变电站电力系统及其自动化技术的应用探讨

李 健/国网新疆布尔津县供电公司

变电站电力系统及其自动化技术的应用探讨

李 健/国网新疆布尔津县供电公司

随着我国电子信息技术的进步，变电站电力系统在作业与管理的过程中都能应用电子信息技术实现其自动化，从而节省了人力资本，提高了工作效率与准确性。本文通过对自动化系统在电力系统中的应用作出讨论，进而对自动化技术的优化提出建议。

电力系统；自动化；应用

一、引言

电力系统供电过程是通过变电站切断或接通线路、调整电压来完成的，变电站作为输配电的中轴与集结点，在电力系统中起着十分重要的作用，不但保证生产的顺利进行，还起到有效调配的作用，另外，变电站对于系统的安全也起着监控与保障作用。

变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。计算机软件的开发与信息系统的应用完全可以实现变电站设备的自动化操作，这样不但大大的降低了职工的工作强度。电力系统自动化就是要实现自动的掌控和监视电力从出厂到供应的全过程，确保电力输配过程更有效和通畅。

变电站实行有效的自动化控制，可以实现电力供应的快捷、准确、安全，也可以降低损耗。经过几十年的自动化系统升级，目前以计算机系统控制的自动化系统达到了很高的稳定与效率的要求。其自动化系统的组成包括变电站监控系统、保护与故障录波系统、电气二次设备、电量采集设备、主设备在线监测等系统。在计算机与遥控技术相结合的程度越来越高的今天，应用与升级自动化系统，是电力系统在技术上要不断研究与完善的步骤。

二、电力系统自动化的作业流程

（一）计算机网络连接

对于计算机普及程度已经很高的今天，自动化系统就是通过计算机控制来完成动作，对自动化的综合系统来说，第一步首先是布网，主要是在中心地带布置控制所，安装调控中心装置，以此为基础布置网络系统，作为中心调控场所，安装配套的控制装置与监督装置对变电站进行信息服务以及对电厂信息进行反馈，对供电过程进行远方监视与控制。在监控中遇到问题可以及时的处理。总体来说，就是按照自动化控制计划，布置立体的网络管理体系，形成全面畅通的指令传输和信息转达系统。

（二）计算机调度控制

中心计算机组对电网运行情况通过配套的监控设备进行调控，监控设备在相关数据与工作现场摄像方面进行记录和监管，并通过编制各种报表及时上报上级信息系统进行相关数据分析处理、系统异常报警、事故原因分析等方面的工作。对于系统设置的自动恢复操作，也可以通过自动恢复与重复操作来恢复正常运行，对于损坏不能使用的部分，立即启用备用装置。中心计算机调配系统以对监管设备的控制为核心，对于不同的设备都有不同的监控仪表以及信息处理装置，最终通过中心计算机与分层计算机系统之间的沟通，以及控制计算机和终端硬件以及监控装置的结合，加上软件的开发，实现自动化与远程控制。

（三）电力系统的综合自动化对分层控制。

中心计算机连接的是具体操作的计算机系统，也就是分支系统，变电站、发电厂、调度中心通过多层级的电子计算机系统形成网络，通过层层的控制，实现对各个组织的分层管理，按照所管辖的功能范围对控制功能进行分担和综合的协调，以此来达到系统的合理经济以及可靠运行目的方面的控制系统。

三、电力系统自动化运行中存在的问题

（一）计算机信息系统管理中容易造成冲突

由于电力系统涉及的内容、线路、节点较多，对于一个整套的自动化控制系统来说，中心计算机系统，也分为多个层级与职能的部门，不同层级由不同的主观部门来管理、运行与维护，不但有主系统还有分系统，其中间环节与手续较多，也会造成系统管理困难。例如，为了确保系统安全，由于各层级的系统硬件及网络的运行与维护往往是定期与不定期的进行，而维护的内容、标准由于分管节点太多，可能造成时滞与信息不畅、不对称的问题。

（二）既有信息设备种类与型号较多

随着科学技术的发展，自动化系统的软硬件更新升级的速度也变得越来越快，尤其是电力系统，其设备的更新换代走在了各个行业的前面，而对于旧的设备、还能够使用的设备，往往还保留使用，且不同厂家提供的设备的纷繁混杂，也成了管理的难点，更成为了涉及安全设备管理的难点。例如，DM S系统、WAMS系统、EMS系统，汇集交换机，防火墙，隔离装置，故障检测系统等等，有的设备在更新过程中并不一定兼容，新旧设备在使用中会产生效率搭配上的差异，这些不但给设备的运行带来了不稳定性，也给维护人员带来了压力，对于调度来说需要使用各种不同的命令与口径去监督设备的运行情况，构成了不稳定的操作因素。

（三）电力系统控制中的安全问题

智能化与自动化并不等于完全的操作由系统自主，随着电网的建设发展以及电网规模的不断扩大，电力系统的智能性越来越高，自动化操作的误差越来越小，而人们在潜意识上对电力系统的运行安全就放松了警惕。电力系统的安全问题主要来自于设备和环境两个方面，而这两个方面的控制需要人来监控，首先，自动化系统无论是软件还是硬件方面，在长时间的连续使用中，会出现设备的老化、数据存储能力下降、数据计算错误，甚至控制系统瘫痪。第二，老旧系统存在硬件老化的状况，大大降低了系统的运行效率与安全性，自动化系统安全管理的风险加大。第三，由于设备与系统在各层级上不统一，不同的系统与硬件维修耗时较长，监控设备经常发生故障，信息传输也容易与其他后台系统发生紊乱。环境因素造成的安全风险主要表现人为环境与操作环境。人迹混杂、运行环境不良会使电源安全存在较大隐患，需要对电源进行相关的维护管理。随着信息化的发展，监控网络还有受到病毒和黑客攻击的危险。自然环境的因素也不能轻视，包括地震、暴雨、大风等情况也会影响到电力自动化整体系统的安全。对于安全问题的处理，一定要做到人控与机控的相结合，在安全控制上仍然以人为主，机控作为最有效的参考，对于现场仍然要有人的巡视和检查、监测。

（四）系统之间的联系障碍

由于操作系统与系统所承担的内容越来越多，各系统之间仅能实现弱连接现象。弱连接就是指各系统只对需要与其他系统交换数据的通信机配置了网关，而系统内其他服务器未配置网关，这种相对独立的系统设计给网管软件的部署带来了一定的限制。

四、电力系统自动化的发展方向

电力系统的自动化的发展首先要全面建立DMS系统，DMS系统是对电气系统进行综合管理的系统，能够使电气设备的使用效率得到大幅度提高，使控制监测系统得到优化，进而使大面积停电故障自动控制到最低，提高供电的稳定性，管理人员也能根据该系统准确的随时掌握整个电力系统运行情况以及相关数据。

其次，互感器的开发与使用是国际研究的趋势，针对不同的情况与条件研究与使用各种类型的互感器（电子式互感器），可以连接传输系统和二次变换器的一个或多个电流或电压传感器，将被测量按比例传送给测量仪器、仪表和保护或控制装置。电子式互感器对变电站自动化系统结构的变革和功能的不断完善及技术性能的进一步提高，将起很有力的推动作用，它的应用将全面促进数字化的变电站自动化系统的实现。

集成系统与数据库管理的应用。数据的准确计算与处理、数据的共享是计算机自动化应用的一个主要特点，将保护和监控功能集成到同一装置中，再经过信息系统的处理，是实现数据共享的主要手段。未来对于信号、信息如何转化成数据进而对各个区域、节点能够更加全面、准确的控制，是电力系统自动化研发的又一方向。

[1]张良.农村电力系统及其控制的发展趋势[J].农家顾问.2015(02).

[2]李寿山.电力系统及其自动化发展趋势探究[J].电源技术应用.2013(05).

[3]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).