简析电力系统自动化的新技术应用

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【摘 要】笔者简要阐述了电力系统自动化技术发展现状,主要针对电力系统自动化中现代化技术的应用进行了探讨,有利于电力系统在今后的建设、服务中朝着更高、更快、更强的目标努力发展、不断创新.

【关 键 词】电力系统；自动化；新技术；监测；保护系统

1电力系统自动化发展趋势

电力系统自动化经历了手工阶段,简单自动装备阶段,传统调度中心阶段,现代调度的初级阶段等几个组成.

1.1手工阶段

在电力工业的起步发展的初期,因为受当时发电、输变电条件以及落后的技术水平限制,一般都采取人工操作的方式在发电机、电器设备的开关设备旁就近监测,控制电力设备的运行.

1.2简单自动化装备阶段

随着生产、生活和量的不断增加,伴着相应技术的有效成熟,电力行业逐渐出现继电保护,断路器自动操作等自动装置,并开始广泛应用.

1.3传统调度中心阶段

这个阶段是电力系统自动化发展历史上的里程碑.开始设置电网中心一调度电厂,妥善处理电网的异常和事故,保证供电的持续,可知性和经济性.

1.4现代调度的初级别阶段

本阶段初步实现了调度的自动化,出现了远程自动装置,满足了快捷,实时的调度要求.

1.5综合自动化阶段

随着经济的进一步发展,电力科学技术的逐步成熟,要想要真正满足生产,生活对电能高质、可知与安全的需要,单一功能的自动化装置已经难以满足新时期,新形势的要求.

1.6自动化技术的远程化

传统的RTU在设计上通常采用工业控制计算机作为系统的硬件平台,并通过扩展测控硬件接口电路.完成"四遥"功能,这种方法具有设计周期短、扩展性好,开发方便的优点,但是设计的RTU成本高,体积大,功耗大,结构不够灵活.目前随着微电子技术和网络技术的迅速发展,远动终端也在朝着小型化、智能化、网络化的方向发展.通过对这种新的系统架构方案的研究,不断的提高改善远动终端的整体性能,具有工程际意义.

1.7自动化技术的分布式

随着能源的日益枯竭,作为一种集约式发展的电力运行方式,分布式发电系统得到越来越多的关注.分布式发电系统是指功率为数千瓦至几十兆瓦、与环境兼容的独立电源系统,用以满足电力系统和用户的特殊要求,具有灵活的变负荷调峰性能,可为边远用户或商业区提供较高的供电可靠性,节省输变电投资,适合可再生能源利用等特点.计算机技术、电力电子技术和新材料技术的快速发展极大的推动了DG技术与常规电网的联系.

1.8自动化技术的图形化

全国电力系统联网工程的实施,电力市场运营的启动,EMS高级分析应用软件的完善等,都使得电力系统管理、调度和分析计算所需的信息不但数量巨大,传输路径交叉复杂,而且还要求信息刷新速度更快.以计算机和通信技术为代表的信息技术的迅猛发展,给电力系统带来了很多新的技术进步的机遇,但同时也带来了新的挑战.如何在海量的数据中进行数据的选择、分析和结果显示是电力系统各个专业在面临新技术的选择应用时所需要解决的关键问题.图形化技术凭借其拥有更形象直观易懂和有利于人们洞察和分析数据之间的内在联系的突出优势受到广大电力系统研究者的青睐,迅速成为了电力系统应用分析软件开发的热点.

2电力系统自动化新技术应用分析

2.1变压器的设备在线状态监测

随着电力系统容量的增大和电网规模的扩大,使得人们的生产和生活对电力系统稳定运行的依赖性越来越大,而这对电力设备的正常工作从客观上也提出了越来越高的要求.所以保障供电的可靠性、降低设备的故障损耗成为目前供电企业的重要任务之一.设备检修是电力系统提高供电设备的可靠性,降低设备故障损耗和维护设备的主要手段.设备检修主要包含两方面：即设备的检查和修理或者说维护.电气设备的检修维护大致经历了故障检修、定期检修和状态检修三个阶段.要实现电气设备的状态检修,最基本的是要实现状态监测,要对电气设备的运行状态进行实时地、全面地、真实地掌握,并及时的检测出电气设备在运行中各种状态参数及其变化趋势.这样才能对设备可能存在的缺陷及故障进行准确的分析和判断.状态监测包括离线监测和在线测两种方式.所谓离线检测就是在电气设备停运进行各种试验检测,比如传统的预防性试验等.而在线检测则是使用传感器、计算机以及信息通讯技术在电气设备运行或带电的情况下进行实时监测.

2.2微机实时保护系统应用

随着电力系统自动化技术的发展及微机保护装置的大量投入使用,电力系统对微机保护的要求不断提高,并且由于电力系统本身的特殊性,它需要微机保护装景具有强实时性、高可靠性和扩展性、更强的网络通信能力及更友好强大的人机交互界面.它们不仅对硬件要求高,而且对嵌入式软件的要求也不断增加,从而引进了嵌入式实时操作系统（RealTimeOperatingSystem即RTOS）,这种操作系统可裁减的微内核结构、高效的多任务优先级管理、强的可移植性和扩展性以及微秒级的中断管理等,都更加有利于控制效率的提高,并且更容易满足这些方面的需要.

2.2.1实时性更强

对继电保护装置而言,实时性是其首先要解决的问题.这是因为电网的安全稳定性通常在事故后几十到几百毫秒内就有可能受到严重威胁,并且过迟的稳定控制措施不仅起不到预想的作用,造成经济上的损失,甚至可能引起其它的安全问题.这里的实时性不仅指获得数据的实时性,而且还包括数据处理、分析、决策的实时性.嵌入式技术与实时性有着天然的联系.嵌入式系统常常要求能够预测外界事件,并在有限时间内做出响应.

2.2.2可靠性更高

传统的线性程序,在遇到很强干扰时,程序在任何一处断线都会引起死机,只能依靠硬件的最后防线看门狗复位,重新启动系统.如果系统采用了RTOS,这种干扰可能只是引起若干个进程被破坏,可以用另外的进程对其进行修复.RTOS不仅可以将应用程序分解成若干独立的任务,而且可以另外启动一个监控进程,监视各程序运行状况,遇到异常情况时采取一些措施,可以像在UNIX中自动将有问题的进程终止掉,再调用另一个进程将任务修复,从而使系统的可靠性大大提高.

2.2.3可扩展性更好

目前大多数的嵌入式系统的开发语言都采用C/C++（也包括少量的汇编语言）因此灵活性好,可移植性强；另外采用模块化设计,这不仅可以方便生产调试厂家,而且可以解放用户.当一个模块出现问题时,只需要换一块新的就成；当需要增减某项功能时,也只需要增减相应的模块即可.

3结束语

电力系统实现全面的自动化、一体化的管理是适应市场经济建设需求、促进社会可持续发展的重要保证.在电力系统的广泛运营中,自动化控制体系的建立是管理水平、制度水平、科技水平、智能化水平、人性化水平的最真实、有效的反应,也是电力系统生产效能、服务效率提升的重要影响因素.