苗斌

摘要：隨著我國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也越來越多的應(yīng)用到電力行業(yè)中去。電力自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的依賴性越來越大，本文就什么是電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的現(xiàn)狀以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用展開論述，分析了我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀以及面臨的問題，對(duì)于提高我國(guó)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合有重要的借鑒意義，有利于我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）06-0000-00

進(jìn)入21世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛地出現(xiàn)在人們的生活中，改變了人們的生產(chǎn)和生活方式，促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化起到了重要的作用，做出了巨大的貢獻(xiàn)，可以說沒有計(jì)算機(jī)技術(shù)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化。我們應(yīng)該加強(qiáng)計(jì)算機(jī)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用程度，促進(jìn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展。

1 電力自動(dòng)化系統(tǒng)的基本情況

電力系統(tǒng)是我國(guó)電力事業(yè)的重要組成部分，電力系統(tǒng)分布范圍廣、地域遼闊，是一個(gè)由變電站、發(fā)電廠、輸電網(wǎng)絡(luò)以及電力用戶等組成的復(fù)雜龐大的電力體系，在社會(huì)的生產(chǎn)生活中發(fā)揮了巨大的作用。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化就是指通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行、檢測(cè)、控制和維護(hù)的過程，電力系統(tǒng)自動(dòng)化涉及的領(lǐng)域眾多，包括電力生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)淖詣?dòng)化、元件和設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化、生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度以及電力企業(yè)管理的自動(dòng)調(diào)整等內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化和數(shù)字化。電力自動(dòng)化系統(tǒng)的主要目標(biāo)就是提高供電的整體質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)的自動(dòng)安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，最重要的部分就是計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的運(yùn)用，目前來看，我國(guó)的計(jì)算機(jī)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中主要是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化和數(shù)字化，即利用計(jì)算機(jī)的傳感技術(shù)、自動(dòng)傳輸技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)以及各種控制技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用，涉及電力系統(tǒng)的方方面面。電力系統(tǒng)的電網(wǎng)進(jìn)行智能化管理，不僅大大提高了電網(wǎng)運(yùn)行的效率，而且電力的總系統(tǒng)可以對(duì)下面的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面實(shí)時(shí)的控制和監(jiān)督，提高了電力系統(tǒng)的工作效率。此外電力自動(dòng)化系統(tǒng)還可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施的檢測(cè)，能夠保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，即使 出現(xiàn)了故障，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以及時(shí)的感應(yīng)并且進(jìn)行自動(dòng)修護(hù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 電力自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，社會(huì)上的企業(yè)生產(chǎn)越來越多的利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能化、精確化、安全化的生產(chǎn)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化主要體現(xiàn)在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、變電站以及配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三個(gè)主要部分實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理。這幾個(gè)部分在電力系統(tǒng)中有重要的作用，自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力系統(tǒng)的發(fā)展有重要的積極作用。

2.1 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化指的就是電力系統(tǒng)信息的自動(dòng)化，包括信息的搜集、整理、處理和分析等內(nèi)容，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是電力自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，它滿足了使用者對(duì)電力信息的需要。它的工作原理是通過設(shè)置在各變電站和發(fā)電廠的遠(yuǎn)程終端來采集電力系統(tǒng)的運(yùn)行信息，通過電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至電力系統(tǒng)的主站系統(tǒng)，來滿足調(diào)度員和其他人員對(duì)信息的需要。我國(guó)的電力自動(dòng)化系統(tǒng)分級(jí)清楚，主要分為全國(guó)、大的地區(qū)、省、地區(qū)、縣這五級(jí)組成，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中是必不可少的，不僅要實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集和傳輸，還發(fā)揮了信息共享的作用。電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)不僅包括完備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，還包括工作站、服務(wù)器、打印設(shè)備、數(shù)據(jù)終端、大屏幕顯示器等設(shè)備。

2.2 變電站自動(dòng)化

實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的根本目的就是對(duì)變電站取代電話操作和人工監(jiān)視，提升變電站監(jiān)測(cè)的功能和水平，提高變電站的運(yùn)行效率和安全水平。變電站在電力系統(tǒng)中有重要的作用，變電站和輸配線路是聯(lián)系電力系統(tǒng)與客戶之間的橋梁，能夠?qū)崿F(xiàn)電力的及時(shí)傳輸和安全運(yùn)行。在變電站中實(shí)施計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠全面的監(jiān)控變電站的工作運(yùn)行情況，利用全微機(jī)裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電力裝置；利用計(jì)算機(jī)光纖過著光纜代替電力信號(hào)的傳統(tǒng)電纜，以此來實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的集成化和智能化。通過對(duì)傳統(tǒng)的變電系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠促進(jìn)變電站自動(dòng)化的實(shí)施，對(duì)變電站進(jìn)行全面、系統(tǒng)、有效的監(jiān)管。

2.3 配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化

配電網(wǎng)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于電力的順利傳輸發(fā)揮著重要的作用。配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)在電網(wǎng)改造中的運(yùn)用。電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得配電技術(shù)也要及時(shí)的提高和完善，才能適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展。配電系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展主要體現(xiàn)在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化有了很大的提高和進(jìn)步，配電主站、子站以及光纖終端共同構(gòu)成了配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)

智能電網(wǎng)的含義就是在傳統(tǒng)的物理電網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，把現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感測(cè)量技術(shù)、控制技術(shù)等與電力自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合產(chǎn)生的智能電網(wǎng)，也就是說二者在相互的結(jié)合過程中，實(shí)現(xiàn)了組合方式和使用效果的優(yōu)化，這種智能電網(wǎng)在無(wú)人監(jiān)管的情況下，可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的全面管理和控制。圖1是智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)：

智能電網(wǎng)技術(shù)能夠把發(fā)電、調(diào)度、輸變電和用戶等電力傳輸環(huán)節(jié)很好的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的智能傳輸和控制。智能電網(wǎng)的特點(diǎn)是兼容、協(xié)調(diào)、集成、優(yōu)質(zhì)，兼容的特點(diǎn)是智能電網(wǎng)可以適應(yīng)分布式發(fā)電站和微電網(wǎng)的接入，支持太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的正確接入，提高并且滿足用戶的多樣化用電需求，提高電力系統(tǒng)的管理水平。協(xié)調(diào)可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和系統(tǒng)的可靠性，對(duì)于引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)能夠優(yōu)化電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)通道傳輸速度；此外使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)和模型，還可以降低信息傳輸?shù)睦щy，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的集成和共享，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化。

3.2 光電式互感器

電力系統(tǒng)中光電式互感器的主要作用是能夠準(zhǔn)確分析輸電線路的電流、電壓情況，計(jì)算出電力系統(tǒng)的負(fù)荷情況。光電式傳感器可以計(jì)算出負(fù)荷情況之后，可以自動(dòng)的將輸電線路上的大電流和高壓輸電位置按照一定比例進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使其恢復(fù)到合理的范圍以內(nèi)。這樣即可以保證測(cè)量設(shè)備的安全運(yùn)行，也可以對(duì)輸電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高測(cè)量的精確度，最終達(dá)到減少線損、實(shí)現(xiàn)輸電的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

4 計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)主要是借助單片機(jī)系統(tǒng)依據(jù)預(yù)定操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控設(shè)備的智能保護(hù)，從而完成電力自動(dòng)化監(jiān)控功能。單片機(jī)上的電復(fù)位后，便開始運(yùn)行主程序，然后依次進(jìn)入識(shí)別命令、解釋命令、獲得完成該命令的子程序。此外，計(jì)算機(jī)還需要對(duì)外設(shè)和單片機(jī)進(jìn)行初始化，然后通過開放中斷系統(tǒng)將檢測(cè)的結(jié)果返回，該過程中如果未出現(xiàn)中斷，則需要繼續(xù)等待，直至出現(xiàn)中斷為止。此時(shí)可以根據(jù)命令來對(duì)子程序模塊進(jìn)行有選擇的調(diào)用，例如數(shù)據(jù)處理、Rs-485通訊、人機(jī)對(duì)話等模塊，他們可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。操作完成之后，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)返回到主程序繼續(xù)等待下一條指令，直到掉電或者關(guān)機(jī)。為了提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，需要在程序中設(shè)置白檢功能，這樣自身硬件出現(xiàn)問題將會(huì)停止程序運(yùn)行并報(bào)警。

4.1SPI串口初始化

SPI串口一般是與電能計(jì)量芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)?，SPI一般是由兩個(gè)移位寄存器和一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器構(gòu)成。通過對(duì)SPI串口進(jìn)行初始化，一般需要通過PORTB（端口數(shù)據(jù)寄存器）和DDRB（端口向數(shù)據(jù)方向寄存器）對(duì)MOSI、SCK#ISS、MISO等進(jìn)行設(shè)置。然后對(duì)SPI控制寄存器進(jìn)行設(shè)置，將I-SPI串口調(diào)至MSTR位，這樣代表為主機(jī)模式。然后還需要將CPHA和CPOL位設(shè)為o1，其表示放數(shù)據(jù)在上升沿，而取數(shù)據(jù)在下降沿，并且還確定了SPI時(shí)鐘速率。最后一步還需要將SPI狀態(tài)寄存器清空。

4.2外部存儲(chǔ)器接口初始化

為了避免誤操作，與單片機(jī)相連的其它芯片均需要對(duì)單片機(jī)的外部存儲(chǔ)器接口進(jìn)行訪問，同時(shí)還需要對(duì)其進(jìn)行初始化。ADO～AD7（地址總線兼有數(shù)據(jù)總線）、wR（寫使能信號(hào)）、A8～RD（讀鎖存信號(hào)）、A15（高位地址總線）、ALE（地址鎖存信號(hào)）等接口均與外設(shè)相連，例如外設(shè)片選信號(hào)一般選擇低電平，此時(shí)就需要將外設(shè)片設(shè)置為高電平輸出，從而有效的預(yù)防外部存儲(chǔ)器接口開啟過程中出現(xiàn)誤選外設(shè)的現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人類生存和生活方式的重大變革，是人類發(fā)展歷史上重大的生產(chǎn)技術(shù)變革。計(jì)算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用的范圍越來越廣泛，對(duì)電力自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮了重要的作用。電力自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展有利于我國(guó)電力實(shí)業(yè)的發(fā)展，能夠使電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的運(yùn)行和監(jiān)控，減少了人類的勞動(dòng)，促進(jìn)了電力生產(chǎn)效率的提高和發(fā)展。我們要進(jìn)一步研究計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高自動(dòng)化的水平，促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展。

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