電力系統及其自動化
電力系統及其自動化【1】
摘 要：伴隨著經濟的高速發展，電力行業取得了長足的進步。
經濟建設和人民生活對電力的需求與日俱增，同時也對電網的安全穩定運行提出了更高的要求。
由于影響電力系統運行的因素非常復雜，涵蓋發變電、輸配電等多個環節，且電力輸送范圍十分廣泛，單純依靠人工監測很難實現各個環節的實時監控。
引入計算機網絡技術和自動化技術，是實現電力系統自動監控的重要手段。
通過實施自動監控，可以實現對整個電力系統運行狀態的實時掌控，對實時發現故障并及時排除，保障整個電網平穩安全運行，具有十分積極的意義。
關鍵詞：電力系統;自動化;控制
引言
電力系統承擔著為經濟發展和人民生活提供穩定可靠電能的重要職責。
由于電網規模總量逐漸擴張，電網結構深邃復雜和電網建設運行環境嚴苛多變，電網故障發生的頻率和嚴重程度也越來越高，嚴重者會直接導致整個電力系統不能正常運行。
以往采用人工方式進行巡查，以保證電網安全。
由于人工巡查受巡查人員個人業務水平、工作素質、精神狀態、行為習慣等因素的影響，往往不能取得理想的結果。
隨著計算機和自動化技術的高度發展，建立自動化監控系統已經逐步成為現實。
通過對系統進行實時監測，能夠及時發現問題，發出報警，自動分析原因，并采取應急措施，從而將損失降到最低。
下面分別對變電系統、配電系統及調度系統的自動化技術進行簡單介紹，以供大家參考。
1 變電系統自動化
變壓器是變電站的核心組件，在變壓輸電方面發揮著巨大作用，但隨著用電量的逐步擴大，影響因素逐漸增多，變壓器在運行過程中發生故障的概率日漸增大。
最常見的故障是過電壓。
它嚴重干擾著電力系統的正常運行，必須采取相應措施加以限制。
通過建立自動監測系統對變電站過電壓情況進行實施監控，從而采取針對性的措施，是解決變電站過電壓的好辦法。
該系統主要包括以下幾個環節：
1.1 電壓傳感器
它的敏感度直接影響到監測系統的測量精確度，是整個系統的關鍵環節。
在線監測系統中的電壓傳感器由高壓分壓器和光纖傳感器組成。
前者分為電容分壓器、電阻分壓器幾種類型，具有結構簡單，暫態響應和測量精度好的特點，專門用來獲取電壓信號。
由于運行狀態下的分壓器長期保持并聯狀態，所以電網的等級較高時，要做好相關人員安全防護工作;后者具有頻帶寬，絕緣性和抗干擾能力強的特點，適用于雷電過電壓的測量。
光纖傳感器分為有源光纖和無源光纖兩種。
有緣光纖需配置高壓分壓器，無源光纖受環境溫度影響大，都具有很大的使用局限性。
1.2 信號傳輸
該環節采用光纖或同軸電纜為媒質進行監測系統的數據傳輸。
同軸電纜造價低廉，安裝簡單，信號保真度高，但對安全防護有要求。
光纖絕緣性好，安全可靠，傳輸速率快，抗電磁干擾能力強，但需配備專門的接收機和光發射，成本較同軸電纜高，而且安裝不便。
1.3 數據采集
模擬信號的轉換處理在這個環節完成。
該環節由以下幾個單元組成：一是多路轉換單元，主要負責傳感器的選擇或監測，一般借助程控模擬開關完成選通信號;二是預處理單元，主要用來調整輸入信號，為模數轉換器提供必要條件，并提供一定的抗干擾功能;三是數據采集單元，采樣保持負責模數轉換周期內各輸入量的存儲工作，并進行篩選，將數值未發生變化的信號送入模數轉換器。
模數轉換器ADC是數據采集環節的核心部分，主要指標是轉換速度和精確度。
1.4 數據處理
它是整個監測系統的核心環節，一般采用兩種方法來完成。
一是在線監測，由相關軟件提供硬件的驅動，實時完成過電壓的采集監測工作;二是離線分析，通過計算機技術實現對電壓信號采樣的數據分析，從而完成對過電壓的判斷。
2 配網系統自動化
配網系統自動化以計算機技術和自動控制技術為基礎，實現在線智能監控或離線監控，從而達到提高配電效率和供電質量的目的。
實施配網系統自動化，能夠有效減少人力消耗，縮短事故持續時間，為配網管理系統規劃提供實時信息。
該項技術具有工作效率高，維護成本低，經濟效益高等特點。
配網自動化系統主要由以下幾部分組成：
(1)配電主站，多位于城市調度中心，負責與各子站進行通信。
配電網具有系統復雜、內部設備繁多、監控對象規模大，分布廣等特點，如果都連在主站上，系統難以正常運行。
因此設立子系統，減少主站壓力。
(2)配電子站，多建于變電站內，負責和電力終端設備通信。
(3)配電遠方終端。
該單元主要對配網轄區內的變壓器、環網柜、開閉所以及柱上開關等進行實時監控，識別各種故障并加以控制等，通過這些功能和主站系統、子站系統相互配合，實現整個配網的監控和優化。
(4)通信網絡。
負責將主站的控制命令發送給終端，并將終端的各項參數信息反饋給主站，實現主站和終端之間的通訊聯系。
鑒于系統復雜，工作環境惡劣，相關通信設備數量多且分布范圍廣等原因，在選擇通信方式時，應對其安全性、實用性、可管理性及成本等多方面進行綜合考慮，并結合當地實際，采取最優方案，保證配電系統自動化的正常工作。
現階段有三種主要通信方式：(1)光纖，廣泛應用于配電自動化系統，具有性能優、成本高的特點;(2)無線通信，在配網信息系統中比較常見，初期投資較少，但后期維護費用較高，目前部分地區正在研究將其應用到配電自動化中;(3)中壓載波，正處于試驗階段，尚未投入正常使用。
3 調度系統自動化
倒閘操作和處理配網故障是配網調度的主要工作。
由于受各種因素影響，調度系統故障發生概率較高。
隨著經濟高速發展，實現調度系統自動化，保障配電網供電正常的要求日漸突顯，由此導致了遠動技術的誕生與發展。
遠動控制系統主要由調度主站端的計算機系統、執行端的自動化系統以及連接兩系統的通信信道系統組成，藉由數據采集技術、信道編碼技術以及通信傳輸技術來實現電力系統的遠程監控和操作。
調度系統自動化通過對數據的自動采集監控、自動發電控制、經濟調度控制和能量管理等手段來實現信息收集、狀態分析、層次協調的目的，進而為調度人員提供相應的決策參考。
該系統還有專門的抗干擾功能，以滿足調度系統安全穩定的需要。
從電力系統整體的角度出發，可以建立一個總的監控系統，經由對以上子系統的控制，來實現對整個電力系統的監控。
4 結束語
電力系統的安全正常運行，直接關系到國家經濟安全和社會穩定。
建立健全高效可靠的自動監控系統，實現電力系統的自動化，是保障電力安全的必要措施。
隨著計算機技術和自動化技術的進一步發展，電力系統自動化必將迎來一輪新的研究熱潮。
參考文獻
[1]張勇.電力系統自動化技術[J].自動化應用，2013，27(3)：173-175.
[2]滕建平.淺析電力系統調度自動化及其抗干擾控制措施[J].科協論壇，2013，19(3)：217-220.
[3]楊立明，任恒杰.論電力系統自動化技術的運用及其發展趨勢[J].機電信息，2013，24(9)：168-170.
[4]李驥.探討電力系統中配網自動化技術[J].中國科技縱橫，2013，30(4)：259-261.
[5]楊秀娟.綜合監控系統在電力系統中的應用[J].電力系統通信，2013，17(2)：236-238.
電力系統及其自動化技術應用【2】
【摘 要】電力系統自動化技術是一個全新的技術領域，對傳統技術進行改造，對現代技術進行有效利用，有助于電力系統總體技術的推進。
目前，電力系統的自動化技術發展到了一個高階段，但還是存在一些問題需要提高和完善，尤其是對于用電需求量比較大、環境條件復雜等地區。
因此，必須從技術和人力方面不斷發展和提高，保證電力系統自動化能夠得到全面的實現。
本文結合多年工作實踐，在概述電力系統自動化技術特點的基礎上，對電力系統自動化技術的應用及其發展前景進行了探討。
【關鍵詞】電力系統;自動化技術;應用
隨著社會經濟的飛速發展，電力系統已經全面開始向自動化方向邁進。
目前，電力系統自動化技術主要有光電式電力互感器、電力一次設備在線狀態檢測、和光電互感器技術相關的二次設備、智能電力一次設備等。
電力系統及其自動化的應用，提高了電力系統服務的安全性和可靠性，使電力系統能夠安全穩定的運行，推動我國的電力系統及其自動化技術向更高的層次發展。
1 電力系統自動化技術的特點
1.1 電網規模的擴大化
電力系統自動化技術的發展，不僅提高了現代供電系統的能力，而且還保證了經濟建設的健康、可持續發展，為社會經濟的發展做出了重大貢獻，也為其打下了堅實的經濟基礎。
電力系統自動化技術主要構成有信息技術、網絡技術、電子技術以及控制技術等，這也是電力系統的重要組成成分，其復雜性和綜合性也使得整體系統得到很好的運行。
由于電網規模的擴大化使得電力系統得到很好的管理，消除了現代化信息和自動化技術之間的問題。
1.2 遠距離供電
目前，由于電力系統的不斷發展，其分布領域不斷擴大，包括一些環境比較差的地區，這些地區都是高山峻嶺，很難進行供電電線的施工，因為不僅成本高，還受到環境條件的限制。
合理的解決措施是建立合理數量的供電線路，通過柔性供電技術提高供電電量。
自動化技術的這一遠距離供電特點解決了很多問題，特別是供電和輸電方面。
不過，帶來的困難也導致了需要不斷地提高自動化技術。
2 電力系統及其自動化技術的應用
2.1 光電式電力互感器
對于輸電線路來說，光電式電力互感器是必不可少的設備，它把輸電線路中的大電流和高電壓按一定比例降為可測量的電流和電壓數值，能夠用儀器直接來測量，但光電式電力互感器也有幾個缺點：第一，當電壓等級升高時，設備的質量與體積隨之增加，絕緣的難度也將隨之增大;第二，對電流互感器而言，但它的信號范圍并不大，使得它很快飽或發生信號變形;第三，光電式電力互感器的輸出信號不能和微機計量設備直接接口。
光電式電力互感器主要有以下幾個技術難點：第一，材料的穩定性不夠好，材料隨溫度系數的升高而升高;第二，與電磁式互感器輸出信號相比，光電式電力互感器的輸出信號要小的多，需要實時轉換為數字信號后再通過光纖接口送出，不能通過電纜線直接送到保護和測控裝置處;第三，在絕緣、電磁兼容和耐環境的情況下，電子電路的供電電源也存在著很大的技術問題。
針對光電式電力互感器的這些缺點和技術上的難點，不少發達國家已經研制出新型光電式電力互感器，對舊的光電式電力互感器進行了改進。
我國的各大院校和科研機構也在對光電式電力互感器進行研發，而且取到了不錯的成果。
2.2 電力一次設備在線狀態檢測
在電力系統中，一次設備有汽輪機、發電機、變壓器、開關和斷路器等，實時監測重要運行參數，不僅能對設備運行狀態進行監視，而且能對各種重要參數的變化情況進行分析，判斷有沒有故障發生的可能，保障設備的安全穩定運行，從而有效的控制故障的發生，延長了設備保修保養期，提高了設備的利用率。
目前，我國的電力部門加大了對電力一次設備在線狀態檢測的資金和人力投入，與各大院校和科研機構合作，在對在線狀態檢測技術研究和應用上取得了一些進展，由于電力一次設備在線狀態檢測其專業性強、技術難度大的特點，想開發出在惡劣的氣候條件下仍能正常運轉工作的產品還需要時間。
2.3 和光電互感器技術相關的二次設備
電力系統在采用光電互感器技術之后，和光電互感器技術相關的二次設備，如繼電保護等裝置、測控設備的內部功能都發生了非常大的變化，裝置的響應性有了提高，省了隔離互感器、A/D轉換電路等。
首先是設計高效、快速的數據交換通信協議;其次是為了滿足計算數值的需要，對來自不同互感器的數據進行統一抽樣采集。
2.4 智能電力一次設備
常規電力一次設備的安裝地點相隔較遠，需要通過大電流控制電纜與強信號的電力電纜進行連接，而智能電力一次設備簡述為一次設備保護功能和自帶測量，就地就能實現常規二次設備的全部功能，節約了大電流控制電纜與強信號的電力電纜，常見的如智能化開關柜、智能化開關、智能化箱式變電站等。
3 電力系統自動化技術發展前景以及發展方向
對DMS系統進行全面的建設和開發，是目前我國電力系統自動化的前景以及發展方向。
通過這一系統的建立，一方面，就整體設備來說，可以提高整個電力系統的運行水平，滿足市場需要，并保證了電氣設備的安全性，消除了大面積停電事故，減少了偶爾停電的時間。
另一方面，就全體工作人員以及管理人員來說，企業可以掌握整個電力系統的運行狀況，掌握電壓、電量以及各種基本數據的運行參數，對監控各系統、精確測量、電力平衡等有著重要的作用;就工作模式來說，降低了工作人員的工作強度，真正實現了無人值班的管理模式，避免了意外事故的發生。
電力系統自動化中有一個主要的特點，即數據共享，在同一個裝置中，同時實現監控和保護的功能，對于SCADA而言，和繼電保護裝置相同，都是需要多項數據的支持，所以將分布類型的變電站SCADA集成到相關的微機保護中，實現監控和保護一體化，以便完善自動化技術，同時節約了經濟成本。
4 結束語
伴隨著電力系統自動化的不斷發展和進步，自動化以及程序化操作得到了廣泛的應用，同時，建設了數字化變電站，有效提高了電力設備的操作正確性、安全性與可靠性，降低了生產成本，提高了電能質量，減少了生產強度，在技術上支持了電力系統的發展與進步，為未來電力系統的發展做基礎，推動我國電力事業穩定、健康發展。
參考文獻
[1]梅海霞.電力系統自動化技術應用與發展[J].電源技術應用，2012 (10).
[2]羅嵐.淺談電力系統自動化技術應用及其前景[J].科技創業家，2013 (08).
[3]莫小勇.淺談電力系統及其自動化技術應用[J].中國高新技術企業，2013(26).
[4]徐志明.電力系統及其自動化技術應用探究[J].電子技術與軟件工程，2013(17).
[5]童雪橋.淺析電力系統自動化技術的應用及發展趨勢[J].中國新技術新產品，2012(06).
【電力系統及其自動化】相關文章：
電氣工程及其自動化實習心得12-13
電氣工程及其自動化實習報告最新09-05
電氣工程及其自動化專業實習報告10-12
電氣工程及其自動化畢業實習報告09-10
電氣工程及其自動化求職信范文10-06
機械設計制造及其自動化實習鑒定報告11-10
電氣工程及其自動化工廠實習心得11-18
電氣工程及其自動化職業生涯規劃書12-07
電氣工程及其自動化職業生涯規劃書11-08
電力系統競聘報告06-16