淺談電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控應(yīng)用

1、淺談電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控應(yīng)用    摘 要：隨著我國(guó)科技的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行水平不斷提高，利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)輔助管理已經(jīng)成為提高工作效率、降低消耗、安全生產(chǎn)的有力手段。 關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；建立；應(yīng)用；預(yù)期目標(biāo) 中圖分類號(hào)：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 0 引言 由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)被稱之為電力系統(tǒng)（PowerSystem）。其功能主要是：通過發(fā)電動(dòng)力裝置將自然界的一次能源轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)過輸電、變電和配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過一系列設(shè)備再轉(zhuǎn)換成光、熱或者動(dòng)力等不同形式

2、的能量，服務(wù)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量?jī)?chǔ)存，故其生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)都在同一時(shí)間內(nèi)完成，并在同一地域內(nèi)有機(jī)地組成一個(gè)整體，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過程進(jìn)行調(diào)節(jié)、測(cè)量、保護(hù)、控制、調(diào)度和通信，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。這就意味著建立結(jié)構(gòu)合理的大型電力系統(tǒng)必須要有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)作為保障，還要注重便于電能生產(chǎn)與消費(fèi)的集中管理、統(tǒng)一調(diào)

3、度和分配，減少總裝機(jī)容量，節(jié)省動(dòng)力設(shè)施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)日益增長(zhǎng)的用電需要。 1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的建立 目前我國(guó)現(xiàn)階段由于創(chuàng)新技術(shù)使其他工業(yè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大變化，但電力系統(tǒng)的大部分依然保持著數(shù)十年來的運(yùn)作模式。缺乏資金，以及四十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的資產(chǎn)使用壽命使系統(tǒng)效率日益低下，不穩(wěn)定性逐漸上升。此外，氣候的變化、燃料成本的飛升、過時(shí)的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，以及全新的發(fā)電技術(shù)，改變了所有相關(guān)人士的觀念。特別是以下這些變化，需要一個(gè)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)來管理日趨復(fù)雜的電網(wǎng)。這就意味著將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和信息通信技術(shù)集成到電力基礎(chǔ)設(shè)施上，使電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“

4、智能化”。就是將整個(gè)電力系統(tǒng)作為一個(gè)集成框架加以管理，主動(dòng)地檢測(cè)和響應(yīng)各個(gè)地區(qū)和設(shè)備的電力需求、供應(yīng)、成本、質(zhì)量和溫室氣體排放量的變化。同樣，更為出色的信息也使消費(fèi)者能夠自主管理能源使用，滿足多元化的需求。 2 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成的智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用 由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成的智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用對(duì)于電力系統(tǒng)來說，由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成的智能電網(wǎng)則主要包含三個(gè)層面的內(nèi)容：先是利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，然后把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集、整合，最后通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析、挖掘，達(dá)到對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理。 2.1 由于

5、電力系統(tǒng)測(cè)控終端一般都安裝野外環(huán)境中，地點(diǎn)偏遠(yuǎn)，無人值守，設(shè)備必須能夠在特殊的環(huán)境下長(zhǎng)期、穩(wěn)定工作。通過分組無線服務(wù)技術(shù)的無功功率補(bǔ)償控制系統(tǒng)，根據(jù)用戶的實(shí)際需求特別研制。控制系統(tǒng)主要由電源模塊、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)接口、無功補(bǔ)償控制及數(shù)據(jù)傳輸五大部分組成。只要有一部可以接入電腦作為服務(wù)器就能實(shí)現(xiàn)對(duì)分布各地的無功補(bǔ)償控制器進(jìn)行監(jiān)控，也能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，具有技術(shù)原理先進(jìn)、測(cè)量精度高、功能完善、組網(wǎng)靈活、可靠性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、成本低等優(yōu)勢(shì)。另外，系統(tǒng)具有自動(dòng)撥號(hào)、斷線重?fù)芄δ?。在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不穩(wěn)定時(shí)，具有自動(dòng)恢復(fù)通訊能力，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作，無需人為干預(yù)。在電源抗干擾及散熱等方面也有特殊設(shè)計(jì)

6、，使得終端設(shè)備能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境。 2.2 智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向互動(dòng)的智能傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度；利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，遇到電力供應(yīng)的高峰期之時(shí)，能夠在不同區(qū)域間進(jìn)行及時(shí)調(diào)度，平衡電力供應(yīng)缺口，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化管理；將新型可替代能源接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分布式能源管理；智能電網(wǎng)可以作為互聯(lián)網(wǎng)路由器，推動(dòng)電力部門以其終端用戶為基礎(chǔ)，進(jìn)行通信、運(yùn)行寬帶業(yè)務(wù)或傳播電視信號(hào)。 2.3 智能電網(wǎng)還可以全面有效地對(duì)電力傳輸?shù)恼麄€(gè)系統(tǒng)，從電廠、大壩、變電站、高壓輸電線路直至用戶終端進(jìn)行智能化處理。包括對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)

7、故障處理，確定電網(wǎng)整體的健康水平，觸發(fā)可能導(dǎo)致電網(wǎng)故障發(fā)展的早期預(yù)警，確定是否需要立即進(jìn)行檢查或采取相應(yīng)的措施，分析電網(wǎng)系統(tǒng)的故障、電壓降低、電能質(zhì)量差、過載和其他不希望的系統(tǒng)狀態(tài)，基于這些分析，采取適當(dāng)?shù)目刂菩袆?dòng)。 3 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)期目標(biāo) 3.1 一個(gè)由出色技術(shù)支持的電力系統(tǒng)將更加高效，不僅能夠減少溫室氣體排放，還能提高電力可靠性。具體來說，智能電網(wǎng)能夠通過自動(dòng)關(guān)閉家庭、辦公室和工廠中的指定設(shè)備，減少電力使用高峰電量；可以提供能耗的即時(shí)反饋，減少浪費(fèi)；還能鼓勵(lì)廠商生產(chǎn)“智能”設(shè)備，減少能源使用；同時(shí)，也能夠隔離電網(wǎng)中的干擾因素，檢測(cè)并防止電力燈火管制。如果采取正確的措施來快速隔離問

8、題，代價(jià)高昂的斷電現(xiàn)象即可避免。公用事業(yè)公司正在安裝傳感器以接近實(shí)時(shí)地（秒到毫秒級(jí)延遲）監(jiān)控電網(wǎng)，盡早地發(fā)現(xiàn)故障。這些監(jiān)控系統(tǒng)將從起始的輸電網(wǎng)擴(kuò)展至配電網(wǎng)。通過持續(xù)監(jiān)控電力消耗和主動(dòng)管理設(shè)備耗能方式，需求方管理能夠有效地減少家庭、辦公室和工廠的電力消耗。管理的內(nèi)容包括需求響應(yīng)計(jì)劃、智能電表和可變電價(jià)、配備智能設(shè)備的智能樓宇，以及能源儀表板。這些創(chuàng)新組合在一起，使公用事業(yè)公司和消費(fèi)者能夠更有效地管理和響應(yīng)電力需求的變化。 3.2 電表作為電力系統(tǒng)的一個(gè)終端，目前只能實(shí)現(xiàn)單方面的交流，也就是只能達(dá)到自動(dòng)讀取的功能，而不是雙方互動(dòng)的交流；而智能電表的應(yīng)用則可以使用戶和電力系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。比如，電力

9、供應(yīng)機(jī)構(gòu)可以精確地了解用戶的用電規(guī)律，可以在電力供應(yīng)高峰期或需求大于供給時(shí)，適當(dāng)提高電價(jià)；而用戶此時(shí)可以把家里的替代能源設(shè)備打開，或者把熨衣服、燒熱水這些可調(diào)時(shí)間的家務(wù)挪到用電低谷的時(shí)候做，因?yàn)橛秒姷凸鹊碾妰r(jià)可能要便宜很多。 3.3 智能電網(wǎng)的意義并不僅僅局限于優(yōu)化電力系統(tǒng)的管理。能源緊缺的壓力以及各國(guó)政府對(duì)環(huán)境的日益重視，使得以太陽(yáng)能、風(fēng)能和生物質(zhì)能為代表的清潔、高效的可再生能源有著廣闊的發(fā)展前景。而是利用清潔能源發(fā)電、輸電，需要原有的電網(wǎng)更加智能化，使得能源從生產(chǎn)、傳送到最后使用的過程受到集中監(jiān)控和管理。 結(jié)語： 由此可見，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)為電力系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行提供了巨大的保障，這樣就使高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，進(jìn)而推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時(shí)代的新紀(jì)元?？傊?，電力系統(tǒng)的規(guī)模性、技術(shù)性、安全性和持續(xù)性已成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 參考文獻(xiàn)： 1 洪衛(wèi)國(guó).縣級(jí)供電公司無人值班變電站備用數(shù)據(jù)通道搭建探討J.電力系統(tǒng)通信，2006，8. 2胡敏強(qiáng)，鄭建勇，吳在軍.一種新型的變電站通信控制器設(shè)計(jì)J.電力系統(tǒng)