電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢及其新技術(shù)應(yīng)用探析

范三明

【摘 要】隨著我國社會科技水平的不斷提高，電力行業(yè)也呈現(xiàn)出蒸蒸日上的發(fā)展趨勢，但是同西方發(fā)達國家相比，還存在很大的差距。在我國電力行業(yè)取得成就的同時，電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的水平依然有待提高，嚴(yán)重阻礙了電力行業(yè)的發(fā)展進程。本文將著重圍繞我國電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢及其新技術(shù)的應(yīng)用，展開詳細(xì)的探討分析。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)自動化；發(fā)展趨勢；新技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號： TM76 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）08-0161-002

Development trend of power system automation and application of new technology

FAN San-ming

（Sichuan Nengyi Yibin Electric Power Engineering Construction Co.，Ltd.，Yibin 644000，China）

【Abstract】With the continuous improvement of the level of social science and technology in our country， the electric power industry has also shown a trend of development. However， compared with western developed countries， there is still a large gap. While Chinas power industry has achieved success， the level of automation of power systems still needs to be improved， which seriously hampers the development of the power industry. This article will focus on the development trend of Chinas power system automation and the application of new technologies， and conduct detailed analysis and analysis.

【Key words】Power system automation； Development trend； New technology application

0 前言

信息時代的到來，加速了電子信息產(chǎn)品的研發(fā)力度，以及互聯(lián)網(wǎng)的普及范圍，極大的改變了人們的生活、生產(chǎn)方式。為了保障社會秩序的正常運行，必須確保高質(zhì)量的電力服務(wù)。目前，我國電力覆蓋范圍以及電力保障能力得到了較好的提升，但是在電力系統(tǒng)的合理調(diào)控方面依然存在很大的進步空間。時代發(fā)展的趨勢表明，快速落實我國電力系統(tǒng)的自動化，不斷引入新技術(shù)，才能為我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)提供堅實的保障。

1 電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)自動化是以保證和提升電能質(zhì)量作為長遠的發(fā)展目標(biāo)，從而實現(xiàn)電能生產(chǎn)、傳輸以及管理的智能化控制。能夠在脫離人工控制的基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)電力從生產(chǎn)到用戶使用階段電能的自動控制、調(diào)節(jié)以及自動化管理。電力系統(tǒng)的自動化一直以來是我國電力系統(tǒng)發(fā)展的長遠目標(biāo)，更是新時代下時代發(fā)展的必然趨勢。

目前，隨著我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計算機技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化已經(jīng)取得了很好的進展。近年來，電力系統(tǒng)自動化體系建設(shè)成果豐碩，基本上已經(jīng)實現(xiàn)了發(fā)電控制的初級自動化，正在向更高的層次發(fā)展；電力調(diào)度的自動化也取得了很好的成績，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）具有在線潮流監(jiān)視的功能。在各地區(qū)電路支路的連接處的會形成一個聯(lián)絡(luò)線族，遍布各地的聯(lián)絡(luò)線族的潮流總和共同組成了電網(wǎng)斷面潮流。在線潮流監(jiān)控的實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的收集以及分析，帶來了極大的便利性。通過對單支路線路以及斷面的監(jiān)控，極大的促進了電壓和系統(tǒng)暫態(tài)的穩(wěn)定性，避免了電路事故的發(fā)生，有效的確保了電網(wǎng)的安全。（2）故障模擬的綜合程序。電力系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)多點故障或者不同位點的同時故障，對其進行排查是一項十分困難的工作。故障模擬的綜合程序是將電子測控技術(shù)、人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，同電力系統(tǒng)的實際需要組合在一起的產(chǎn)物。能夠?qū)崿F(xiàn)模塊的自動檢測以及故障檢修，極大的提升了電力系統(tǒng)故障檢測。（3）SCADA系統(tǒng)的廣大應(yīng)用[2]。SCADA系統(tǒng)是在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)之上，形成的DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)，目前在電力自動化系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟。SCADA系統(tǒng)是遠動系統(tǒng)的重要組成部分，在充分發(fā)揮計算機技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)各部分工作的現(xiàn)場監(jiān)控和操控，主要表現(xiàn)在自動測量，設(shè)備的控制，數(shù)據(jù)的采集，以及參數(shù)調(diào)節(jié)的自動化。實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的智能化，有效的替代了人力，是時代發(fā)展的一大進步。（4）DTS的應(yīng)用。DTS的應(yīng)用，建立起了調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，對提升調(diào)度員的實踐應(yīng)用效率以及綜合素質(zhì)方面，發(fā)揮了巨大的作用。最后是配電自動化的實現(xiàn)，但是整體能力還有待提升。配電自動化是一項綜合性很強的技術(shù)，能夠有效的減輕電力企業(yè)工作人員的工作力度，降低電力系統(tǒng)的浪費，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

綜上所述，我們對電力系統(tǒng)自動化的現(xiàn)狀以及發(fā)展方向都有了基本的概念。顯而易見，電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展對提升我國整體的電力水平方面，發(fā)揮著巨大的作用。下面我們就電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢以及新技術(shù)的應(yīng)用進行詳細(xì)的探討。

2 電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢

在信息科技的驅(qū)動之下，電力系統(tǒng)自動化正朝著圖片化、遠程化、以及分布化的趨勢發(fā)展。與此同時，伴隨著電力系統(tǒng)自動化的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)正在實現(xiàn)著從人工到智能化的轉(zhuǎn)變，處理事故的能力以及自身保障能力，都得到了很好的提升?？v觀經(jīng)濟全球化的發(fā)展趨勢，電力自動化系統(tǒng)必將朝著智能化電網(wǎng)全面覆蓋的方向發(fā)展。目前，國內(nèi)外電力自動化系統(tǒng)當(dāng)中，不乏智能化的因素。但是就智能電網(wǎng)的理念來看，如今的電力自動化系統(tǒng)還有很長的路要走。那么電力自動化系統(tǒng)發(fā)展到何種程度，才能稱之為智能電網(wǎng)呢？

智能電網(wǎng)是建立的基礎(chǔ)是融合了集成、高速、雙向的通信網(wǎng)絡(luò)。目的是實現(xiàn)電網(wǎng)嗯經(jīng)濟、綠色、高效、安全。具有集成性、兼容性、自愈性、安全性等多方面的特征。其性能的實現(xiàn)主要是通過利用高新的設(shè)備，精準(zhǔn)的傳感和測量技術(shù)，先進的控制方法，以及精密的決策支持系統(tǒng)。在給顧客提供高質(zhì)量的電能同時，支持各種發(fā)電形式的接入，從而啟動電力市場以及電力資金的高效運行[3]。能夠?qū)⑽覀兊纳钯|(zhì)量，提升到更高的層面，有效的解決電力系統(tǒng)現(xiàn)存的問題。下面我們來具體討論一下，電力系統(tǒng)自動化的未來發(fā)展趨勢：

2.1 電力系統(tǒng)自動化的圖片化發(fā)展趨勢

信息時代的到來，電力系統(tǒng)自動化裝置的性能正在向著數(shù)字化、快速化以及靈活化的方向發(fā)展，給電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展注入了圖片化的發(fā)展趨勢。新時代下，數(shù)字化、靈活性是各方面發(fā)展最主要的標(biāo)志。隨著生產(chǎn)生活對電力的依賴性越來越高，也對電力裝置的性能提出了更高的要求。電力系統(tǒng)作為一個龐大的系統(tǒng)，通過計算機技術(shù)等各項高新技術(shù)的綜合，利用現(xiàn)代化的控制平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的圖形化展示，達到優(yōu)化信息傳遞流程的目的。相比于傳統(tǒng)的信息傳遞以及處理方式，電力系統(tǒng)的自動化不僅能夠縮短信息傳遞的時間，節(jié)約大量的人力物力；還可以在操作方式更加靈活多變的前提下，保障數(shù)據(jù)精確度，將數(shù)據(jù)更直觀的呈現(xiàn)在研究者面前。能夠讓工作人員對電力系統(tǒng)的工作以及運行情況一清二楚，既可以做到工作故障的及時監(jiān)控，還可以為電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的優(yōu)化生級儲備足夠的信息數(shù)據(jù)[4]。

2.2 電力系統(tǒng)自動化的遠程化發(fā)展趨勢

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，所配套的硬件設(shè)施落后，無法支持遠程控制或者是遠程控制的能力有限，導(dǎo)致工作人員的管理范圍被限制在了一個很小的圈子之內(nèi)。不僅嚴(yán)重阻礙了電力系統(tǒng)工作效率的提升，還浪費了大量的人力資源，不利于電力企業(yè)的長遠發(fā)展。就目前社會的發(fā)展趨勢來看，我國正處在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，各行各業(yè)都在面臨經(jīng)濟波動的影響，因此加強電力企業(yè)各領(lǐng)域的遠程化操作是時代發(fā)展的潮流。

電力系統(tǒng)自動化研究人員，將會充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不斷進行電子信息技術(shù)的創(chuàng)新。創(chuàng)設(shè)出更加智能的控制平臺以及能夠運動的終端設(shè)備，逐步優(yōu)化電力自動化系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，加強每個環(huán)節(jié)的智能化控制。實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個原件或者區(qū)域的控制向更加系統(tǒng)化的方向發(fā)展，同時促進電力自動化系統(tǒng)監(jiān)測由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展。能夠更好的進行電力系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)督和控制，在故障發(fā)生的同時采取快速有效的解決措施，將故障帶來的損傷降低到最小化。由此我們可以看出，電力自動化系統(tǒng)的遠程化發(fā)展，是時代發(fā)展的必然選擇。因此，遠程化發(fā)展將是未來電力自動化系統(tǒng)發(fā)展的主要內(nèi)容[9]。

2.3 電力自動化系統(tǒng)的分布化發(fā)展趨勢

電力自動化系統(tǒng)的分布化發(fā)展趨勢是針對用戶的需求產(chǎn)生的，能夠在滿足顧客需求的基礎(chǔ)之上，優(yōu)化電力系統(tǒng)，實現(xiàn)我國電力自動化系統(tǒng)科學(xué)、健康、快速的發(fā)展。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的追求越來越高，電力系統(tǒng)的分布化發(fā)展趨勢主要是為了解決電力供應(yīng)故障時，給人們帶來的不便。當(dāng)前，電力自動化系統(tǒng)的分布化發(fā)展通常是通過在用戶周圍建立適當(dāng)?shù)陌l(fā)電設(shè)備，即備用的自動化發(fā)電電源。當(dāng)電力自動化系統(tǒng)因為一些無法規(guī)避的因素，造成電力的供應(yīng)故障時，這些備用設(shè)備就會接到信息替代原有的電力運輸，保障電力的正常供應(yīng)。并且著力提升發(fā)電設(shè)備的性能，確保供電的質(zhì)量，確保不會對用戶的正常生產(chǎn)生活造成影響。

但是不同于傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備，分布化發(fā)展趨勢下的發(fā)電設(shè)備遵循的是綠色環(huán)保的節(jié)能理念，例如太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等。因為，由于人類發(fā)展過程中對大自然的過度索取，當(dāng)前能源危機已經(jīng)危及到了整個世界，加強可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的貫徹落實是關(guān)系到我國實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的大事。因此，我國電力自動化系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)該注重綠色能源的開發(fā)利用，深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。與此同時，電力自動化系統(tǒng)還需要依托新技術(shù)的支撐，不斷提高供電的質(zhì)量，保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，電力自動化系統(tǒng)的分布化發(fā)展趨勢，不僅滿足現(xiàn)代的節(jié)能環(huán)保理念，也是未來電力自動化系統(tǒng)發(fā)展的主要內(nèi)容之一[5]。

3 電力自動化系統(tǒng)中的新技術(shù)探析

3.1 視覺技術(shù)

視覺技術(shù)是智能計算機技術(shù)的重要組成部分，主要是通過預(yù)設(shè)圖天同設(shè)備收集到的圖片之間的對比，來完成工作。視覺技術(shù)在電力自動化系統(tǒng)當(dāng)中的引用，能夠通過修改遙控系統(tǒng)，實現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)整體性能的作用。在簡化電力自動化系統(tǒng)的操作流程、保障操作的精確性的基礎(chǔ)之上，視覺技術(shù)還可以支持電力自動化系統(tǒng)的無人操控。

但是就目前我國智能計算機技術(shù)的發(fā)展水平有限，視覺技術(shù)作用于電力自動化系統(tǒng)的力度有待提升。相信隨著我國綜合國力的不斷提升，該方面的科研力度會進一步加大，盡快的提升我國電力自動化系統(tǒng)的視覺技術(shù)水平。

3.2 微機保護系統(tǒng)

微機保護系統(tǒng)是未來電力自動化系統(tǒng)的重要組成部分，因為微機保護技術(shù)能夠在提升電力系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)之上，優(yōu)化電力系統(tǒng)的保護能力。微機保護系統(tǒng)對通信的要求比較高，目前在我國還沒有得到有限的利用。與此同時，微機保護系統(tǒng)還能夠有效的應(yīng)對電力自動化系統(tǒng)中的突發(fā)狀況，采取及時有效的補救措施，最大化的減輕電力損失，尤其在電力自動化系統(tǒng)繼電保護環(huán)節(jié)中表現(xiàn)突出[6]。

3.3 GPS技術(shù)

GPS能夠有效的定位故障位置，而且成本低，運行效率高，可以滿足電力系統(tǒng)的自動化監(jiān)測的需求。目前在我國很多的發(fā)型電力企業(yè)已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，但是在中小型企業(yè)還沒有得到普及。同時，在現(xiàn)有GPS技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過增加電磁暫態(tài)故障記錄器，能夠?qū)ζ溥M行更好的優(yōu)化和升級，使得動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)得到進一步的提升，更好的為電力自動化系統(tǒng)服務(wù)。

3.4 FACTS技術(shù)

FACTS技術(shù)是柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)的簡稱，早在1986年就已經(jīng)提出來了，并且引起了世界各國的廣泛重視，可以說是電力系統(tǒng)自動化發(fā)展史上的巨大突破，具有里程碑的意義。FACTS技術(shù)作用于輸電系統(tǒng)的重要組成部位，通過具有單獨或者綜合功能的電力電子設(shè)備，對輸電系統(tǒng)的電壓、電抗、相位差等主要的參數(shù)進行控制和調(diào)整。從而確保電力系統(tǒng)的安全可靠性、具體可控性以及綠色環(huán)保性。極大的提升了電能的質(zhì)量，優(yōu)化了高壓輸電的效率[7]。

FACTS技術(shù)將是智能化電網(wǎng)發(fā)展過程當(dāng)中，必須使用并且不斷優(yōu)化的技術(shù)。因為，F(xiàn)ACTS技術(shù)能夠很好的彌補現(xiàn)存電力系統(tǒng)自動化網(wǎng)絡(luò)的大電網(wǎng)運行控制薄弱等方面的不足，同時也是新能源技術(shù)的重要組成部分之一。就智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)來看，需要在特高壓電網(wǎng)以及各種網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的整體基礎(chǔ)之上，實現(xiàn)新技術(shù)、新工藝、新材料的高度集成化，達到勘測數(shù)字化、設(shè)計模塊化、運行狀態(tài)化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、以及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化的最終目的。因此，必須要確保輸電線路的智能化，而大規(guī)模的采用FACTS技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)潮流控制的靈活性以及電路電壓和輸送功率的安全高效性。當(dāng)然，F(xiàn)ACTS技術(shù)也需要隨著時代的發(fā)展不斷的完善，才能更好的為電力系統(tǒng)自動化服務(wù)[8]。

4 電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的前景展望

我國正處在百年計劃實現(xiàn)的關(guān)鍵期，各方面的快速發(fā)展直接拉動了電力需求的猛增，同時也對電能質(zhì)量提出了更高的要求。就當(dāng)前世界經(jīng)濟發(fā)展形式來看，想要在世界民族之林屹立不倒，必須建立起強有力的電力系統(tǒng)。而電力自動化系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢，為我國電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了方向。隨著我國綜合國力的不斷提升，政府以及企業(yè)對電力系統(tǒng)自動化的科研力度不斷增大，并且同世界各國的交流也日益密切，能夠及時有效的獲取電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的最新資源。并且做到了對新資源進行有效的改良，同我國電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的實際情況入手，融合更多新興的、有價值的技術(shù)，更好的為我國電力自動化系統(tǒng)的發(fā)展服務(wù)。相信在各方面的共同努力之下，在不遠的未來，我國電力自動化系統(tǒng)的建設(shè)將取得舉世矚目的成就。

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