供電企業(yè)輸配電及用電工程自動(dòng)化運(yùn)行論述試分析輸配電及用電工程的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

陳碧軒 寇林森

摘 要：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是變電站的核心系統(tǒng)，自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與先進(jìn)性對(duì)變電站及電網(wǎng)的影響深遠(yuǎn)，先進(jìn)穩(wěn)定的自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以保證電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效率，而且能保證廣大用電戶利益?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)電能供應(yīng)的“安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)”等各項(xiàng)指標(biāo)的要求越來越高，相應(yīng)地，電力系統(tǒng)也不斷地向自動(dòng)化提出更高的要求。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)不斷地由低到高、由局部到整體發(fā)展，本文對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用

1電力系統(tǒng)自動(dòng)控制的基本要求

1.1迅速而正確地收集、檢測(cè)和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。

1.2根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全要求，為運(yùn)行人員提供調(diào)節(jié)和控制的決策，或者直接對(duì)各元件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

1.3實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調(diào)，尋求電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供電、經(jīng)濟(jì)性和安全性的多目標(biāo)的最優(yōu)運(yùn)行方式。

1.4電力系統(tǒng)自動(dòng)控制不僅能節(jié)省人力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還能減少電力系統(tǒng)事故，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，全面改善和提高運(yùn)行性能，特別是在發(fā)生事故情況下，能避免連鎖性的事故發(fā)展和大面積停電。

2 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)處理能力

2.1.1數(shù)據(jù)共享能力。伴隨著電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)方面的發(fā)展，系統(tǒng)模型通常集中在對(duì)相關(guān)地理空間屬性方面的描述上，但是在實(shí)際的相關(guān)應(yīng)用中，電力系統(tǒng)方面的控制對(duì)象通常具有比較復(fù)雜的電力的處理結(jié)構(gòu)。所以建立電力系統(tǒng)所特有的空間屬性的模型是非常有必要的。而且這種針對(duì)語義層次上的一些數(shù)據(jù)分享，其最基本的要求是需要供求雙方對(duì)相同的數(shù)據(jù)具有一樣的認(rèn)識(shí)，只有基于這樣的抽象認(rèn)知才能保證這點(diǎn)，因此在數(shù)據(jù)共享過程中需要具備一種電力系統(tǒng)方面的基本模型，將其作為不同的部門之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享基礎(chǔ)。對(duì)于這種基礎(chǔ)而言，主要包括 2 個(gè)方面：1）地理實(shí)體的幾何屬性方面的標(biāo)準(zhǔn)定義與表達(dá)。其包含了電力系統(tǒng)服務(wù)能夠覆蓋的空間區(qū)域方面的幾何屬性。2）物理屬性數(shù)據(jù)方面的標(biāo)準(zhǔn)定義以及表達(dá)。對(duì)于相關(guān)的電力系統(tǒng)來說，其不僅包含了物理結(jié)構(gòu)，而且還包含各種組成部件、整體方面的物理性能和運(yùn)行規(guī)范方面的信息共享以及動(dòng)態(tài)、多維的應(yīng)用分析等。

2.1.2數(shù)據(jù)整合能力。電力系統(tǒng)的發(fā)展和形成是由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)結(jié)果。比如：在用電高峰，提高變電站的電壓，加大輸出功率;在用電低谷，降低變電站的功率。這樣既可滿足用戶的需求，也可極大地減少損耗，降低成本。而且無論系統(tǒng)方面的實(shí)現(xiàn)是基于專業(yè)的電力系統(tǒng)的自動(dòng)化的相關(guān)平臺(tái)上，還是建立在相關(guān)通用技術(shù)的平臺(tái)上，它作為多層次、跨領(lǐng)域的科學(xué)決策以及高效運(yùn)營(yíng)方面的要求，都需要進(jìn)行更加規(guī)范相關(guān)信息共享和動(dòng)態(tài)、多維的應(yīng)用分析。所以只有將傳統(tǒng)信息的孤島打破，進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的整合，對(duì)數(shù)據(jù)方面的整合能力進(jìn)行加強(qiáng)，才能進(jìn)行無縫連接，才能把空間計(jì)算引入主流的計(jì)算之中，同時(shí)多角度地展示數(shù)據(jù)之間那些潛在的關(guān)聯(lián)，這也是未來電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展方面的必然趨勢(shì)。對(duì)數(shù)據(jù)的整合能力進(jìn)行提高，能夠滿足現(xiàn)在的電力企業(yè)已經(jīng)存在的和未來復(fù)雜多樣性的應(yīng)用。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合的方式主要有以下幾種：

1）加強(qiáng)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和信息化。加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)方面的可操作性，讓用戶對(duì)擁有圖標(biāo)的相關(guān)用戶界面進(jìn)行支持，使得面向?qū)ο蟮哪切?shù)據(jù)模型可以和電力系統(tǒng)的相關(guān)客觀對(duì)象進(jìn)行對(duì)應(yīng)，這些做法將會(huì)極大提高可操作性和可讀性。由于電力系統(tǒng)方面的自動(dòng)化運(yùn)行作為一個(gè)實(shí)時(shí)性要求比較高的過程，通過對(duì)系統(tǒng)代碼進(jìn)行調(diào)整，具體來說就是對(duì)自己所需要的那些數(shù)據(jù)類型以及操作方法進(jìn)行定義，從而增強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的可擴(kuò)充性以及開發(fā)性。

2）加強(qiáng)電力企業(yè)方面的功能性。對(duì)于電力企業(yè)而言，要求電力系統(tǒng)的平臺(tái)對(duì)分布的應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行有效供給。每一個(gè)地方可以由自己維護(hù)和管理所管轄區(qū)域里的數(shù)據(jù)，同時(shí)，不同級(jí)別的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)之間也可以構(gòu)成那種分布式類型的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)用和共享其他一些地方的數(shù)據(jù)，在所賦予的權(quán)限范圍內(nèi)，以分散數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)的安全性和實(shí)時(shí)性加以保證。

3）更加完善的數(shù)據(jù)庫(kù)。通過運(yùn)用各種數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，它的數(shù)據(jù)備份機(jī)制、安全機(jī)制等方面都是其他的文件管理方式所不能比擬的。

2.2 安全穩(wěn)定能力

電力應(yīng)用是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的支柱，它也是一個(gè)實(shí)時(shí)性運(yùn)行的相關(guān)系統(tǒng)，同時(shí)，其安全穩(wěn)定性也是首要考慮的問題。

2.2.1自動(dòng)化安全監(jiān)視能力。由于人無法做到 24 h 專注，因此自動(dòng)化監(jiān)視能力就顯得尤為重要。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)視能力不同于其他系統(tǒng)，因?yàn)槠渌到y(tǒng)只需要反映并記錄客觀現(xiàn)象、客觀數(shù)據(jù)即可;但電力系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)視系統(tǒng)不僅要反映客觀事實(shí)，還要對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)提出警報(bào)。例如：某發(fā)電機(jī)組在用電低谷時(shí)反而溫度較高，發(fā)電功率異常增大，這就需要監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警告，以提示風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2自動(dòng)化安全保障能力。電力系統(tǒng)具有對(duì)于不同類型以及規(guī)模的數(shù)據(jù)與使用對(duì)象都不能有崩潰的相關(guān)特征，應(yīng)具備靈活的相關(guān)恢復(fù)機(jī)制，因此對(duì)安全保障極其有用。其保障能力的應(yīng)用具體包括：

1）保障電力系統(tǒng)的日程運(yùn)行。這主要指，通過系統(tǒng)的設(shè)定可以使自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)有一定調(diào)節(jié)能力。這樣就可極大地減少工作人員的工作量和風(fēng)險(xiǎn)。

2）保障電力數(shù)據(jù)的及時(shí)存儲(chǔ)和恢復(fù)。日常記錄的數(shù)據(jù)對(duì)于制定發(fā)電站的預(yù)算、節(jié)約成本、進(jìn)行系統(tǒng)更新、安全指標(biāo)的修訂均具有重要意義。因此自動(dòng)化對(duì)于數(shù)據(jù)的及時(shí)記錄功能非常重要。

3）保障從業(yè)人員的安全。由于自動(dòng)化系統(tǒng)具有監(jiān)控功能，所以當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，特別是出現(xiàn)安全隱患危及生命時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)可采取相應(yīng)措施降低風(fēng)險(xiǎn)。比如當(dāng)工作間內(nèi)的溫度超過35 ℃時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)可以打開通風(fēng)設(shè)備，降低溫度;當(dāng)發(fā)電機(jī)過熱時(shí)，它可以降低發(fā)電機(jī)組的功率，防止爆炸;當(dāng)系統(tǒng)感應(yīng)到明火時(shí)，啟動(dòng)雨淋系統(tǒng)，及時(shí)將火撲滅等等。在安全生產(chǎn)的同時(shí)，保障生產(chǎn)者安全，也是自動(dòng)化系統(tǒng)的職責(zé)之一。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的展望

就目前我國(guó)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的技術(shù)發(fā)展歷程而言，建立全面的DMS 系統(tǒng)是我們首要的發(fā)展方向，通過 DMS 系統(tǒng)，可以提高電氣的綜合管理水平，以適應(yīng)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的需要;使電氣設(shè)備保護(hù)方面的控制得到一定的優(yōu)化，消除大面積的停電故障，提高供電系統(tǒng)的可靠性;建立電氣事故的快速處理機(jī)制，使故障停電時(shí)間能夠減少到最短，對(duì)生產(chǎn)裝置方面的影響也可得到大大的降低;對(duì)于管理人員而言，企業(yè)可以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況和電流進(jìn)行及時(shí)的掌握。電量、電壓以及功率等各種類型的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)電力平衡、精確計(jì)量、負(fù)荷監(jiān)控等多種功能有著相關(guān)影響;改變了現(xiàn)行的變電值班模式以及運(yùn)行操作，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無人值守的變電站的管理模式，達(dá)到了可大幅度減員以及增效的目的。數(shù)據(jù)共享作為變電站自動(dòng)化的一個(gè)主要特點(diǎn)，將監(jiān)控和保護(hù)功能集成在同一裝置里，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主要途徑之一。對(duì)于SCADA 而言，其所需的多項(xiàng)數(shù)據(jù)與繼電保護(hù)所進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)是相同的，所以將分布式類型的變電站 SCADA 集成到相關(guān)的微機(jī)保護(hù)中，使監(jiān)控和保護(hù)對(duì)一個(gè)硬件平臺(tái)進(jìn)行共用，那么就可以實(shí)現(xiàn)非常明顯的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，促進(jìn)了電力部門生產(chǎn)工作的平穩(wěn)、安全和高效率的開展。傳統(tǒng)的電力部門融入高科技技術(shù)，不僅能夠有效地提升生產(chǎn)力，而且還能夠解放大量人力勞動(dòng)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良性健康發(fā)展，符合新時(shí)代的發(fā)展理念。因此，目前要對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)與電力部門的融合發(fā)展，這是符合時(shí)代要求的舉措。

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