1、电力系统及其自动化技术的应用探讨【摘要】随着社会经济技术的不断发展，人们对供电系统的技术要求越来越高，对电力系统的安全性也提出了新的要求，电力系统的自动化技术的广泛应用不仅提高了电力系统的安全性，也使得电力系统更加智能和高科技化。本文作者围绕着电力系统及其自动化技术的应用进行了探讨。 【关键词】电力系统；自动化技术；应用 中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号： 引言 现今，创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程，并确保过程运行的可靠及安全，为先进的维护策略打造了相应的基础。电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高，为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会
2、及电力工业的发展，电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术，包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等，大大提升了过程系统的效率和安全性能。 1 电力自动化的发展 我国是从 20 世纪 60 年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在 220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。然而，技术
3、的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。 2 电力系统自动化技术的基本要求 第一，针对电力系统运行中的各个局部系统以及电气元件的运行参数要能够迅速并且正确的进行收集和处理。第二，同时确保电力系统内各个局部系统和各层次以及各元件之间的协调运转，以此实现电力系统的经济性和安全性的最优化配置。第三，能够根据电力系统运行的状态，以及系统内各个局部系统和元件的运行状态，为系统的操作人员提供有效的控制和决
4、策，或者能够直接针对系统内个局部子系统以及元件进行调节和控制。第四，电力系统实现自动化要求能够在系统的运行过程中，减轻人为的劳动，节省人力和物理，同时减少电力系统发生安全事故的几率，延长设备的使用寿命，进而全面提高设备的运行能力，尤其是在发生局部系统故障的时候，能够确保整个系统正常的运行。减少大面积的停电等其他事故的发生。 3 几种电力系统自动化技术探讨 3.1 电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有，人们对电网的安全要求也越来越高，现场总线控制技术作为一门新兴
5、的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 3.2 无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线，因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系，并实现信息共享。此外，无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步，正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题，并由此在电力流程工业领域及资产管理领域，开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技，但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数
6、据容量(带宽)、抗 RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性，还有成本，都因无线技术网络的不同而不同。因此，很多用户都倾向于“依据具体的应用场合，来选定合适的无线技术” 。控制用的无线技术主要有 GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自组织网络等，其中尤以 Wi-Fi 和 WIMAX 应用增长速度最快，这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 3.3
7、信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点，大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统；相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先，目前电力调度自动化的各种系统，如 SCADA、AGC 以及 EMS 等已建成，省电力调度机构全部建立了 SCADA 系统，电网的三级调度 100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说，早在 20 世纪 70 年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力，从国产 121 机到 176
8、 机，再到 176 双机，华北电力调度局全用过，到 1978 年已经基本实现了电网调度自动化。 3.4 安全技术 电力是社会的命脉之一，当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的，因此电力系统最重要的是运行的安全性，但这个问题在全世界均未得到很好解决，电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重，我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求，电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施，我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 3.5 传动技术 实现变频调速的装置称为变频器
9、。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一，在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言，在未来三十年，变频器，尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显，变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内，以 ABB 为首的电力自动化技术领导厂商，ABB 建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自 1998 年成立以来，公司多次参与国家重点电力建设项目，凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品，包括：PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好
10、的应用。 3.6 人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备，随着科学技术的不断发展，搜企网，单片机技术的日趋完善，电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求，直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备，直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用，同时提供给高压开关及断路器的操作电源，因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行，直流电源屏的发展已经经历了很长的时间，从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等，至目前直流电源屏已很成熟。 直流电源屏整流充电部分仍然采用
11、目前国际最流行的软开关技术，将工频交流经过多级变换，最后形成稳定的直流输出，直流电源屏系统控制的核心部件是 V80 系列可编程控制器 PLC，它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理，最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 4 电力系统综合自动化未来的发展方向 对于我国电力系统综合自动化的技术而言，其发展方向就是对 DMS 系统进行全面的建立，通过 DMS 系统，可以提高电气的综合管理水平，以适应现代化电力系统技术发展的需要；使电气设备保护方面的控制得到一定的优化，消除大面积的停电故障，提高供电系统的可靠性；电量、电压以及功率等各种类型的运行参数，
12、对电力平衡、精确计量、负荷监控等多种功能有着相关影响；改变了现行的变电值班模式以及运行操作，实现了真正意义上的无人值守的变电站的管理模式，真正达到了精兵简政的目的。 数据共享作为变电站自动化的一个主要特点，将监控和保护功能集成在同一装置里，是实现数据共享的主要途径之一。对于 SCADA 而言，其所需的多项数据与继电保护所进行处理的数据是相同的，所以将分布式类型的变电站 SCADA 集成到相关的微机保护中，使监控和保护对一个硬件平台进行共用，那么就可以实现非常明显的经济性。 结束语 当前，电力系统的综合自动化已经进入以计算机技术和监控技术开发为主要标志内的阶段，但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始较晚的国家来说，在追赶先进技术的同时，还必须要注重对传统技术和设备的改进。只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。 参考文献 1. 廖海彬.董晓龙.对电力系统自动化技术的探讨J.科技与生活2010(14) 2. 顾恒涛.浅析电力系统自动化技术的实际应用J.中国科技纵横2011(7) 3. 石树平.马运荣.论变电站自动化技术发展现状及要求J.继电器2000,28(10) 4. 胡君君.电力系统及其自动化技术的应用探讨J.机电信息2011(12)
