电力系统自动化技术的应用分析

Abstract: As the Chinese scientific and technological level development, the electric power system automation has become the development direction of the electric power system. Based on the electric power system automatic control basic requirement, this paper analyzes the power system automation technology, and at the same time, it discusses the power system automation application ability and development trend.

Key words: power system automation technology; application; development trend

中图分类号: TM4 文献标识码:A　文章编号：2095-2104(2012)

配电自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时，及时将分割该区域的开关跳开，隔离故障区域;随后，将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电，从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电，大大减少了停电范围，提高了供电可靠性。

1、电力系统自动化技术分析

1.1发电厂分散测控系统(DCS)

发电厂分散控制系统(DCS)一般采用分层分布式结构，由过程控制单元(PCU)、运行员工作站(Os)、工程师工作站(Es)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。过程控制单元(PSU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/0模件组成。MCU模件通过冗余的I/O总线与智能I/O模件通讯。PCU直接面向生产过程，接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号，经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构，完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。

1.2电网调度自动化

电网调度自动化主要组成部分，是由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等，其主要是通过电力系统专用广域网连结的，下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成电网调度自动化的主要功能是电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。

1.3变电站自动化

变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作，提高工作效率，扩大对变电站的监控功能，提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制，其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备二次设备数字化、网络化、集成化，尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆操作监视实现计算机屏幕化运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生产现代化的一个重要环节。

2、电力系统自动化技术的应用能力分析

数据处理能力。工业计算机和引进的PC机技术为电力系统调度自动化、电厂监控系统、变电站综合自动化奠定了基础。开发的应用软件可以实现电力系统实时数据采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警、完成操作控制等任务。

a.数据共享能力。伴随着电力系统的自动化技术方面的发展，系统模型通常集中在对相关地理空间属性方面的描述上，但是在实际的相关应用中，电力系统方面的控制对象通常具有比较复杂的电力的处理结构。对于这种基础而言，主要包括2个方面：1)物理实体的几何属性方面的标准定义与表达。其包含了电力系统服务能够覆盖的空间区域方面的几何属性。2)物理属性数据方面的标准定义以及表达。对于相关的电力系统来说，其不仅包含了物理结构，而且还包含各种组成部件、整体方面的物理性能和运行规范方面的信息共享以及动态、多维的应用分析等。

b.数据整合能力。电力系统的发展和形成是由市场经济的需求所产生的驱动结果。比如：在用电高峰，提高变电站的电压，加大输出功率;在用电低谷，降低变电站的功率。这样既可满足用户的需求，也可极大地减少损耗，降低成本。所以只有将传统信息的孤岛打破，进行数据方面的整合，对数据方面的整合能力进行加强，才能进行无缝连接，才能把空间计算引人主流的计算之中，同时多角度地展示数据之间那些潜在的关联，这也是未来电力系统自动化发展方面的必然趋势。

1)加强电力系统的自动化和信息化。加强对数据方面的可操作性，让用户对拥有图标的相关用户界面进行支持，由于电力系统方面的自动化运行作为一个实时性要求比较高的过程，通过对系统代码进行调整，具体来说就是对自己所需要的那些数据类型以及操作方法进行定义，从而增强对系统的可扩充性以及开发性。

2)加强电力企业方面的功能性。对于电力企业而言，要求电力系统的平台对分布的应用服务进行有效供给。每一个地方可以由自己维护和管理所管辖区域里的数据，同时，不同级别的相关数据库之间也可以构成那种分布式类型的数据库，并且可以通过网络进行调用和共享其他一些地方的数据，在所赋予的权限范围内，以分散数据管理和存储为基础，对数据的安全性和实时性加以保证。

3)更加完善的数据库。通过运用各种数据库，对各种数据进行存储和管理，它的数据备份机制、安全机制等方面都是其他的文件管理方式所不能比拟的。

c.安全稳定能力。电力应用是社会经济发展过程中的支柱，它也是一个实时性运行的相关系统，同时，其安全稳定性也是首要考虑的问题。

b.自动化安全监视能力。由于人无法做到24h专注，因此自动化监视能力就显得尤为重要。电力系统的自动化监视能力不同于其他系统，因为其他系统只需要反映并记录客观现象、客观数据即可，例如：某发电机组在用电低谷时反而温度较高，发电功率异常增大，这就需要监控系统发出警告，以提示风险。

e.自动化安全保障能力。电力系统具有对于不同类型以及规模的数据与使用对象都不能有崩溃的相关特征，应具备灵活的相关恢复机制，因此对安全保障极其有用。其保障能力的应用具体包括：1)保障电力系统的日程运行。2)保障电力数据的及时存储和恢复。日常记录的数据对于制定发电站的预算、节约成本、进行系统更新、安全指标的修订均具有重要意义。3)保障从业人员的安全。由于自动化系统具有监控功能，所以当系统出现异常，特别是出现安全隐患危及生命时，自动化系统可采取相应措施降低风险。在安全生产的同时，保障生产者安全，也是自动化系统的职责之一。

3、电力系统综合自动化的发展方向

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，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。

4、结语

目前，电力系统的综合自动化已经进人以计算机技术和监控技术发展为重点标志内的阶段，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比较晚的国家来说，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。

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