淺談電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理趨勢(shì)

淺談電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理趨勢(shì)【摘要】電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理在電力企業(yè)的發(fā)展中有著不可忽視的作用。隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，自動(dòng)化管理技術(shù)的運(yùn)用更為廣泛，使得高度自動(dòng)化和智能化的電網(wǎng)成為電力行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。電力企業(yè)自動(dòng)化及管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、自動(dòng)化水平高、管理功能強(qiáng)之特點(diǎn)，能提高供電可靠性和電能質(zhì)量、改善對(duì)用戶的服務(wù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性和良好的社會(huì)綜合效益?！娟P(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動(dòng)化管理；趨勢(shì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化指對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理。電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù),網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量，保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。1電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的重要性電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的保障，隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，電力產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)逐漸向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理對(duì)于電力企業(yè)的管理效率和管理水平具有極大的促進(jìn)作用，因此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的發(fā)展對(duì)電力企業(yè)的生存和發(fā)展的影響是十分巨大的。2電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理面臨的問(wèn)題（1）呈現(xiàn)終端站點(diǎn)設(shè)備多，信息量大，數(shù)據(jù)多，管理困難且復(fù)雜。各種變電站，分段開(kāi)關(guān)，用戶的電能表等都是成千上萬(wàn)個(gè)，站點(diǎn)數(shù)量十分龐大。繁多的終端設(shè)備的信息給管理系統(tǒng)的組織以及對(duì)信息的處理帶來(lái)不便。（2）電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理系統(tǒng)中，繁多的終端設(shè)備并不在同一處，所以對(duì)相關(guān)設(shè)備的可靠性要求更高。例如，在輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備同配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備的管理并不一致，前者在通常情況下就能十分安全穩(wěn)定地運(yùn)行，而后者因只能安放在戶外，受許多自然和人為因素的影響，對(duì)設(shè)備的材質(zhì)等要求高，才能提高設(shè)備的可靠性。配電網(wǎng)需要經(jīng)常性的調(diào)整，給電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的終端設(shè)備帶來(lái)了更為頻繁的對(duì)遠(yuǎn)方進(jìn)行的控制。只有較高可靠性的終端設(shè)備才能滿足電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的要求。（3）在其管理系統(tǒng)中有多種多樣的通信方式，十分復(fù)雜。配電網(wǎng)通信系統(tǒng)在傳送數(shù)據(jù)和通話任務(wù)中需要有各種類型設(shè)備裝置，而且是分散的，其通信方式也是多樣的，這一多樣性也使得通信系統(tǒng)具有復(fù)雜性。而輸電系統(tǒng)要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)通信速率要求很高，不像配電網(wǎng)不需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（4）電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的安全問(wèn)題電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的安全問(wèn)題由內(nèi)部因素和外部因素所導(dǎo)致，內(nèi)部因素的影響主要是指系統(tǒng)本身在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障或問(wèn)題。如發(fā)電機(jī)、變壓器以及輸電線路等主要運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題；或者是控制系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)收到損壞而不能正常工作，或者是工作人員的操作失誤而引起的問(wèn)題，繼電器控制系統(tǒng)的故障就屬于這一類；另外用于自動(dòng)化管理的計(jì)算機(jī)本身也會(huì)出現(xiàn)故障，一旦出現(xiàn)故障也會(huì)影響到電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)，帶來(lái)安全與穩(wěn)定的一系列問(wèn)題；或者通信系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，是終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息得不到即使有效的傳送，管理系統(tǒng)不能進(jìn)行事實(shí)有效的自動(dòng)化控制，導(dǎo)致安全問(wèn)題產(chǎn)生。外部因素的影響可以分為自然因素與人為因素，自然因素主要是指地震、滑坡、較大的雨雪天氣等因素的影響，而人為因素則是指電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的操作人員工作上不認(rèn)真對(duì)待，操作失誤，或者控制系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)的安裝存在問(wèn)題，又或者是人為故意破壞等。3電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的趨勢(shì)3.1配電網(wǎng)系統(tǒng)中的SCADA功能SCADA系統(tǒng)即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，配電網(wǎng)系統(tǒng)中的SCADA系統(tǒng)是通過(guò)監(jiān)測(cè)終端設(shè)備來(lái)收集信息和信息處理，并對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視和控制。SCADA系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)的對(duì)象包括變電站內(nèi)的KTU、配電變壓器的TTu和沿饋線分布的饋線終端裝置FTU，從而實(shí)現(xiàn)了饋線自動(dòng)化FA的遠(yuǎn)動(dòng)功能。配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)采集、四遙、狀態(tài)監(jiān)視、報(bào)普、事件順序記錄、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、制表打印等功能。由于配電SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象既包含大的開(kāi)閉所和小區(qū)變電站，又包括數(shù)金極多但單位容量很小的戶外分段開(kāi)關(guān)，因此常將分散的戶外分段開(kāi)關(guān)監(jiān)控集結(jié)在若干點(diǎn)(稱做區(qū)域站或集控站)以后再上傳至控制中心。3.2饋線自動(dòng)化饋線自動(dòng)化FA是指變電站出線到用戶用電設(shè)備之間的饋電線路自動(dòng)化，其內(nèi)容可以歸納為兩大方面：一是正常情況下的用戶檢測(cè)、資料測(cè)量和運(yùn)行優(yōu)化；二是事故狀態(tài)下的故障檢測(cè)、故障隔離、轉(zhuǎn)移和恢復(fù)供電控制。饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原則是，故障后的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)應(yīng)采用集中控制與分布控制相結(jié)合，優(yōu)先采用分布式控制的原則，以提高反應(yīng)速度；實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的閉環(huán)運(yùn)行，故障情況下，瞬時(shí)切斷故障段并保持對(duì)非故障區(qū)的不間斷供電；兼容開(kāi)環(huán)運(yùn)行模式。3.3變電站自動(dòng)化變電站自動(dòng)化SA領(lǐng)域目前已廣泛采用先進(jìn)的變電站局域網(wǎng)LAN和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，在線高速交換信息；以及科學(xué)計(jì)算可視化、電壓無(wú)功控制、電網(wǎng)重構(gòu)、負(fù)荷平衡、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、專家系統(tǒng)等更多的高級(jí)應(yīng)用，縮短發(fā)現(xiàn)和確定故障的時(shí)間，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性；將來(lái)還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，使變電站之間可以傳遞控制信號(hào)，以多種方式獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高響應(yīng)速度。3.4用戶自動(dòng)化用戶自動(dòng)化主要包括負(fù)荷管理和用電管理。負(fù)荷管理是用經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的和行政的手段來(lái)控制電力系統(tǒng)負(fù)荷的增長(zhǎng)速度及調(diào)整電力系統(tǒng)的負(fù)荷曲線求得最佳經(jīng)濟(jì)效益，并能夠幫助控制中心的操作員制定出負(fù)荷控制的策略和計(jì)劃。用電管理主要包括用量用費(fèi)的情況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控的系統(tǒng)等。3.5高級(jí)應(yīng)用軟件PAS高級(jí)應(yīng)用軟件的功能是利用SCADA系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析。主要是網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計(jì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)安全的分析等許多方面的網(wǎng)絡(luò)分析。也有對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷的預(yù)報(bào)等非網(wǎng)絡(luò)分析類。當(dāng)前電力自動(dòng)化管理系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用件可分成三種：（1）基本應(yīng)用軟件，即網(wǎng)絡(luò)分析軟件；（2）派生類軟件，如變電站負(fù)荷分配、饋線負(fù)荷分配等；（3）專門應(yīng)用軟件，如小區(qū)負(fù)荷預(yù)報(bào)、投訴電話處理，變壓器設(shè)備管理等。3.6電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的結(jié)構(gòu)分類根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模和地理分布的大小及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為特大型的主站系統(tǒng)、大中型的子站系統(tǒng)以及中小型的遠(yuǎn)方終端和通信系統(tǒng)系統(tǒng)。主站系統(tǒng)是整個(gè)配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心。配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的中心站主要負(fù)責(zé)全局重要信息的監(jiān)視與管理。配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)子站是為分布主站功能、優(yōu)化信息傳輸、清晰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、方便通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設(shè)置的中間層，實(shí)現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集、處理以及故障處理、通信監(jiān)視等功能。4結(jié)語(yǔ)綜上所述，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理對(duì)提高電力產(chǎn)業(yè)整體水平有著很大的促進(jìn)作用。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理技術(shù)，應(yīng)運(yùn)用先進(jìn)的管理理念，采取最優(yōu)的管理策略，運(yùn)用最先進(jìn)的管理方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)安全管理電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的目標(biāo)。通過(guò)不斷完善和更新管理技術(shù)，為我國(guó)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我們也應(yīng)該努力提高對(duì)于配電自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)，不斷創(chuàng)新，將配電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新的高度，更好的服務(wù)于社會(huì)和人民。參考文獻(xiàn)：[1]楊立明，任恒杰．論電