摘 要：電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的完善支持，融合多種技術(shù)，為了有效促進(jìn)電力系統(tǒng)的可靠、安全、長(zhǎng)效、經(jīng)濟(jì)及穩(wěn)定運(yùn)行，本文從電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀入手探討了各類現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方向，分析了電力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和設(shè)計(jì)方案，對(duì)提升電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平與綜合服務(wù)效益有重要的實(shí)踐意義。

　　關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化系統(tǒng);原則;設(shè)計(jì)方案

　　Abstract:The power system automation development is inseparable from the perfect support of the science and technology, it integrates multiple techniques, in order to effectively promote the power system security, reliable, effective, economic and stable operation ,this article explores all kinds of modern technology application development direction, analyses the electric power automation system design principle and scheme, from the current power system automation development situation , which has the important practical significance to improve the automation control level and comprehensive service efficiency.

　　Key words: power automation system; principle; design scheme

　　中圖分類號(hào)：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104

　　電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本原理是將環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開(kāi)環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)線路通過(guò)分段開(kāi)關(guān)把供電線路分割成各個(gè)供電區(qū)域。當(dāng)某區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)將分割該區(qū)域的開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，隔離故障區(qū)域;隨后，將因線路發(fā)生故障而失電的非故障區(qū)域迅速恢復(fù)供電，從而避免了因線路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整條線路連續(xù)失電，大大減少了停電范圍，提高了供電可靠性，減少人工操作帶來(lái)操作效率低下。

　　1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

　　1.1 電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化發(fā)展

　　電力自動(dòng)化系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)控制為核心，將信息、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制技術(shù)有效集成，構(gòu)建針對(duì)信息資源的收集、監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)分析、計(jì)算與控制系統(tǒng)等。系統(tǒng)中包含遠(yuǎn)動(dòng)裝置系統(tǒng)及主站調(diào)度系統(tǒng)，用以全面監(jiān)控電網(wǎng)的整體運(yùn)行狀態(tài)，能夠及時(shí)的調(diào)整線路出現(xiàn)的故障，為調(diào)度操作人員以戰(zhàn)略化視角對(duì)全網(wǎng)實(shí)施運(yùn)籌帷幄的控制、指揮電力系統(tǒng)電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)與穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)實(shí)施常規(guī)監(jiān)控，確保其在正常標(biāo)準(zhǔn)下提升供電質(zhì)量、滿足用戶用電需求，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)供電過(guò)程中存在的問(wèn)題，并及時(shí)通知給工作人員，能夠有效的預(yù)防供電事故的發(fā)生。通過(guò)自動(dòng)化的調(diào)度手段實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，以促進(jìn)耗能的節(jié)約，能夠提高用電效率和提高工作人員的工作效率。

　　1.2 變電站自動(dòng)化發(fā)展

　　我國(guó)電力系統(tǒng)的綜合發(fā)展令各類電力保護(hù)技術(shù)、遠(yuǎn)動(dòng)功能、故障錄波、站內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)控等綜合功能得以充分發(fā)揮及優(yōu)勢(shì)組合，為變電站的綜合自動(dòng)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有效取代了傳統(tǒng)常規(guī)的變電站測(cè)量系統(tǒng)，例如錄波器、變送器及指針儀表等，同時(shí)也令常規(guī)化的控制盤(pán)操作、無(wú)功補(bǔ)償手控裝置逐步退出歷史舞臺(tái)。創(chuàng)新構(gòu)建了綜合、多功能的遠(yuǎn)動(dòng)控制裝置，令變電站各類裝置及保護(hù)信息合理融為一體，與上級(jí)調(diào)度控制中心可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的通信傳輸，令變電站的自動(dòng)化水平上升到全新的高度，有效提升了調(diào)度中心對(duì)下層變電站的全過(guò)程運(yùn)行及遠(yuǎn)程操作的綜合監(jiān)控能力。并為未來(lái)全面實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的變電站自動(dòng)化控制打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　1.3 配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展

　　當(dāng)前我國(guó)電力行業(yè)對(duì)配電網(wǎng)的自動(dòng)化發(fā)展研究構(gòu)建了較多試點(diǎn)，改變單純依靠傳統(tǒng)的人工式經(jīng)驗(yàn)操作顯然無(wú)法適應(yīng)電力系統(tǒng)的綜合發(fā)展需求，易造成顧此失彼的不良局面。從配電主站到子站再到饋線終端科學(xué)構(gòu)成了三層結(jié)構(gòu)，并將光纖通信網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)主干傳輸網(wǎng)，該通信方式及結(jié)構(gòu)布設(shè)方案得到了普遍認(rèn)可。其中饋線的自動(dòng)化可有效基于光纖通信介質(zhì)進(jìn)行建立，并令其終端快速進(jìn)行彼此通信，充分激發(fā)饋線的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)性能，令全新的配電自動(dòng)化智能系統(tǒng)的完善建立成為可能。因此在未來(lái)的發(fā)展中我們應(yīng)將研究方向明確細(xì)化。致力于構(gòu)建綜合的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化配電自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　2、配電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用原則

　　2.1 適應(yīng)性原則。適應(yīng)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)條件的原則，保證供電的公平和公正，由于我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，因而不能照搬發(fā)達(dá)國(guó)家的配電網(wǎng)自動(dòng)化模式，應(yīng)該立足國(guó)情，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際條件以解決配電網(wǎng)的實(shí)際問(wèn)題和符合供電可靠性及用戶的要求為目的，將有限的資金有效地投入配網(wǎng)自動(dòng)化中去，為提供用戶的用電服務(wù)提供便利。隨著“網(wǎng)改”的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)無(wú)論在線路長(zhǎng)度和設(shè)備容量上也在不斷增長(zhǎng)，配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)該能適應(yīng)發(fā)展了的配電網(wǎng)，反過(guò)來(lái)，發(fā)展的配電網(wǎng)，更需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　2.2 逐步完善的原則。配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)綜合性系統(tǒng)工作，需要逐步推動(dòng)這項(xiàng)工作，最基本的條件是應(yīng)具有較為完善的多路電源的配電網(wǎng)點(diǎn)，涉及到城市建設(shè)，配電網(wǎng)規(guī)劃，設(shè)備選擇等一系列繁雜工程，內(nèi)容豐富，技術(shù)性強(qiáng)，要求工作人員的操作技術(shù)能力比較強(qiáng)。對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)實(shí)行分期、分階段進(jìn)行。第一階段為初級(jí)階段，變電站出線以自動(dòng)重合閘作保護(hù)，線路上裝多組自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)，建立電壓控制系統(tǒng)。第二階段在第一階段的基礎(chǔ)上，增設(shè)通信及控制設(shè)備，各分支線自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)由供電所實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)配。第三階段增加各供電所與配電管理中心的通信，將各點(diǎn)信號(hào)傳送到配電管理中心，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制及信息的自動(dòng)處理，達(dá)到完善的配電自動(dòng)化。

　　2.3 采用電流控制式的原則。由于重合斷路器經(jīng)常有合分操作以及瞬時(shí)性故障時(shí)自動(dòng)重合，使得配電開(kāi)關(guān)頻繁動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備可靠性降低，影響使用壽命。另外，自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)有個(gè)合閘延時(shí)時(shí)間，故障時(shí)在并聯(lián)組數(shù)較多的線路，最末級(jí)完成合閘的時(shí)間達(dá)幾十分鐘，合閘時(shí)間明顯大于故障判斷時(shí)間，影響供電的連續(xù)性，這樣能夠保證不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)故障，影響用戶的用電。

　　3、配電網(wǎng)自動(dòng)化模式方案

　　變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案由變電站出線保護(hù)開(kāi)關(guān)和饋線開(kāi)關(guān)相配合，并由兩個(gè)電源形成環(huán)網(wǎng)供電方案。也就是說(shuō)優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，推行配電網(wǎng)“手拉手”，變電站出線保護(hù)開(kāi)關(guān)具有多次重合功能，重合命令由微機(jī)控制，線路開(kāi)關(guān)具有自動(dòng)操作和遙控操作功能，開(kāi)關(guān)具有自動(dòng)操作和遙控操作功能，遠(yuǎn)動(dòng)裝置，事故信息、監(jiān)控系統(tǒng)由微機(jī)一次完成。設(shè)備與線路故障由主站系統(tǒng)判斷，確認(rèn)故障范圍后，發(fā)令使故障段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。

　　自動(dòng)重合器方案。此方案是將兩電源連接的環(huán)網(wǎng)分成有限段數(shù)，每段線路由相鄰的兩側(cè)重合器作保護(hù)。故障時(shí)，由上一級(jí)重合器開(kāi)斷故障，盡可能避免由變電站斷路器進(jìn)行分合。當(dāng)任一段故障時(shí)，應(yīng)使故障段兩端重合器分?jǐn)啵瑢?duì)故障進(jìn)行隔離，線路分支線故障由重合器與分?jǐn)嗥鲃?dòng)作次數(shù)相配合來(lái)切除。

　　自動(dòng)重合分段器方案。每段事故由自動(dòng)重合分段器根據(jù)關(guān)合故障時(shí)間來(lái)判斷。此方案在時(shí)間設(shè)置上，應(yīng)保證變電站內(nèi)斷路器跳開(kāi)后，線路斷路器再延時(shí)斷開(kāi)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)每條線路上的負(fù)荷運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全因素，消除事故隱患，使配電網(wǎng)安全運(yùn)行。通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶計(jì)量表故障，防止竊電，避免用電量損失。具備可靠的、高速率的通訊。具備完善的、能識(shí)別故障電流的、滿足室外惡劣環(huán)境的故障控制器，以及實(shí)現(xiàn)斷路器遠(yuǎn)方操作。能通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)功能及時(shí)計(jì)算線路線損使線路能在最佳的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。

　　饋線自動(dòng)化模式：就地控制模式，即利用重合器加分?jǐn)嗥鞯姆绞綄?shí)現(xiàn);計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控模式，即設(shè)立控制中心，饋線上各個(gè)自動(dòng)終端采集的信息通過(guò)一定的通信通道遠(yuǎn)傳回主站。在有故障的情況下，由主站根據(jù)采集的故障信息進(jìn)行分析判斷，切除故障段并實(shí)施恢復(fù)供電的方案。就地與遠(yuǎn)方監(jiān)控混合模式，采用斷路器(重合器)智能型負(fù)荷開(kāi)關(guān)，并且各自動(dòng)化開(kāi)關(guān)具有遠(yuǎn)方通信能力。這種方案可以及時(shí)、準(zhǔn)確地切除故障，恢復(fù)非故障段供電，同時(shí)還可以接受遠(yuǎn)方監(jiān)控，配電網(wǎng)高度可以積極參與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整和非正常方式下的集中控制。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　近幾年來(lái)，隨著電力事業(yè)的發(fā)展，各種新電器廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)，給人類帶來(lái)了巨大的便利，但同時(shí)，也使人類社會(huì)對(duì)電的依賴日益加深。電力作為一種商品進(jìn)入市場(chǎng);配電網(wǎng)供電可靠性已是電力經(jīng)營(yíng)者必須考慮的主要問(wèn)題。通過(guò)對(duì)配電自動(dòng)化的合理規(guī)劃，以及在此基礎(chǔ)上配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施，必將使電網(wǎng)運(yùn)行于安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、高效的狀態(tài)。同時(shí)也可以減少因停電造成的電費(fèi)損失，提高設(shè)備的利用率，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，降低線損，最大限度地提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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