電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)的安全問題分析

國網(wǎng)甘肅省電力公司酒泉供電公司 楊 欣

隨著基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)的革新，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)也得到進一步優(yōu)化完善，但其中所衍生出的安全問題也需得到重視，在安全管理工作中，電力企業(yè)需要結(jié)合新思想、新思路優(yōu)化現(xiàn)有的安全管理措施，提高安全管控水平，且需要加大對電力系統(tǒng)各項設(shè)備的升級改造力度，結(jié)合全新的安全控制系統(tǒng)控制理念，提高設(shè)備安全運行的效率。

1 電力系統(tǒng)及其自動化安全問題分析

1.1 設(shè)備質(zhì)量不達標(biāo)

現(xiàn)階段，電力企業(yè)在電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)實際使用過程中，由于設(shè)備不達標(biāo)而引發(fā)的安全問題相對較為常見，而導(dǎo)致電力設(shè)備質(zhì)量不達標(biāo)的因素相對較多。

電力設(shè)備的種類、型號較多，設(shè)備在運行過程中也會出現(xiàn)相互干擾、相互干涉情況，如無法對電力設(shè)備的干擾現(xiàn)象進行嚴格管控會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障。部分技術(shù)人員在電力系統(tǒng)運維管控工作中對新技術(shù)、新設(shè)備使用還存在相應(yīng)欠缺，由于不具備熟練的操作技巧，從而使得電力系統(tǒng)無法正常穩(wěn)定地運行，給整個系統(tǒng)的運作帶來相應(yīng)的安全隱患；電力系統(tǒng)在運行過程中涉及較多設(shè)備，設(shè)備間需相互協(xié)調(diào)才能穩(wěn)定高效地運作，但由于采購設(shè)備期間過于追求性價比而忽視了電力系統(tǒng)對設(shè)備的性能需求，導(dǎo)致電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)的實際應(yīng)用還受到設(shè)備質(zhì)量問題的制約。

圖1 電力系統(tǒng)的構(gòu)成

1.2 操作安全問題

我國電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)中存在的安全問題較為特殊，具體來說，由于相關(guān)技術(shù)可實現(xiàn)設(shè)備自動化、高效化、智能化地運作，在此期間需借助遠程操控指令來實現(xiàn)對設(shè)備遠程監(jiān)督管理，如在系統(tǒng)運行過程中操作者可結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)及計算機技術(shù)，結(jié)合計算機系統(tǒng)對設(shè)備進行遠程操作管理，但在遠程操控管理過程中，若出現(xiàn)操作失誤也可能導(dǎo)致各種各樣的風(fēng)險事故發(fā)生。如，在操作管理過程中，由于對斷路器的位置設(shè)置不合理或在接線管理過程中接線不到位，也會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)相應(yīng)的遠程操作故障，出現(xiàn)設(shè)備拒動或誤動的現(xiàn)象；在遠程操作管理過程中也會結(jié)合通訊系統(tǒng)的使用，當(dāng)電力系統(tǒng)遭受到黑客攻擊時會導(dǎo)致遠端操作出現(xiàn)異常，從而引發(fā)相應(yīng)的安全問題。

此外，在操作管理方面也會存在一系列的網(wǎng)絡(luò)信息安全問題，如出現(xiàn)數(shù)據(jù)資料丟失。由于整個運維系統(tǒng)構(gòu)建不完善，安全管理機制未得到高效設(shè)置，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的運行還存在一系列的安全隱患問題。

1.3 設(shè)計過程中存在問題

我國電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)發(fā)展起步的時間相對較晚，在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域普遍落后于發(fā)達國家，同時在電力系統(tǒng)自動化設(shè)計管控過程中，由于相關(guān)工程人員缺少實踐經(jīng)驗，導(dǎo)致電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)的使用還存在相應(yīng)的缺陷和不足。

比如在自動化技術(shù)體系中，首先需要實現(xiàn)的是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置，但是我國在標(biāo)準(zhǔn)工程領(lǐng)域還未制定相應(yīng)的參考體系，部分設(shè)備缺乏標(biāo)準(zhǔn)接口，以至于各個設(shè)備之間很難實現(xiàn)穩(wěn)定高效地連接，無法做到信息共享。

其次，現(xiàn)階段的自動化技術(shù)需要在尖端設(shè)計理念以及設(shè)計構(gòu)造的支撐下才能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，由于我國部分電力系統(tǒng)設(shè)計人員專業(yè)素養(yǎng)相對較低，在實際設(shè)計環(huán)節(jié)還存在各種各樣的缺陷和不足，導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法發(fā)揮出應(yīng)有的作用，并且隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)的用電需求也在進一步的增加，給電力系統(tǒng)的運行安全、運行標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。

此外，在對電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)進行實踐應(yīng)用的過程中，工程師以及技術(shù)人員也缺少投入相應(yīng)的智能化技術(shù)，無法實現(xiàn)對各項設(shè)備信息高效率地使用，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)智能化水平不高，無法對其中存在的非結(jié)構(gòu)化以及半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行識別分析。

1.4 電力系統(tǒng)管控制度不完善

我國電力系統(tǒng)在自動化領(lǐng)域發(fā)展起步的時間相對較晚，在系統(tǒng)自動化管理方面還缺少行之有效的規(guī)章管理制度，同時我國電力企業(yè)以及部分運維人員也存在單方面參考國際先進管理條例的現(xiàn)象，未參照我國實際國情來對當(dāng)前自動化技術(shù)管理體制、管理制度進行優(yōu)化、完善，未對其實施本土化改造，以至于現(xiàn)階段我國電力系統(tǒng)自動化控制缺少行之有效的制度體系。

比如，在權(quán)責(zé)分配方面還缺少相應(yīng)的管理機制，若電力系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障，各機構(gòu)部門便會對相關(guān)責(zé)任相互推諉，并且在設(shè)備運維管理方面，由于相關(guān)作業(yè)人員缺少良好的管理意識，以至于設(shè)備安全問題時有發(fā)生。在對電力系統(tǒng)管理制度進行修訂完善的方面，電力企業(yè)除了未制定建立健全的責(zé)任機制，也未制定高效率的獎罰機制，導(dǎo)致相關(guān)工作人員在系統(tǒng)運維、系統(tǒng)管理工作中不具備較高的積極性和主動性。

2 電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)安全問題解決對策分析

2.1 完善電源和自動化技術(shù)的設(shè)計

在電力系統(tǒng)自動化設(shè)計層面，相關(guān)作業(yè)人員還缺少相應(yīng)的工作經(jīng)驗，當(dāng)前電力企業(yè)需要加大對人員的教育培訓(xùn)力度，使其能夠參照電力系統(tǒng)運行條件，完善系統(tǒng)設(shè)置，比如在電源和自動化技術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，工程人員可結(jié)合分布式組織設(shè)計方式，實現(xiàn)對設(shè)備數(shù)據(jù)信號進行定向化管控，對其中的警報器、控制器所發(fā)出的信息進行分布處理、管控，保持每個單元獨立自主地運行，在某種程度上消除設(shè)備在運行過程中相互干擾、相互干涉且相互依賴的問題。

其次，設(shè)計師還需要簡化能源控制系統(tǒng)，以此來提高能源控制系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，比如設(shè)計師可簡化二次布線，可結(jié)合高質(zhì)量、多功能的繼電器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器設(shè)備，實現(xiàn)對電源精細化控制，同時工程人員也可簡化開關(guān)裝置，優(yōu)化開關(guān)裝置中的布線結(jié)構(gòu)，采取多線設(shè)計程序、設(shè)計思路來管控電源和自動化技術(shù)的設(shè)計方式。工程師以及技術(shù)人員還需要引入更多標(biāo)準(zhǔn)化工程，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化接口，確保各設(shè)備、各系統(tǒng)能夠有效對接，減少整個系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高管控效率。

2.2 提高安全控制水平

要想保證電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)的應(yīng)用更加安全、高效，電力企業(yè)需要完善機構(gòu)安全管控系統(tǒng)，只有制定成熟完善的安全管理體系才能夠避免系統(tǒng)在運行期間出現(xiàn)相應(yīng)的故障，為電網(wǎng)及其自動化技術(shù)的使用提供相應(yīng)的保障。

首先工程人員需要對現(xiàn)有的安全監(jiān)控系統(tǒng)進行升級、更新、完善，確保安全控制系統(tǒng)的運作機理具備時代前沿性，比如在自動化控制系統(tǒng)中，工程人員需要及時借助安全控制系統(tǒng)檢測發(fā)電機，如果按照傳統(tǒng)檢測方法，工程人員需要對變壓器箱進行相應(yīng)的氣體測試，之后再通過一系列的測定來判斷設(shè)備是否存在相應(yīng)的故障，此類方法不具備較高的準(zhǔn)確性，同時還會浪費大量的時間，然而通過更新自動控制系統(tǒng)不僅可以提高檢測工作的精確度，并且還能夠減少檢測時間，通過設(shè)置在發(fā)電機內(nèi)部各項傳感器實現(xiàn)對發(fā)電機更加安全高效地監(jiān)督管理，引入安全監(jiān)控系統(tǒng)，確保對設(shè)備關(guān)鍵部位的監(jiān)督管理工作能夠更加高效穩(wěn)定地進行，幫助相關(guān)運維人員更加高效地開展安全管理工作，保障電力系統(tǒng)運行安全。此外，也可保障相關(guān)設(shè)備體系在出現(xiàn)運行故障時能夠快速恢復(fù)供電，縮短運維人員排查故障的時間。

在此過程中，電力企業(yè)需要結(jié)合智能化分析，構(gòu)建相應(yīng)的設(shè)備運行模型，借助智能系統(tǒng)，依托模糊分析、專家分析對各類數(shù)據(jù)信息進行及時評估、考量，以此來預(yù)測整個電力系統(tǒng)潛在的運行風(fēng)險，并且指導(dǎo)相關(guān)運維人員對潛在的故障風(fēng)險進行提前管控，以此來減少設(shè)備非計劃停機的時間。

總體來說，要想進一步提高安全管控水平，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)更加高效的管控，企業(yè)需要制定科學(xué)合理的安全保障體系，對設(shè)備以及系統(tǒng)在運行期間所存在的故障隱患問題進行有效識別，借助精細化的安全保障措施，綜合評估整個系統(tǒng)的運行風(fēng)險，以此才能夠提高系統(tǒng)的運行效率。

2.3 完善安全管理規(guī)范

要想將自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中進行更加高效安全地使用，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)參照現(xiàn)階段整個電網(wǎng)體系、電力系統(tǒng)的實際運行情況，制定出一套建立健全的安全管理機制，明確電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)安全管理標(biāo)準(zhǔn)，明確相應(yīng)的管理規(guī)范、管理要求，確保相關(guān)運維人員在工作期間能夠參照相關(guān)規(guī)范來開展運維管理，比如電力企業(yè)需要制定出一套成熟完善的責(zé)任管理制度，借助該制度對運維人員在工作期間不正當(dāng)?shù)男袨檫M行約束管理，使其在電力運維管理過程中具備相應(yīng)的主體責(zé)任，實現(xiàn)對設(shè)備定期、定點的維護保養(yǎng)，提高安全管理水平；其次，電力企業(yè)也需要制定一系列的操作指南、操作規(guī)范，加強安全巡檢，確保相關(guān)設(shè)備時刻處于高效穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

2.4 加快對電子設(shè)備的升級改造

在電力系統(tǒng)自動化運作中，電力企業(yè)結(jié)合了大量微機產(chǎn)品的使用，微機產(chǎn)品具備微型化、智能化的特征，但電力系統(tǒng)具備較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，且在長時間的電磁干擾環(huán)境下，相應(yīng)的微機系統(tǒng)、微機產(chǎn)品也會遭受到破壞，從而使得自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行遭受到破壞，比如出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤、數(shù)據(jù)丟失的情況。電力企業(yè)在對電力系統(tǒng)及自動化技術(shù)安全管理控制的過程中，需結(jié)合精益化、精細化的管控措施、管控策略，提高設(shè)備安全管理水平，并且引入標(biāo)準(zhǔn)化工程對自動化系統(tǒng)中的各項設(shè)備實施標(biāo)準(zhǔn)化改造，確保設(shè)備之間能夠兼容運作，提高設(shè)備運行的安全水平。

此外，隨著基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展革新，在電力系統(tǒng)自動化運行過程中，結(jié)合紅外技術(shù)、視頻技術(shù)以及圖像處理技術(shù)的使用相對較為常見，整個電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度進一步提高，在安全管理工作中，工程人員以及運維人員對圖像分析和理解的要求也在進一步提高，因此電力企業(yè)可結(jié)合電子技術(shù)來對圖像以及各類數(shù)據(jù)信息進行自動化處理，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)以及模糊技術(shù)，實現(xiàn)對整個自動化系統(tǒng)智能評估以及智能管控，提高運維管理效率。工程師以及相關(guān)設(shè)計人員在管控自動化系統(tǒng)運行環(huán)境的過程中，也可結(jié)合嵌入式高性能的微機處理裝備，提高電力系統(tǒng)的自動化運行水平，以此來提高設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性，減少傳統(tǒng)機械設(shè)備在運行期間出現(xiàn)故障的概率[1]。

2.5 優(yōu)化現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

現(xiàn)場總線技術(shù)是當(dāng)前電力系統(tǒng)自動化運行過程中不可缺少的關(guān)鍵元素，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對各項設(shè)備更加高效地連接管控，使得各設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)正常交流通信，相關(guān)技術(shù)結(jié)合微機技術(shù)將各個控制儀表、控制單元進行有效連接，以此來構(gòu)建起一個完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，打造出一個全分布、開放的網(wǎng)絡(luò)體系，實現(xiàn)各項設(shè)備智能化、自動化連接，從而確保圖形數(shù)據(jù)信息的顯示、計算、控制具備自動化的特征。

現(xiàn)階段大部分電力系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的使用相對較為常見，能夠提高整個系統(tǒng)運行的安全水平，結(jié)合完整的控制鏈、控制網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)對設(shè)備精益化、精細化的管理管控，提高設(shè)備運行的安全水平（圖2）。

圖2 現(xiàn)場總線控制

3 結(jié)語

總體來說，在當(dāng)今電力系統(tǒng)安全管理工作中，電力企業(yè)需要采取行之有效的管理措施，對設(shè)備、系統(tǒng)以及管理制度、管理條例進行升級、優(yōu)化、改造，以此提高系統(tǒng)智能化、自動化運行的效率。