并不重視，有一部分企業甚至在UPS正式投運之后就不再關注后續情況，長時間處于閑置狀態，沒有人定期進行維護和保養，在真正需要應用時，常常出現各種各樣的問題，嚴重影響了電力系統的運行。同時當前對于備用電源的維護和管理監管制度混亂，導致在開展維護工作時，工作人員態度敷衍，部分臨時電源已經出現了問題但仍沒有人發現。除此之外，電源線接線問題也需要重點關注，當前的服務器大部分采用三組電源維持電力，這樣的安排，即使其中一組電源出現了問題，剩下的兩組仍能保證服務器正常運行，但實際中其中兩組存在故障，剩下的一組可能無法帶動服務器運行，出現意外關機情況，經過仔細排查，發現之所以出現這種現象，是因為電源線分配板接線存在問題，從外表看上去是三組電源線各自工作，但真正可以正常工作的只有一兩組線路，且此種問題在正常運行狀態下很難發現，因此，安裝分配板時應認真嚴格仔細，做好工作監督，驗收時嚴格執行斷電測試，嚴格做好質量把控[2]。

3.2 設備安全控制問題

電力系統的自動化裝置，也需要定期進行維護，這樣才能保證其始終保持良好運行狀況，但實際生活中，部分企業由于資金限制，無法承擔過大的花費，在自動化設備添置上也十分緊張，種種因素導致大部分設備都長期處于超負荷狀態，長時間運行、檢修維護不達標、工作環境不合適等因素不僅加速了設備老化速度，還導致安全事故發生率大大提升。因此做好設備檢修維護工作就有重要的意義。在維護檢修后，需要嚴格按照相關規定進行，對于各種組件嚴格把控質量，一般情況下通常采用冗余配置和心跳檢測，配合保證系統安全可靠運行，其中的關鍵環節便是通信，如果出現通信中斷等問題，現今的預防措施都會失去保護作用，例如某變電站的數據庫采用的通信協議不符合規范，導致心跳檢測無法正常發揮作用，在某次意外情況中，當某臺服務器出現故障時，備用設備沒有及時進行切換，最后導致了監控系統中斷[3]。

3.3 網絡安全控制問題

在自動化系統中，廠站端和主站端主要通過數字或模擬通道來進行信息傳輸，因此懼怕病毒侵害，為了預防出現此種情況網絡通道日益增加，以作備用。同時主站之間是通過協議轉換器確保通訊，跟容易由于外來因素產生安全隱患，另外主站端與主干網之間連接緊密，卻沒有辦法作出管理，如果工作站中應用的外來設備攜帶惡意代碼會導致整個網絡受到攻擊，并且主站需要接受數百個變電站的信息，每個變電站可能同時存在千余個遙信和百余個遙控，這龐大的數據處理起來極其復雜，另外為力保證電力輸送滿足需求，會隨時根據情況增加變電站的數量，這些變電站需要制作專門的信息表便于管理監控，借助先進科學技術可以實現批量處理，極大地提高了效率，但由于使用量外接設備對信息進行拷貝，會存在一定的安全風險，可能不小心下將某些病毒遺留在了信息中[4]。

4 電力系統及其自動化技術的安全控制策略

4.1 加快完善安全控制體系建設

當前的安全控制系統存在漏洞，還有一部分內如難以滿足當前的需要，應及時根據實際情況，對相關的內容進行改革更新，由于社會對電力的需求量變化，電力系統在不同階段運行情況會發生改變，這就需要電力單位靈活地根據相關實際情況選擇性的改革體制，對發現的漏洞進行補充完善，從而加強電力系統的安全控制質量，目前制訂的管理制度很多內容過于籠統，沒有可以參考的標準和明確的標準，這導致在實際操作時難以確定程度，可細化體制內容，進而提升相關規定的指導性，建立明確的安全控制責任制度，將責任劃分落實到個人，做到出現問題追根溯源，誰的問題誰負責，營造有過必罰的工作氛圍，借此提高所有職員的責任心。

4.2 借助相關技術提升維護效率

隨著我國科技水平的提高，信息技術越來越受到大眾歡迎，借助龐大的互聯網功能，可以保證工作效率、節省人力資源，但是系統常常會因為各種因素出現故障，這就需要進行維修，而目前我國的維修人員還存在不足，職業素養參差不齊，當今很多電力企業逐漸培養卓業的人才隊伍，定期對相關人員組織培訓，以及定期進行考核，保證人員素質水平有保證，借此消除維修和維護過程中的安全隱患，其中自動化技術與信息技術越來越聯系緊密，而網絡中很容易感染病毒，因此需要加強對于網絡方面的監管，盡量減少外來網絡設備和數據代碼進入電力系統中，在保證電力系統自動化運行時，全面準確地收集信息有重要作用，例如電網各階段的通信數據、綜合信息等，這部分內容對于整個電力運行的反饋和管理有實用價值，且可以保證電力系統自動化更加規范、智能[5]。

4.3 提高二次防護水平

當前電力系統自動化技術應用過程中存在多個薄弱環節，對于這部分應加強監督，并提前制定應對措施。例如由于自動化技術與信息化技術幾乎有無法分割的聯系，所以應分外注意網絡使用安全和數據安全，盡量減少外來設備在系統上的應用，對于應用的外來設備做好監督管理，所有的外來設備在使用之前都需要進行嚴格的排查，確定沒有任何風險隱患存在才能連接到系統中，并利用此設備進行相關操作。而對于工作站等重要環節，可以通過在接口處進行設置的方式，杜絕危險介質進入，從根本上堵塞危險隱患進入。另外在主站和工作站之間設置一定的隔離措施，從而有效避免工作站的危險源向主站擴大。

4.4 做好設備巡檢備份

日常設備檢查中仔細認真，對每個環節都認真對待，針對所有發現的問題，制定合理可行的防護措施，及時將優化過的技術應用到維修維護工作中，并做好設備本身質量的檢查，從設備本質上減少事故發生概率，減少設備自身存在的缺陷，例如系統的遠動裝置，采購的時候應嚴格遵守相關的標準進行，把好質量關口，嚴禁不合格產品投入使用，選擇有口碑、值得信賴的廠家進行購買，在選擇時查看廠品合格證、仔細檢查外觀情況，其次做好施工過程中的監控管理，減少由于施工錯誤帶來的安全故障，施工過程中杜絕采用不合格產品，發現問題立即進行上報，在竣工之后的驗收環節中，仔細認真，杜絕暗箱操作，保證每個環節都符合標準才可以正式運行。

4.5 加強開展電源測試

通常電力系統中的備用電源都是UPS系統，這在意外情況發生時也足以保證電網可以正常運行，因此應加強對其的性能檢測工作，定期做好維修養護工作，對蓄電池的各項技術參數進行實時監控，并保證可以發現問題時發出警報提示，督促維修人員進行排查并解決問題，除了蓄電池方面的檢查，開展電源測試的同時也要注意檢查線路連接情況，進而保證其中某一條線路出現故障，還有其他部分可以保證系統安全運行。

5 結束語

綜上所述，當前電力系統自動化技術應用已成為趨勢，但其在管理方面仍有問題存在，盡管已經采取了很多措施解決問題，但仍需要繼續努力，加強對于自動化技術的優化改進，進而保證電力供應始終保持安全穩定。