浅析电力系统及其自动化技术

刘新凤

[摘 要]本文阐述了电力系统的自动化的技术，包括现场总线控制系统、主动的对象数据库技术、光互连并行处理技术等都一一作了概括；然后深入的分析了电力系统自动化技术的应用能力，以期为同行提供有益的参考。

[关键词]电力系统；自动化技术应用能力

电力系统主要是由发电、变电、输电、配电和用电等相关环节组成，通过发电动力装置将自然界的一次能源转化成电能，再经过变电系统以及配电系统将电能供应到负荷中心，之后通过相应的设备转化成光能和热能等，为人们的生活提供便利。电力系统自动化的工作流程就是在中心地带安装计算机系统，实施对中心发电站和变电站周围系统的监控，形成立体的网络监控系统，使信息的传达和指令的传输能够及时、畅通。中心计算机负责总体的指挥和调控，以及各种数据的处理、异常事故的自动回复等，通过计算机与软件之间的结合，使自动化的程度不断的加深，达到系统合理可靠的运行目的。

一、电力系统及其自动化技术分析

1.现场总线控制系统

现场总线的控制系统就是在安装的过程中，把现代化的自动仪表装置与控制设备连接起来，形成双向的数字化网络。现场总线技术具有数据计算和数字通信的功能，通过控制仪表之间形成的网络系统，对现场的数据与信息进行监控，根据自身的需要对数据和信息进行自动化的控制。现场总控技术是一个开放而又分布的控制系统，通过层层的网络监控系统，实现对参数、报警、监控、显示等一系列的自动化功能。目前我国应用最广泛的总线控制系统就是分布式控制系统，这种方式主要是通过传感器将设备的状态以及电量等收集到控制室的主控计算机上，然后通过计算机的计算和分析，再对设备发出指令。

2.主动的对象数据库技术

主动的对象数据库技术广泛应用于电力系统的监视与控制过程中，对于系统的开发与设计也有着直接的影响。主动的对象数据库相比于一般的数据库，具有主动功能以及对对象技术的支持。主动的对象数据库能够在系统内部实现对数据的判断和分析，以及对数据库中对象函数的控制，提高了数据的可靠性与统一性，在数据的共享上，不会出现差异。随着信息技术的不断发展和研究，电力系统的自动化监视和控制可以向着更复杂的方向发展。

3.光互连并行处理技术

光互连并行处理技术是对电力系统自动化的保护，光互连在输入和输出方面有很大的灵活性，不会受电容负载的影响。光互连技术能够有效的解决无终端临界线长度的限制问题以及有终端线输出端密度的限制问题，同时传播的速度快，能够有效的减少时钟的扭转问题。光互连采用的是光子传输和电子交换相结合的方法，其宽度与长度之间没有直接的关系，对于电磁有很强的抗干扰能力，为电力系统的高速数据通讯和结构设计提供了很大的方便。

二、电力系统建模后的共享能力

在电力系统自动化技术的发展过程中，系统模型大部分集中在对地理空间属性的描述，以几何特征为主的模拟地理系统的思想几乎成为一种标准，但在实际应用中，它的控制对象具有复杂的电力物理结构。建立电力系统特有的空间语义分析模型是非常必要的。这种针对语义层次的数据共享，最基本的要求是供求双方必须对同一数据具有相同的认识，只有基于同一种对电力系统知识的抽象认知才能保证这一点，因此在数据共享过程中要有一种电力系统的基本模型，作为不同部门之间数据共享的基础。它包括两个方面：地理实体几何属性的标准定义和表达，包含电力系统服务所覆盖的空间区域几何属性；物理属性数据的标准定义和表达，对于电力系统，它包含物理结构，各组成部件及整体的物理性能、运行方范的信息共享、综合，以及多维、动态的应用分析。

三、电力系统集成度获得提高

电力系统的形成和发展完全是由市场经济“需求驱动”的结果，无论系统的实现建立在通用技术平台上還是根植于专业电力系统自动化平台，作为跨区域、多层次的科学决策和高效运营的要求，都需要更有规范的信息共享、综合，以及多维、动态的应用分析。因此，打破传统信息孤岛，进行数据整合和应用整合，将多源空间信息与多种相关信息无缝连接，将空间计算融入到主流计算之中，多角度、多侧面地展示数据之间潜在的关联，是未来电力系统自动化发展的必然趋势。电力系统自动化必须具有先进的技术和理念，从而满足电力企业现有的和未来的复杂多样的应用。面向对象技术、Web服务、空间数据库技术都是未来先进的系统平台所必须采用的技术。

1. 电力系统自动化、信息化

由于用户面对的数据大多是直接操作的对象，所以，为了便于用户的操作和使用，增强数据的互操作性是非常必要的。除此之外，还应支持给予图标的用户界面，面向对象的数据模型直接与电力系统客观对象相对应起来，支持非地理图形及地理图形的一体化统一管理功能。电力系统的自动化运行是一个实时性要求很高的过程，采用各种对象的后期绑定技术，一个对象所属的类别可以在运行时刻指定，而不是编译成目标码时再确定。这样，用户可以在现有抽象的数据类型和空间操作包上，随时定义自己所需要的数据类型和操作方法，从而增强了系统的开发性和可扩充性。实施电力系统自动化的最终目的是实现企业信息化，系统化。这种融合多种信息和技术于一体的企业级信息系统，从可行性和经济性角度来看都需要实行一种“统筹规划，分步实施”的方案。采用工业标准开放统一的对象组件作为其公共的技术基础，这样可以保证数据和应用功能程序无须改动而平滑地进行，从而充分保护用户和开发

2. 电力企业功能加强

电力企业最典型的特征就是空间分布性，客观上要求电力系统平台提供分布应用服务。每个地方所管辖的区域不同，采用分布式数据库的方式也不同，各个地方可以自己管理和维护所管辖区域内的数据，不同级别的数据库之间可以构成分布式的数据库，并可通过网络调用共享其它地方的数据，并在所赋予的权限范围内，通过分散数据的存储和管理，保证数据的实时性、安全性。另一方面，电网调度、控制、管理等具有统一的数据基础。满足实时操作的要求，利用 Internet 技术在Web 上发布空间数据和功能服务，供用户浏览和使用是信息化发展的必然趋势。Web服务具分布式应用体系结构，可以看作是由多主机、多数据库与多台终端通过Internet/lntranet 组成的网络，其客户端为信息功能层和数据管理层，用以获得信息（指令和需求反馈） 和各种应用（电力操作服务）；其服务器端为数据维护和元操作服务层，提供数据信息和各种电力服务的元操作功能。

3. 完善数据库

采用各种数据库来存储和管理各种数据，它的安全机制、数据备份机制等都是其它文件管理方式无法比拟的。目前新开发的系统多以关系数据库管理系统为主，利用它强大的管理优势和能够建立多级索引的检索方式，能够有效地减少网络负载，迅速定位到查询目标，在多用户并发访问时大大提高访问效率。但是标准的管理系统存储空间数据也存在一定的问题，如在电力系统中，空间数据是可变长度的，其复杂的空间拓扑关系须增加相应的软件功能；它难以实现空间数据的关联、连通、包含、叠加等基本操作和图形功能；多维空间对象的空间次序难以描述等。近几年来，面向对象数据管理系统或者对象关系数据管理系统都已商品化，由于它们都是可扩充的DBMS，可以在其中集中定义空间数据类型和操作；空间数据和非空间数据可以同样处理，这为研制集成空间数据库系统创造了条件。但是这仅仅是可能，要达到此目的，还要做大量的工作。例如定义空间数据类型及其操作，增补有关空间数据的查询优化策略等。建立在ODBMS或ORDBMS之上的空间数据库系统将是技术发展的主流和研究方向。

四、结语

总而言之，电力系统的自动化就是运用计算机网络技术实现对电力系统整体的监控，主要包括发电厂分散测控系统自动化、变电站的自动化以及电网调度的自动化，应用到自动化系统中的主要技术就是现场总线控制技术、主动的对象数据库技术以及光互联并行处理技术。它的技术目的就是为了不断的扩大供电范围，有效的增强供电的能力，提高供电服务的可靠性和安全性，以达到电力系统经济、可靠的运行，推动我国电力系统健康、稳定的向前发展。

参考文献：

[1] 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）

[2] 李帆 ， 肖红亮 . 自动化技术在电力系统中的应用浅析 [J].科技信息 ，2010.（21）