電力系統(tǒng)與自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用研究

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摘要:伴隨著時(shí)代和社會(huì)發(fā)展，各行各業(yè)及個(gè)人家庭對(duì)電力資源的需求和依賴越來(lái)越高，導(dǎo)致電力資源系統(tǒng)的高危險(xiǎn)、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)化技術(shù)在電力資源系統(tǒng)中的應(yīng)用，既實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的安全運(yùn)行，又提高了該系統(tǒng)的工作效率。本文對(duì)電力資源系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討，旨在為提高我國(guó)電力資源系統(tǒng)工作效率提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞:電力資源;自動(dòng)化技術(shù);工作流程;主要成果;探討研究

如今，整個(gè)世界都離不開(kāi)電力系統(tǒng)，大到國(guó)家政府，需要電力系統(tǒng)時(shí)刻保障整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，小到個(gè)人家庭，也時(shí)刻需要電力系統(tǒng)提供生活必備的便利。如果電力系統(tǒng)癱瘓，哪怕是一分鐘，整個(gè)世界將無(wú)法想象。也正為人類社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)史無(wú)前例的依賴，導(dǎo)致當(dāng)今的電力系統(tǒng)每分每秒都處在近乎超負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)和工作，可謂“壓力大如山”。為了能夠有效解決電力系統(tǒng)面臨的突出問(wèn)題，盡快適應(yīng)時(shí)代和社會(huì)發(fā)展以及人們生產(chǎn)生活的需要，長(zhǎng)期以來(lái)，相關(guān)人員開(kāi)展了深入地研究，將自動(dòng)化技術(shù)和電力系統(tǒng)進(jìn)行了有機(jī)融合，既實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的安全運(yùn)行，又解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾該系統(tǒng)的效率不高的問(wèn)題，擴(kuò)大了該系統(tǒng)在復(fù)雜條件下的適用性，有效地推動(dòng)了該系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展。

一、電力能源系統(tǒng)簡(jiǎn)介

電力系統(tǒng)，顧名思義是指和電力能源有關(guān)的系統(tǒng)，主要由電力技術(shù)、電力設(shè)備和電力工作方案等等組成。電力系統(tǒng)屬于電能資源開(kāi)發(fā)利用中的一個(gè)環(huán)節(jié)，它的功能和作用，就是將生產(chǎn)獲得電能資源傳輸給用戶使用。電力系統(tǒng)在工作過(guò)程中一個(gè)最大的問(wèn)題，就是控制電能資源的損耗、減少浪費(fèi)。而自動(dòng)化技術(shù)就是在這種情況下，與電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了融合。

二、電力能源系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)概況

所謂電力能源系統(tǒng)中的自動(dòng)化，并不同于傳統(tǒng)的單一自動(dòng)化，而是一種綜合性的技術(shù)。具體來(lái)講，它是指通過(guò)電腦操縱特定設(shè)備，對(duì)電力資源系統(tǒng)的生產(chǎn)、傳輸和使用等進(jìn)行有效控制。在該技術(shù)中，擔(dān)任控制角色的電腦技術(shù)是全部的核心和關(guān)鍵，而擔(dān)任執(zhí)行角色的特定設(shè)備等相關(guān)硬件設(shè)施是基礎(chǔ)和根本。通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，人們實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的安全、準(zhǔn)確、合理、科學(xué)的操控，提高了電力系統(tǒng)的工作效益。

三、自動(dòng)化技術(shù)條件下電力能源系統(tǒng)工作運(yùn)行走向

傳統(tǒng)的電力能源系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，類似于物理學(xué)中的電力流程圖。自動(dòng)化技術(shù)融入電力能源系統(tǒng)后，該系統(tǒng)的工作運(yùn)行走向變得更加復(fù)雜，也更加科學(xué)。以自動(dòng)化技術(shù)的視角觀察，其走向呈現(xiàn)為覆蓋全員的立體化網(wǎng)絡(luò)，主要有:一是電力能源系統(tǒng)的中心系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)為主的設(shè)備組成的中心平臺(tái)，它能夠管控、操縱、輻射整個(gè)系統(tǒng)，接收和發(fā)送各個(gè)部位的數(shù)據(jù)信息;二是發(fā)電系統(tǒng)，如發(fā)電機(jī)、發(fā)電廠等，它能夠隨時(shí)與中心系統(tǒng)進(jìn)行信息交換;三是變電系統(tǒng)，如變壓器、變電站等，它與中心系統(tǒng)之間能夠開(kāi)展數(shù)據(jù)交流，并隨時(shí)接受中心系統(tǒng)的監(jiān)控;四是其他控制系統(tǒng)，這是指除中心系統(tǒng)以外的控制設(shè)備，其功能主要是對(duì)不同部位不同系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)和信息傳輸給中心系統(tǒng)。

四、在電力能源系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的重要意義

一是電力能源系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后，能夠?qū)υ撓到y(tǒng)運(yùn)行工作的狀態(tài)、信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)視和有效控制，能夠保障該系統(tǒng)所有設(shè)施裝備的安全運(yùn)行，降低故障或事故發(fā)生率。二是電力能源系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后，能夠?qū)υ撓到y(tǒng)各個(gè)組成部分進(jìn)行科學(xué)調(diào)配、合理調(diào)度，能夠最大程度地發(fā)揮該系統(tǒng)的作用，提高該系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益。三是電力能源系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后，能夠使該系統(tǒng)降低工作強(qiáng)度，減少人力投入，大大提高該系統(tǒng)的工作效率。四是電力能源系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后，能夠及早對(duì)超負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)工作故障，及時(shí)排查并提供解決方案，對(duì)該系統(tǒng)設(shè)備的及時(shí)保養(yǎng)、對(duì)避免重大事故發(fā)生都具有重要意義。

五、現(xiàn)階段電力能源系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的主要成果

(一)電力能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大目前，電力能源系統(tǒng)開(kāi)展自動(dòng)化技術(shù)后，采用綜合、復(fù)雜而科學(xué)的信息、電子、網(wǎng)絡(luò)等綜合技術(shù)，明顯改善了電力能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，使該系統(tǒng)更加穩(wěn)定安全，從而提高了系統(tǒng)的工作效率，推動(dòng)了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大，也使系統(tǒng)積極地適應(yīng)了時(shí)代和社會(huì)發(fā)展的需求。

(二)遠(yuǎn)距離輸電能力和水平的不斷增強(qiáng)隨著用電需求的不斷增大，電力能源系統(tǒng)的覆蓋范圍也在不斷增大。特別是在我國(guó)偏遠(yuǎn)落后地區(qū)或地形復(fù)雜區(qū)域，開(kāi)展電力能源系統(tǒng)的建設(shè)相當(dāng)困難。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使上述困擾該系統(tǒng)多年的難題一一得到了解決，我國(guó)遠(yuǎn)距離輸電能力和水平在短期內(nèi)得到了飛速躍升。六、目前電力能源系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的探討研究(一)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息處理中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力能源系統(tǒng)，主要解決的問(wèn)題是對(duì)該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、參數(shù)和信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)的獲取、交流和轉(zhuǎn)換、運(yùn)用等，換句話說(shuō)，自動(dòng)化技術(shù)提高了該提系統(tǒng)內(nèi)部所有資源的分享功能。隨著電力能源系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)的齊頭并進(jìn)，電力能源系統(tǒng)與自動(dòng)化技術(shù)之間的彼此依賴性越來(lái)越強(qiáng)，雙方的融合性也越來(lái)越復(fù)雜。特別是電力能源系統(tǒng)對(duì)自身狀態(tài)的管控和及時(shí)處理問(wèn)題的需求不斷提高，迫使自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步加強(qiáng)與該系統(tǒng)的全面融合。目前，當(dāng)務(wù)之急是解決不同格式、不同形式的數(shù)據(jù)信息匯總、管控、交換及分享的問(wèn)題。為此，需要在電力能源系統(tǒng)中研制開(kāi)發(fā)類似功能的模塊，這種模塊必須滿足以下兩個(gè)條件:一是功能模塊必須是實(shí)體存在，占用一定空間，具備一定外形，這樣的模塊才能細(xì)致、準(zhǔn)確、快速的完成上述功能，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)和自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)的覆蓋和包容。二是研制開(kāi)發(fā)功能模塊時(shí)，要針對(duì)系統(tǒng)的理論技術(shù)和表現(xiàn)格式，要針對(duì)系統(tǒng)不同部分的原理和不同設(shè)施的特點(diǎn)，更要針對(duì)該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行特征和規(guī)律。

(二)系統(tǒng)監(jiān)控中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐證明，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的電力資源系統(tǒng)，擁有更高的安全性，實(shí)際運(yùn)行中更穩(wěn)定。從這個(gè)角度來(lái)看，在該系統(tǒng)的監(jiān)控方面中開(kāi)展自動(dòng)化技術(shù)，主要有以下幾點(diǎn):一是自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)對(duì)自身全天候不停歇無(wú)死角的監(jiān)管，解決了實(shí)際工作中人力所不能達(dá)到的極限問(wèn)題，真正發(fā)揮出了自動(dòng)化技術(shù)的全面優(yōu)勢(shì)，也使電力資源系統(tǒng)擁有了超常的適應(yīng)性。二是自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)對(duì)自身風(fēng)險(xiǎn)地及時(shí)預(yù)警，這是和普通管控系統(tǒng)最大的不同。普通管控系統(tǒng)在工作時(shí)，只能對(duì)發(fā)生的問(wèn)題和故障進(jìn)行忠實(shí)地記錄。電力資源系統(tǒng)如果有危險(xiǎn)發(fā)生，僅僅對(duì)問(wèn)題和故障進(jìn)行記錄是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)橐坏┪ｋU(xiǎn)實(shí)際發(fā)生，造成的后果不可想象，危害不可挽回，因此，需要對(duì)存在和即將發(fā)生的危險(xiǎn)提前做出預(yù)警。而自動(dòng)化技術(shù)就能對(duì)該系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)提前進(jìn)行預(yù)測(cè)并給予警告，為該系統(tǒng)提供了安全保障。

(三)系統(tǒng)安全穩(wěn)定方面的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用電力資源系統(tǒng)歷來(lái)無(wú)小事。但因?yàn)殡娏Y源系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)復(fù)雜，信息多樣，且格式形式不兼容，在實(shí)際工作運(yùn)行中，其自身危險(xiǎn)系數(shù)成倍放大，這無(wú)疑加劇了該系統(tǒng)癱瘓和崩潰的可能。這是電力資源系統(tǒng)絕對(duì)不能發(fā)生的事。自動(dòng)化技術(shù)在該系統(tǒng)安全穩(wěn)定方面的應(yīng)用，就是要應(yīng)對(duì)這種困難和挑戰(zhàn)，給系統(tǒng)提供安全保障。具體來(lái)說(shuō)，主要有以下三個(gè)方面:一是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)不間斷的掌控、觀察和分析，為該系統(tǒng)二十四小時(shí)工作保駕護(hù)航。二是通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)生產(chǎn)和輸送部分的調(diào)配和管控，可以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)內(nèi)部資源的最大優(yōu)化配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的最大效能，同時(shí)還可以在保障系統(tǒng)內(nèi)部安全的前提下，減小工作危險(xiǎn)，減少電力系統(tǒng)人員安全事故的發(fā)生，提高該系統(tǒng)整體工作效率。三是通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的收集、整理和交流、分享，可以提高該系統(tǒng)所有參數(shù)的應(yīng)用性。運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，可以輕松實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、復(fù)制和傳輸，即便參數(shù)刪除也可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損恢復(fù)。同時(shí)，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)記錄和保管的各項(xiàng)參數(shù)，更加精細(xì)準(zhǔn)確，避免了因人為記錄或誤讀而導(dǎo)致的電力資源系統(tǒng)事故或悲劇的發(fā)生。此外，在自動(dòng)化技術(shù)條件下，各項(xiàng)參數(shù)還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)條件的對(duì)比、分析和分類，快速準(zhǔn)確的完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的更新。在電力資源系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的有效監(jiān)管和控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還可以強(qiáng)化該系統(tǒng)的中心系統(tǒng)與各子系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的相互傳輸、交流與分享，促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)工作效率的提高。

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作者：吳炯晨 單位：大唐三門峽發(fā)電有限責(zé)任公司