電力系統(tǒng)及其自動化技術的安全控制策略

謝次賢

（湖南省郴州建設集團有限公司，湖南 郴州 423000）

0 引 言

當前社會發(fā)展進程不斷加快，人們對于電力需求逐漸增大，電力企業(yè)面臨著更多的挑戰(zhàn)。因此，必須要加大電力系統(tǒng)自動化建設力度，以實現(xiàn)電力資源的最大化利用。但電力系統(tǒng)在實際運行過程中，仍然會暴露一些問題，影響了電力供應的質量。如何更好地控制電力系統(tǒng)成為了電力系統(tǒng)運行過程中的一項重要任務。許多相關控制技術已經(jīng)應用到電力系統(tǒng)實際運行中，如專家控制系統(tǒng)、綜合智能控制系統(tǒng)等，發(fā)揮出了極大的作用。

綜合智能控制系統(tǒng)是利用現(xiàn)代化智能管理手段將計算機技術、硬件技術、軟件技術、通信技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)分析技術以及電力故障診斷和排查技術等多重技術相結合的電力自動化控制系統(tǒng)，其響應迅速、靈敏度高、兼容性好、數(shù)據(jù)處理迅速且異常診斷排查能力較強，再加上其自診斷能力，穩(wěn)定性和可靠性都比較強，所以成為了目前電力系統(tǒng)自動化控制改造中的重點發(fā)展方向。綜合智能控制系統(tǒng)能夠合理調節(jié)電網(wǎng)內部各個區(qū)域的配電情況，在確?；拘枨笄疤嵯潞侠砝秒娏Y源達到最優(yōu)化，達到區(qū)域供電較為均衡。

1 電力系統(tǒng)及其自動化技術

1.1 內涵分析

電力系統(tǒng)自動控制技術的中心任務就是通過智能連接將強電網(wǎng)、弱電網(wǎng)連接在一起，實現(xiàn)對整個電網(wǎng)的高效控制。自動化電力技術的研究是電力產(chǎn)業(yè)的重大突破，推動了我國的現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展。在工業(yè)電力系統(tǒng)的控制中，通常會有多種自動化的電氣技術。

（1）遠程視頻監(jiān)視技術。該技術需要以多臺電腦的互聯(lián)互通為基本工作依據(jù)，實現(xiàn)對同一網(wǎng)絡中各類裝置的遠程監(jiān)視。遠程網(wǎng)絡監(jiān)視系統(tǒng)除了可以避開空間和距離的限制，還可以極大提高系統(tǒng)的靈活程度，保證系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，而且可以達到高效地節(jié)省費用的目的。

（2）分散式遙測技術。它將以實現(xiàn)整體監(jiān)測為核心，在多個分散的服務平臺上進行即時連接，方便了業(yè)務運行和管理。中央分散式控制由于其本身的特點，對數(shù)據(jù)中心的處理效率有很大的影響，同時也增加了系統(tǒng)的開銷。

（3）現(xiàn)場總線的監(jiān)測。該系統(tǒng)在工業(yè)上已經(jīng)得到了推廣，并要求用戶按照不同的行業(yè)特點來設計和開發(fā)出適合于實際的產(chǎn)品。

1.2 工作流程

電力系統(tǒng)自動控制技術采用計算機控制多個設備和系統(tǒng)，結合國內的實際需要，建立相應的控制網(wǎng)絡，使之達到智能傳輸?shù)哪康?。自動網(wǎng)絡技術能迅速地將監(jiān)測電腦資料與周圍各種安全監(jiān)測軟硬件進行互聯(lián)，從而促進實時監(jiān)測技術的發(fā)展。該聯(lián)網(wǎng)流程既可以實時地進行信息錄入，又可以實時監(jiān)控，達到了資源的共享[1]。

2 電力系統(tǒng)及其自動化技術安全控制中存在的問題

2.1 人為操作失誤

在電力系統(tǒng)中發(fā)生人為操作失誤故障將會嚴重影響電力自動化系統(tǒng)的正常運行，如斷路器位置發(fā)生遙控錯誤、接線人員因一些客觀原因在狹小空間出現(xiàn)接線失誤現(xiàn)象、接線斷路器安裝失誤等。

2.2 切入控制

隨著計算機技術的飛速發(fā)展，有些不法分子為了獲取不正當利益，通過利用計算機侵入到電力系統(tǒng)及自動化控制系統(tǒng)中，將會對電力系統(tǒng)的安全性造成嚴重威脅，同時也對電力自動化系統(tǒng)的服務質量造成了不利影響，帶來諸多安全隱患。

2.3 人為惡意控制

盡管與切入控制較為類似，也會影響電力自動化系統(tǒng)的正常運行，但人為惡意控制并不是技術層面上的，它僅僅是通過簡單的物理手段來破壞電力自動化正常工作，從而影響供電質量。所以在日常工作中，電力自動化系統(tǒng)的工作人員必須具備一定的專業(yè)技術水平以及較高的安全意識才能確保電力自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運作[2]。

2.4 環(huán)境因素

電力控制設備長期處于潮濕或極端溫度的環(huán)境中，會導致無法準確收集所監(jiān)測設備的信息；小動物等外部破壞導致信息的誤報、遺漏；操作管理不當導致操縱錯誤。由于這些原因，導致設備故障率增高，嚴重影響企業(yè)正常生產(chǎn)，也會降低設備使用壽命及安全性。因此，強化設備運行管理是消除這類問題的關鍵所在。

2.5 遙信發(fā)生誤報

遙信系統(tǒng)發(fā)射信號，主要是靠電力自動化系統(tǒng)場地內開關及刀閘輔助觸點和信號繼電器觸點，由于它們長時間接觸空氣，表面極易產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，使觸點接觸不良，導致遙信信號報錯，從而影響電力系統(tǒng)及自動化的正常運行[3]。除此之外，使用頻率高，會導致輔助觸點間隙大，無法使觸點準確的接位。所以，為了提高遙信信號的準確性，必須要對其進行定期維護[4]。

遙信信號主要由采集裝置供電。早期電力自動化系統(tǒng)多提供24 V直流電壓，由于遙信采集回路工作于弱電壓環(huán)境中，極易受電磁干擾，使遙信信號報錯，從而影響電力系統(tǒng)自動化正常工作。

由于遠程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU）電源紋波系數(shù)大，再加上電壓不穩(wěn)，交流電干擾了運動通道，通道中出現(xiàn)誤碼，從而使遙信采集信號發(fā)生錯誤變動[5]。

在實際應用中，由于受技術制約，主站端計算機系統(tǒng)及RTU處理軟件極易出錯，對此將給遙信信號帶來更嚴重影響，從而導致遙信信號報錯。

3 提高電力系統(tǒng)及其自動化技術的安全控制策略

3.1 優(yōu)化設計

針對我國電力系統(tǒng)及其自動化技術安全管控工作而言，不斷提升優(yōu)化設計方案至關重要。要從多個方面來完善和優(yōu)化設計方案，真正實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化安全穩(wěn)定運行的目標，主要包括電力生產(chǎn)與輸送、電力生產(chǎn)與分配、電力生產(chǎn)與消費、電力生產(chǎn)與使用。除此之外，還要推進設備自動化綜合設計水平的提高，要求積極借鑒世界上發(fā)達國家在此階段的設計經(jīng)驗，并結合我國當前科技發(fā)展實際，在一定程度上加以完善，再投入到運用中去，從而不斷提高自身設計水平。

3.2 提高二次防護水平

電力系統(tǒng)自動化技術在運用的過程中出現(xiàn)了諸多薄弱環(huán)節(jié)，要加強對該部分的監(jiān)管，應事先制定出相應的對策。如自動化技術和信息化技術之間有著不可割裂的關系，因此要格外關注網(wǎng)絡使用安全以及數(shù)據(jù)安全問題，最大限度地減少外來設備對系統(tǒng)的影響。對所用的外來設備要做好監(jiān)督管理工作，經(jīng)過嚴格檢查確認不存在風險隱患才能夠接入系統(tǒng)。工作站的接口處也要加強管理，防止危險介質進入系統(tǒng)內部造成隱患。同時對工作人員加強培訓工作，提升他們的專業(yè)技能，提高自身綜合素質，以更好地保證電網(wǎng)運行安全性和可靠性，確保用電質量。主站與工作站間設置一些隔離措施，能夠有效避免工作站危險源延伸至主站[6]。

3.3 做好設備巡檢備份

每日在進行設備檢查時都要認真、仔細才能避免安全事故發(fā)生，及時發(fā)現(xiàn)隱患并處理，防止事故擴大，確保設備完好率，降低事故風險，保障人員生命安全，促進生產(chǎn)穩(wěn)定有序發(fā)展。認真對待各個環(huán)節(jié)，鑒于所查明的全部問題制訂合理、切實可行的防護措施，將優(yōu)化后的技術應用于維修維護中，同時要做好對設備自身的質量檢查，從根本上降低設備出現(xiàn)事故的概率，降低設備本身的不足，如系統(tǒng)的遠動裝置，購置時要嚴格按照相關標準執(zhí)行，把住質量關，禁止不合格產(chǎn)品投入生產(chǎn)，挑選時要檢查產(chǎn)品合格證，仔細觀察外觀。此外，要做好施工期的監(jiān)控和管理工作，降低因施工失誤而導致安全故障的發(fā)生率，杜絕使用不合格產(chǎn)品，一旦出現(xiàn)問題要馬上報告，完成驗收后認真審查，確保每一環(huán)節(jié)都符合標準后才可正式運行。

3.4 采取線路編號方式

遙控系統(tǒng)主要是通過對遙控信號點和主站端之間的線路數(shù)字進行處理與分析，從而判斷出各個信號點對應的斷路器編號以及相應的遙控水平，這也是導致設備出現(xiàn)錯誤操作的主要原因[7]。因此工作人員可以采用線路編號的方式，對信號點進行編號，控制斷路器編號，提升遙控水平。這種方法不僅能夠使信息更加直觀，而且還能有效避免錯誤動作。簡單來說，線路編號方式就是統(tǒng)一管理斷路器，以達到安全掌控遙控的目的。

3.5 提高遙信取樣電壓

為了促使電力系統(tǒng)抗干擾能力增強，工作人員將早期普遍使用的RTU電源電壓由24 V提高至220 V，該值比二次回路中180 V要大，從而有效達到抵御外界因素影響，增強了遙信信號精度的目的。就維護數(shù)據(jù)統(tǒng)計而言，采用這種方法，遙信信號誤報次數(shù)大大減少。

3.6 開展電源測試

一般電力系統(tǒng)備用電源均為不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS），即使出現(xiàn)意外情況也足以確保電網(wǎng)能夠正常運轉，所以要加強性能檢測，做好日常性維修養(yǎng)護，實時監(jiān)測蓄電池各種技術參數(shù)，并且確保能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，及時報警提示，促使維修人員及時排查和解決存在的問題。除蓄電池層面的檢測外，在進行電源檢測的時候還需要重視線路連接的檢測，及時發(fā)現(xiàn)存在故障的線路并進行維護處理，保證系統(tǒng)的安全運轉[8]。

3.7 提高工作人員的專業(yè)技術水平

我國電力設備的安裝和施工中所涉及的各種工作都具有相當?shù)奶厥庑?，因此對專業(yè)施工和電力工作人員的業(yè)務水平提出了更加具體和全面的要求。相關技術人員要緊跟時代潮流，不斷豐富和更新自己的知識與技能，提高自己的專業(yè)素質，樹立“終身學習”的全新職業(yè)理念，以保證自己的技術和能力在最短的時間內得到補充及更新。開展多個項目的溝通與交流，如技術交流、技術培訓等，以提高職工對電氣傳動等技術的認識，并通過實踐使其能夠熟練地運用所學到的各項技術知識，為以后公司的供電系統(tǒng)高效運行奠定基礎。

3.8 完善監(jiān)管機制

建立相匹配的安全監(jiān)管體系和責任機制，進行適時的外部激勵和制約，以保證電力系統(tǒng)安全運行[9]。因此，應不斷強化企業(yè)技術品質的監(jiān)測與控制，根據(jù)行業(yè)情況對工作開展進行科學的預測和分析，對行業(yè)今后的發(fā)展方向做出預測。

（1）對企業(yè)各部門的工作進行全面梳理，使電力企業(yè)對各個部門工作進行細致的定義。各部門在各自的工作領域中構建出一種具有高度適應能力的工作體系[10]。

（2）及時對各部門所應該擁有的運營模式和業(yè)績考核體系進行了系統(tǒng)的整理與完善。例如，在對企業(yè)各類設備、硬件、物料等設施進行高效的清洗、維護等特殊檢查和管理時，公司董事會需要依據(jù)公司各部門設備的質量需求，盡快制定出配套細則以及各項工作具體實施意見和操作細則。企業(yè)要投入適當維護、管理人員，強化維修與巡視的監(jiān)督，以促進對各個裝置、設施、物料進行持續(xù)、高效的控制。此外，企業(yè)在完善有關制度和規(guī)則的同時，還需要不斷進行有效的監(jiān)督，保證各項工作順利開展，以防止實施該環(huán)節(jié)的制度規(guī)范變得模糊和空泛。

4 結 論

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升和科技水平的不斷進步，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會的需求。為了提高電網(wǎng)運行效率與安全性，需要對其進行全面優(yōu)化升級改造，實現(xiàn)智能化管理。電力系統(tǒng)自動化技術的安全控制成為了電力系統(tǒng)自動化控制改造中的重點發(fā)展方向。