及发展趋势分析

郝 杰 国网安徽铜陵县供电有限责任公司 安徽铜陵 244100 

【文章摘要】 

随着我国科学技术的不断发展与进步，电力系统的发展也进入了一个崭新的时期， 计算机、通信、功率电子和控制等新技术逐渐被广泛地应用于工程领域，对电力自动化技术产生了巨大的影响，同时这些技术的发展与进步也在很大程度上改善了人们的生活水平，给人们的生活带来了极大的方便。本文初步介绍了电力自动化技术的内容和工作原理，并对我国电力自动化技术的发展趋势进行了分析和探讨，希望对我国电力自动化的进一步发展起到一定的推动作用。

【关键词】

电力自动化；技术原理；电力系统； 发展趋势

随着社会的进步和人们生活水平的日益提高，电力系统的发展也面临着挑战，电力系统如何安全、有效、稳定的运行，对电力自动化技术的发展提出了更高的要求。电力自动化技术的发展水平直接关乎电力系统的发展水平，是电力系统发展的关键和核心。 电力系统自动化技术是一个全新的技术领域，对传统技术进行改造，对现代技术进行有效利用，有助于电力系统总体技术的推进。目前，电力系统的自动化技术发展到了一个高阶段，但还是存在一些问题需要提高和完善，尤其是对于用电需求量比较大、环境条件复杂等地区。因此，必须从技术和人力方面不断发展和提高，保证电力系统自动化能够得到全面的实现。本文结合多年工作实践，在概述电力系统自动化技术特点的基础上，对电力系统自动化技术的应用及其发展前景进行了探讨。

1 电力自动化技术概述 

随着社会的不断进步，人们对电力供应的要求也越来越高，电力自动化技术的水平高低直接影响电力系统的运行和管理水平。电力系统自动化技术的要求主要体现在四个方面：第一，电力自动化技术要满足电力系统的工作需要，保障电力设备的安全和高效，保证设备工作人员易于进行操作和协调控制；第二，充分利用电力自动化技术来提高电网运行的安全性， 减少或避免意外事故的发生；第三，通过电力自动化技术，及时掌握和管理电力系统的数据信息、运行参数，确保电力系统各环节在正常稳定的环境下运行；第四， 保证电力系统各环节的稳定运行，提高电力系统的运行效率，节省人力成本。 

2 电力系统自动化技术的特点 

2.1 电网规模的扩大化 

电力系统自动化技术的发展，不仅提高了现代供电系统的能力，而且还保证了经济建设的健康、可持续发展，为社会经济的发展做出了重大贡献，也为其打下了坚实的经济基础。电力系统自动化技术主要构成有信息技术、网络技术、电子技术以及控制技术等，这也是电力系统的重要组成成分，其复杂性和综合性也使得整体系统得到很好的运行。由于电网规模的扩大化使得电力系统得到很好的管理，消除了现代化信息和自动化技术之间的问题。 

2.2 远距离供电 

目前，由于电力系统的不断发展，其分布领域不断扩大，包括一些环境比较差的地区，这些地区都是高山峻岭，很难进行供电电线的施工，因为不仅成本高，还受到环境条件的限制。合理的解决措施是建立合理数量的供电线路，通过柔性供电技术提高供电电量。自动化技术的这一远距离供电特点解决了很多问题，特别是供电和输电方面。不过，带来的困难也导致了需要不断地提高自动化技术。 

3 电力自动化技术的内容和工作原理

电力自动化技术的工作原理就是利用现代化的计算机、 通信技术，借助发达的网络系统，联系发电厂和变电站，通过自动化的计算机系统进行信息数据的传输、共享、整理和管理，对整个电力系统的运行过程进行检测和控制。 电力的自动化主要体现在以下三个方面，即配电的自动化、变电站的自动化和电网调度的自动化。

3.1 配电的自动化

配电自动化是利用计算机技术， 借助现代网络进行数据传输，通过系统自动实现运行过程中的监视和控制，这样工作人员仅仅通过计算机就可以实时的掌握电力系统运行的具体情况，了解运行参数， 从理论到实际上实现人机合一，从而减少操作人员的工作量，节约运行的费用，提高生产的效率和电力运行的经济效能；另一方面借助先进的计算机系统可以更明确、有针对性地找出故障发生的位置和产生的原因，并及时对事故进行控制，从而实现配电网的智能化监控管理，大力改进电力自动化系统的管理效率和经济效益， 使配电网始终处于更优、更安全、更经济的运行状态。

例如某公司现在正在广东省佛山市南海等区全面进行的配网自动化工程，通过将配电线路上的各种数据信息集中到微机保护测控装置上，由该微机装置来判断配网线路的运行状况，并根据实际的运行数据对配网线路上的开关远程遥控分合，对故障段线路进行准确的切断，保证配网线路的运行正常。

3.2 变电站的自动化

变电站自动化即利用先进的计算机技术、网络技术和通信技术，并结合变电站的功能特点对这些技术进行进一步的开发和研究，经过技术创新和优势整合， 使之转变成适合电力系统运行的技术，进而实现变电站原有功能的改进和优化，实现运行数据的无纸化、系统检测的针对化、层次结构的明确化和人工使用的低耗化。通过变电站自动化系统使信息和数据的收集更全面和便捷，变电站内各设备的运营也更加可控和易于操作。目前，我国的变电站自动化技术已日臻成熟，在各规模层次的变电站中广泛使用，使变电站的运行效率和可靠性得到了极大的提高，使电力系统的操作和运行具备了更好的可控性。变电站系统也慢慢由自动化向全数字化、集成化迈进，最终实现变电站无人值守的目标，做到真正的全自动化。

比如某市110kV 池垌变电站就是变电站自动化的最好的例子，他的电站综合自动化系统采用面向对象、模块化的设计思想，系统内的各功能、任务模块和数据库可以分布到不同的计算机节点上，同时提供IEC61850 的通讯方式与下游的计算机节点即微机保护测控装置通讯，采集全站的实时数据，对一次设备进行实时确实的保护，并且通过支持传统的IEC103 规约、IEC101、IEC104、XT9712 的通讯模型与调度之间建立通讯以实现调度直接远程控制站端的一次设备的目的。

南京金箔变就是一个数字智能化变054 

软件开发

Software Development 

电子制作

电站的尝试，他是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站，是由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，是建立在IEC 61850 通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。一次设备智能化主要体现在光电互感器和智能断路器的应用，有效地减少变电站占地面积，和电磁式CT 饱和问题。应用合并器解决数据采集设备重复投资问题。利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题，并简化了施工，降低成本。

现在无论是在国家电网公司还是南方电网公司都在致力于电站自动化的建设，所有的新建的变电站以及老的变电站改造全部都是按照自动化电站的标准来建设，相信我国的变电站一定能做到变电站无人值守的目标，做到真正的全自动化。

3.3 电网调度自动化 

电网自动化是指通过计算机和网络等现代化技术对电网进行自动的调控。即电网调度的工作人员可以通过计算机系统，利用先进的操作软件，详细的了解电网运行时的电压、周波浮动频率等情况， 全面监控电网运行的状态，实现数据信息的有效管理，避免意外事故的发生，同时做好事故发生时的应急准备，保证整个电网始终处于良好的运行状态，尽快实现电网调度的数字化、集成化和智能化。

以我省电网为例，所有新建以及改造的变电站，必须通过支持传统的IEC103 规约、IEC101、IEC104、XT9712 的通讯模型与调度之间建立通讯，将站内微机保护测控装置所采集的测量等信号量传输到调度中心，调度中心再根据所接收到的数据对下边的子站进行监视，控制。以主站AVC 即自动电压控制Automatic Voltage Control 为例，他是在自动装置的作用和给定电压约束条件下，发电机的励磁、变电站和用户的无功补偿装置的出力以及变压器的分接头都能按指令自动进行闭环调整，使其注入电网的无功逐渐接近电网要求的最优值Q 优，从而使全网有接近最优的无功电压潮流。他根据子站送到主站的无功电压等数值，遥控控制子站的变压器分接头升降档位，以及电容器开关分合。而且调度还有接收故障信息，遥控切除故障源的功能。

4 电力自动化技术的发展趋势

伴着硬件设施材料的改良、软件技术的开发以及目前电力运用情况的调节、调度自动化技术系统的不断健全，历经多次大型的技术改良，在下面几个方面上有了很大的改进。

4.1 自动化系统的规模与日剧增 

自动化系统无论接入的信息量、接入的范围、接入的信息种类都比以往大大增加。自动化系统尤其是实时生产管理方面对系统软件提出了更高的要求，尤其是系统的开放性、稳定性、可靠性以及系统的高可用性等方面。 

4.2 自动化系统应用的复杂度日益提高 

随着电力自动化系统产品实用化的推进，生产监控、调度、指挥、管理类的自动化应用需求日益实用化、也日益复杂化。应用的复杂化对数据源头要求多样化，数据源的种类多样化、与兄弟系统的互连复杂化，在中间往往还夹带着中国特色的管理性质的内容。 

4.3 无线通讯技术 

无线通讯技术的使用有效的避免了过去的现场布线环节，节约了时间和成本，通过计算机进行远程链接就可以实现维修检测人员与控制管理中心的信息共享，实现设备的可视化、远程调控等功能， 具有高度灵活性和实用性，是电力自动化技术发展的必然趋势。

4.4 信息化技术 

信息化技术是指电力生产的自动化和管理的信息化。 其中电力生产的自动化实现了无人值班或少人值班，完全借助于自动化的监控系统来完成各项任务，不但节省了人力成本，而且推动了生产过程自动化水平的提高。 另一方面我国电力调度的自动化已经达到了世界领先水平，建成了多项高效、可操作的自动化系统，为电力生产的自动化和管理的信息化提供了有力保证。 通过管理的信息化更有力的促进了信息的及时获取、传递和共享，有效提高了管理的效率，降低了管理的成本。 信息化技术的发展是电力自动化技术不可或缺的重要部分。

4.5 安全技术

电力自动化运行的安全性是整个电力系统的重要前提和保障，仅依靠以前的以人工操作为主的系统运行存在很大的安全隐患，因此催生了众多先进的计算机控制系统。 如安全联锁系统，通过计算机进行设备的自动控制，操作人员只需要完成一个简单的操作就可以完成一系列调整和调度，且万无一失，大大提高了电力运行的安全性。 安全技术是电力自动化技术发展中最基本也是最重要的要求。 

4.6 传动技术 

主要是指变频器和风电变流器在电力系统运行过程中的的使用。通过变频器可以进行变频调速，实现电力的节能减耗，具有安全、可靠、高效、节能的特点，广泛应用于电力行业。 风电变流器可以将风电产生的电能输送到电网上，这种变流器具有安全性、可靠性、耐久性，并且在恶劣的环境中也同样适合。传动技术的发展对于提高电力自动化技术水平具有重要意义。 

4.7 人机界面

直流电源屏是电力行业非常重要的设备，承担着为直流控制保护电器、高压开关及断路器提供操作电源的作用，它的可靠性直接关系到发电站的安全性。通过人机界面技术可以减少很多人工操作过程中的失误，操作人员只需要打开计算机，通过鼠标、键盘、显示器等操作工具就可以进行数据信息的反馈和系统运行的控制。人机界面技术的发展把我国的电力自动化技术推上了一个新的台阶。 

5 结束语

电力自动化技术发展的好坏直接影响着电力系统运行的稳定性，目前我国的电力自动化技术还不完善，还有很多不足之处，需要不断的加以改进，这就要求我们不断地进行探索，积极地研发新技术， 为电力工程的发展做出更多的贡献，促进电力系统更快的发展。

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