張明雪

摘 要：本文主要討論與分析了電網(wǎng)電力中的自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)。本文首先介紹了電力自動(dòng)化的發(fā)展目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上分析與研究了目前所應(yīng)用的多種電力自動(dòng)化技術(shù)，并對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行了歸納與總結(jié)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)電力；自動(dòng)化；技術(shù)

隨著社會(huì)與工業(yè)的飛速發(fā)展，電力已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)生活的最主要能源，為滿足用戶日益增長(zhǎng)的電能需求，電力系統(tǒng)中必須使用先進(jìn)的、自動(dòng)化程度高的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控與管理升級(jí)或完善，及時(shí)收集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)這些信息采取相應(yīng)的處理操作，以確保電網(wǎng)長(zhǎng)期維持在健康穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的供電效率。上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)均需要相關(guān)的電力自動(dòng)化技術(shù)作為支持。

1 電網(wǎng)電力自動(dòng)化控制與運(yùn)行目標(biāo)

提升電網(wǎng)電力自動(dòng)化水平不僅可以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性，還能夠通過(guò)相關(guān)設(shè)備或技術(shù)對(duì)電網(wǎng)電力供應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的運(yùn)行信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，供監(jiān)控與管理人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與故障排除，降低運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)損失?？偨Y(jié)來(lái)看，對(duì)電網(wǎng)電力進(jìn)行自動(dòng)化改造或升級(jí)主要目標(biāo)分為以下四點(diǎn)：（1）對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的有效數(shù)據(jù)和有價(jià)值數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集、分析與處理；（2）對(duì)電網(wǎng)中的裝置設(shè)備或部件進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)供電力系統(tǒng)或相關(guān)人員執(zhí)行或制定必要的處理方案，及時(shí)修復(fù)運(yùn)行故障；（3）對(duì)電力系統(tǒng)中所使用的裝置與程序等進(jìn)行協(xié)調(diào)管控，確保各設(shè)備和各功能處于正常、穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，保證整個(gè)電網(wǎng)的安全；（4）對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行自動(dòng)化、智能化管理，減少和降低人力資源投入和人力成本，提升工作效率，增強(qiáng)電網(wǎng)電力運(yùn)行的可靠性。

2 電網(wǎng)電力相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電力自動(dòng)化，通常會(huì)采用以下幾方面技術(shù)：補(bǔ)償技術(shù)、調(diào)度技術(shù)以及諸如數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)等電網(wǎng)提升技術(shù)等。

2.1 電網(wǎng)電力低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

對(duì)電網(wǎng)中的點(diǎn)成進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償可以提升能源利用率，降低電能的浪費(fèi)。目前針對(duì)電網(wǎng)的低壓無(wú)功補(bǔ)償主要是借助三項(xiàng)電容器實(shí)現(xiàn)的。該補(bǔ)償技術(shù)在三相負(fù)荷平衡時(shí)可對(duì)大負(fù)載用戶實(shí)現(xiàn)較好的補(bǔ)償效果，但是該技術(shù)也存在補(bǔ)償不足或過(guò)補(bǔ)償?shù)瓤赡?，因而必要時(shí)需要采用物理的手段或方法來(lái)調(diào)整電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)功率以及電網(wǎng)中的無(wú)功電流來(lái)增強(qiáng)電網(wǎng)的負(fù)荷平衡性。綜合電力需求以及電網(wǎng)特性來(lái)看，無(wú)功補(bǔ)償必然是未來(lái)電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向，該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要自動(dòng)控制技術(shù)、智能技術(shù)以及相關(guān)的電力電子技術(shù)的支持。

2.2 電網(wǎng)電力自動(dòng)化調(diào)度技術(shù)

電網(wǎng)電力自動(dòng)化的核心是調(diào)度自動(dòng)化。為實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化必須采用相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備搭建自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)，如中心控制系統(tǒng)、中心工作服務(wù)站、顯示設(shè)備、數(shù)據(jù)與功能服務(wù)器、配套的調(diào)控中心與變電站等。通過(guò)自動(dòng)化調(diào)度技術(shù)可以非常方便的對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、對(duì)電力生產(chǎn)與傳輸進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)度，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷與系統(tǒng)負(fù)載等進(jìn)行估計(jì)與控制，確保電力系統(tǒng)各項(xiàng)工作的順利、智能開(kāi)展與進(jìn)行。實(shí)際應(yīng)用中，不同地區(qū)或服務(wù)區(qū)域所使用的自動(dòng)化調(diào)度相關(guān)設(shè)備不盡相同，調(diào)控要求較低的地區(qū)可以使用普通的計(jì)算機(jī)與服務(wù)器進(jìn)行調(diào)度中心搭建，調(diào)控要求較高的地區(qū)可以使用性能較高的計(jì)算機(jī)與服務(wù)器進(jìn)行調(diào)度中心搭建。

2.3 電網(wǎng)電力自動(dòng)化提升相關(guān)技術(shù)

為進(jìn)一步提升電網(wǎng)運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化程度，除上述兩種技術(shù)外還需要使用到現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)以及光通信等技術(shù)。

其中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以將電網(wǎng)中的所有設(shè)備與裝置按照使用需求進(jìn)行并網(wǎng)連接，形成一個(gè)功能完善的通信網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)等可以及時(shí)的將電網(wǎng)運(yùn)行中的電壓、電流、電阻等數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控主機(jī)中供監(jiān)控人員或監(jiān)控平臺(tái)分析與處理。利用該技術(shù)可以分散數(shù)據(jù)處理內(nèi)容，降低遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)工作負(fù)荷，調(diào)整各設(shè)備處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控相關(guān)功能。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)可以將電網(wǎng)運(yùn)行中收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)與分析，同時(shí)制定相應(yīng)的觸發(fā)動(dòng)作或觸發(fā)程序，按照分析后結(jié)果執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作，使得整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行與監(jiān)控長(zhǎng)期處于自動(dòng)化狀態(tài)。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)與結(jié)果不僅具有較高的準(zhǔn)確率，還具有較大的利用價(jià)值，可滿足用戶更多更苛刻的用電需求。

光互連技術(shù)可以確保電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置與自動(dòng)控制功能的運(yùn)行。該技術(shù)相較于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)而言，受電容性負(fù)載影響更小，可提升的工作效率更高。除此之外，還能夠更加方便靈活的進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置和提供更好的系統(tǒng)抗干擾能力，因而可以有效保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 電網(wǎng)電力自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前電力企業(yè)部門眾多，信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)平臺(tái)相互獨(dú)立，各自為陣，各系統(tǒng)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享，所以在未來(lái)的電力自動(dòng)化發(fā)展中需要將電力企業(yè)各部門的職能進(jìn)行整合，將配電管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、各種管理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等，根據(jù)各部門的職責(zé)權(quán)限、對(duì)信息實(shí)時(shí)性安全性等要求，劃分層次和分配不同的使用權(quán)限，使其形成信息共享、按需分配、安全可靠的大集中系統(tǒng)。

綜合來(lái)看，應(yīng)用于電網(wǎng)電力中的自動(dòng)化技術(shù)必然會(huì)向以下幾個(gè)方向發(fā)展：首先是在發(fā)電、輸電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步向配電自動(dòng)化領(lǐng)域拓展，充分利用電子信息相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的全面自動(dòng)化；其次是向全方位的管控一體化方向發(fā)展，進(jìn)一步降低人力資源投入，增強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)多環(huán)節(jié)多范圍的管控功能集成與整合；再次是現(xiàn)代高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)化系統(tǒng)以數(shù)據(jù)作為支撐，為更好的滿足實(shí)時(shí)性需求，電網(wǎng)電力系統(tǒng)中必須使用先進(jìn)的無(wú)線通信、光通信技術(shù)等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

結(jié)束語(yǔ)

總之，電網(wǎng)電力自動(dòng)化是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，應(yīng)用多種先進(jìn)技術(shù)可進(jìn)一步規(guī)范與完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，提供更加全面和強(qiáng)大的自動(dòng)化管控與監(jiān)測(cè)功能。隨著多種自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代電網(wǎng)電力必將成為一個(gè)高度集成化、高度自動(dòng)化和高度智能化的能源網(wǎng)絡(luò)。

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