浅议电力系统自动化中的新技术要点

浅议电力系统自动化中的新技术要点
摘要：电力系统自动化技术的发展经历了一个相当漫长的过程。

初期发展较为
缓慢，随着相关领域技术的发展与进步，新技术的不断涌现和完善，电力自动化
产业发展速度日益加快，各种原来看似不相关联的技术会逐步彼此渗透，国际化、标准化、规范化越来越成为技术发展的共识，最终实现电力高度集成化、高度职
能化和高度自动化。

本文作者对新技术在电力系统自动化的运用做了简单阐述，
希望和同行交流。

关键词：电力系统；自动化；内容；发展趋势；新技术
前言
通常来讲，电力系统的自动化指的是通过各种装置和信号系统以及数据传输系统对电力
系统的各个元件、局部系统甚至是全部系统进行较近距离或者是较远距离的自动化的监视、
协调以及控制等。

电力系统的自动化迅猛发展离不开科学技术水平的不断提高，为了促进电
力系统的可靠安全、长效稳定和经济的运行，作者针对电力系统的自动化发展情况，分析了
各种现代化技术应用的发展方向，对提高电力系统的自动化控制水准和服务意识有着非常重
要的指导意义。

1电力系统的自动化系统的基本内容与组成要素
电力自动化系统的基本组成要素电力系统的自动化是电力行业发展到一定阶段的高级产物，是电力行业不断引进新技术与新理念的前提下所取得的巨大成就。

电力系统的自动化控
制的基本内容主要包括以下几个方面。

第一，系统调度的自动化。

电力系统控制技术的自动
化发展到今天，发展最为迅速和发展最为前沿的领域便是电力系统的调度自动化，它所实施
的主要功能是电力系统相关数据的采集与监控，这给电力系统调度的自动化打下了坚实的基础。

在电力系统中，调度的自动化是电力系统自动化的核心技术，是保证自动化系统的运行
稳定性以及高质量的基础工作。

在此过程中，发挥作用的装置具有自动监测、决策和控制的
基本功能。

这一过程在实际的应用与操作中，较好的保证了电力系统的安全运行、健康运转，同时也从很大程度上保证了电能质量的合格性。

2电力系统自动化发展趋势分析
电力系统自动化发展经历过的阶段由以下几个组成：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。

2.1手工阶段
在电力工业刚刚起步的时期,由于受当时落后的技术、发电和输变电条件限制，通常都是使用
人工操作方式在发电机和电器设备的开关设备旁附近监测，以此控制电力设备的运行。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

2.5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。

2.6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。

2.7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（Distributed Genera-tion System，DG）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。

2.8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。

3电力系统自动化新技术应用探讨
3.1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。

变压器在线监测系统作为一种实时监测的
预防性手段，可以随时掌握变压器的真实状况，使变压器检修维护从离线、定期检修的固定
模式，向以预防性实验为主的状态检修方向转变。

3.2自动化安全保障能力
电力系统具有对于不同类型以及规模的数据与使用对象都不能有崩溃的相关特征，应具
备灵活的相关恢复机制，因此对安全保障极其有用。

其保障能力的应用具体包括：保障电力
系统的日程运行；保障电力数据的及时存储和恢复。

日常记录的数据对于制定发电站的预算、节约成本、进行系统更新、安全指标的修订均具有重要意义；保障从业人员的安全。

由于自
动化系统具有监控功能，所以当系统出现异常，特别是出现安全隐患危及生命时，自动化系
统可采取相应措施降低风险。

在安全生产的同时，保障生产者安全，也是自动化系统的职责
之一。

3.3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（RealTime Operating System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。

自从20世纪80年代我国第一套微机线路保护投入运行到现在，微型机继
电保护装置凭借其优越性在国内得到了广泛的认可和使用。

随着微电子技术、计算机技术的
发展，微机保护在硬件和软件两大方面仍然在不断地完善和发展。

目前主流的发展技术是在
微机保护中采用RTOS，以提高微机保护系统的实时性和可靠性。

（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）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。

（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。

4结语
电力系统实现全面自动化、一体化的管理是适应市场经济建设需求，也是促进社会可持
续发展的重要保证。

自动化控制体系的建立是管理制度、智能化、人性化的反映，也是电力
系统服务效率、生产效能提高的重要影响因素。

所以文章本着提升经营水平、强化服务意识
的原则，对电力系统的自动化技术进行了初步分析和研究，有利于电力系统在日后的建设服
务中不断创新、往更高的目标发展。

参考文献：
[1]马红．电力调度自动化系统实用化应用[J]．现代电子技术，2010（10）
[2]薛宏伟．电力调度中心办公自动化系统的开发与应用[J]．宁夏电力，2009（3）
[3]黄晓尧．电力调度自动化系统网络安全分析[J]．华东电力，2010（8）。