关于电力系统及其自动化技术探索

关于电力系统及其自动化技术探索

张雨薇

（黑龙江省九三电业局黑龙江161441）

摘要：电力系统自动化是自动化技术在电力工程领域的应用，自动化相关技术应用到电力工程领域有效地提升了电力工程行业的工作效率和服务质量，有效地推动了电力行业的现代化。

关键词：电力系统；自动化技术；探索

随着电力产业技术的快速发展，我国的电力企业已经开始逐步实施电力自动化管理。电力自动化管理系统的应用极大的提高了我国电力企业的管理水平与管理效率，促进了电力自动化的快速发展。目前电力设备以及电力系统的构成都相对较为复杂，若要确保电力设备或系统的正常运行，就要做好对其的管理与维护工作。而此时要面对的就是如何才能更好的对电力系统进行管理。为了解决这一问题，电力自动化管理系统应运而生，为电力系统的自动化管理带来了极大的便利，提高了我国电力技术的发展水平。

1、变电系统自动化

变压器是变电站的核心组件，在变压输电方面发挥着巨大作用，但随着用电量的逐步扩大，影响因素逐渐增多，变压器在运行过程中发生故障的概率日渐增大。最常见的故障是过电压。它严重干扰着电力系统的正常运行，必须采取相应措施加以限制。通过建立自动监测系统对变电站过电压情况进行实施监控，从而采取针对性的措施，是解决变电站过电压的好办法。

1.1电压传感器

它的敏感度直接影响到监测系统的测量精确度，是整个系统的关键环节。在线监测系统中的电压传感器由高压分压器和光纤传感器组成。前者分为电容分压器、电阻分压器几种类型，具有结构简单，暂态响应和测量精度好的特点，专门用来获取电压信号。由于运行状态下的分压器长期保持并联状态，所以电网的等级较高时，要做好相关人员安全防护工作；后者具有频带宽，绝缘性和抗干扰能力强的特点，适用于雷电过电压的测量。

1.2信号传输

该环节采用光纤或同轴电缆为媒质进行监测系统的数据传输。同轴电缆造价低廉，安装简单，信号保真度高，但对安全防护有要求。光纤绝缘性好，安全可靠，传输速率快，抗电磁干扰能力强，但需配备专门的接收机和光发射，成本较同轴电缆高，而且安装不便。

1.3数据采集

模拟信号的转换处理在这个环节完成。该环节由以下几个单元组成：一是多路转换单元，主要负责传感器的选择或监测，一般借助程控模拟开关完成选通信号；二是预处理单元，主要用来调整输入信号，为模数转换器提供必要条件，并提供一定的抗干扰功能；三是数据采集单元，采样保持负责模数转换周期内各输入量的存储工作，并进行筛选，将数值未发生变化的信号送入模数转换器。模数转换器ADC是数据采集环节的核心部分，主要指标是转换速度和精确度。

1.4数据处理

它是整个监测系统的核心环节，一般采用两种方法来完成。一是在线监测，由相关软件提供硬件的驱动，实时完成过电压的采集监测工作；二是离线分析，通过计算机技术实现对电压信号采样的数据分析，从而完成对过电压的判断。

2、电力系统自动化技术探讨

2.1主动的对象数据库技术及其在电力系统自动监视与控制中的运用。新一代的电网调度自动化系统应该全面地采用面向对象技术，支持面向对象的标准。主动的对象数据库与一般的关系数据库相比，主要的优势在于主动功能以及对对象技术的支持。关系数据库要实现数据的判断（如数据发生变化，数据越限）以及数据的分析都是由外来程序完成的。而在主动的对象数据库中，利用数据库的触发子可以实现系统的监视功能，利用数据库中对象的函数可以实现系统的控制功能。由于引入触发机制以及对象技术，这就可以在数据库中实现自动监控，在节省数据读出和写入时间的同时，又充分地利用数据库对数据的管理功能，提高数据可靠性，维护数据的一致性，便于数据的共享等。随着数据库技术的发展，以及对监控系统中触发子和对象的函数功能的进一步研究，有望实现电力系统自动监视与控制的更加复杂的功能。

2.2现场总线控制系统。现场总线技术（FCS）实际上是将安装在工业过程现场的智能自动化仪表和装置与设置在控制室内的仪表和控制设备连接起来的一种数字化、串行、双向、多站的通信网络。现场总线技术将专用微处理器置人传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成的网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。

现场总线控制系统既是一个开放通信网络，又是一种全分布控制系统。它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。这是一项智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络为主要能容的综合技术。在我国电力系统中，目前DCS系统得到广泛的应用。这种控制方式的实现需要通过传感器、变送器将所有被控设备的状态、电量、非电量信号收集到中央控制室的主控计算机上，然后在计算机上按照规定的数学模型进行计算、判断、进而向被控设备发出指令。其在本质上仍然为数字控制器与模拟变送器组成的模拟-数字混合系统，在电厂或变电站内受电磁干扰严重，难以达到严格的计算精度，并实施准确控制。另一方面，模拟变送器位于测控现场，而控制器位于集中控制室。这从构成控制系统的信号流的角度来看，在现场把被控参数转换为测量信号后，被送往位于集中控制室的控制器，再把所得到的控制信号由控制室送往现场的调节阀或控制电机。这样，即使是一个简单的回路控制系统，其信号的必经路径也将会很长，因而会引起许多弊端和隐患。将FCS引入电力系统将在根本上优化控制系统的各种性能。将整个生产过程的控制功能分散，为每个被控设备就地配备专用的底层前置控制计算机，这些专用的前置机根据控制要求负责管理被控设备的有关信息。这些信息经前置机处理后通过通讯接口由现场总线与上位计算机相联。此时上位机的任务已不再是全面监控所有设备，而是担负人机对话或向上级调度远传信息的任务。在上位机可以根据前置机上传的信息构造各种画面、图象、图表、曲线来直观地反映现场设备的运行情况。不仅前置机可以配合PLC根据所取的实时数据对被控设备实行必要的调节和控制，而且上位机也可以直接通过前置机对被控设备进行实时性不强的调节和控制，把控制功能下放到现场，仅由现场仪表就可以实现控制功能。这样无疑增强整个电力系统自动控制系统的可靠性和系统组织的灵活性。并且基于这种现场总线技术的系统，还可与其它计算机、节点通讯，构成高性能的控制系统。

3、结语

电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。当前电力系统的综合自动化已经进入以计算机技术和监控技术开发为主要标志内的阶段，但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始较晚的国家来说，在追赶先进技术的同时，还必须要注重对传统技术和设备的改进，只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。

参考文献

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[2]李骥.探讨电力系统中配网自动化技术[J].中国科技纵横，2013，30（4）.

[3]杨秀娟.综合监控系统在电力系统中的应用[J].电力系统通信，2013，17（2）.