電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化芻議
電力系統(tǒng)的出現(xiàn)讓電能得到了廣泛的應(yīng)用，同時帶動了社會各生產(chǎn)部門的發(fā)展，開啟了電力時代的大門，我國的電力系統(tǒng)是從二十世紀五十年代開始發(fā)展的，電力系統(tǒng)自動化廠站及調(diào)度是我國電力系統(tǒng)一直以來夢寐以求的發(fā)展研究方向，電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化的出現(xiàn)，可以對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動化控制、自動化調(diào)度和自動化管理，電力系統(tǒng)自動化的水平已成為衡量一個國家綜合實力的標志之一。
摘要：電力系統(tǒng)是將水能、風能等一次能源通過電動機的發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化成電能的形式，再經(jīng)過處理和輸電線路的輸送，分配到各個用戶。我國是一個用電大國，實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展對我國的影響至關(guān)重要。文章主要論述了電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化的發(fā)展，并對其前景進行了探索。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng),自動化,廠站,調(diào)度,發(fā)展
在二十世紀六七十年代，就有人曾經(jīng)提出過電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化這一概念，但是由于當時技術(shù)落后，這一概念并沒有實現(xiàn)。在1965年美國發(fā)生一起重大停電事故后，很多電力公司充分地意識到，電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化的研究已經(jīng)迫在眉睫，不久就將計算機技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)的安全上，出現(xiàn)了SCADA系統(tǒng)，這是電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化實現(xiàn)的基石。本文結(jié)合當今世界發(fā)展的背景，說明實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化與調(diào)度自動化對廠站發(fā)展與管理的優(yōu)勢。
1電力系統(tǒng)廠站自動化
1.1火電廠自動化
改革開放以來，是火電廠發(fā)電自動化技術(shù)發(fā)展最快的二十年，火電廠的發(fā)展離不開行政和技術(shù)方面的指令性規(guī)定的發(fā)展�；痣姀S的自動化設(shè)計共有三個階段：
第一階段。二十世紀八十年代末，作為先進國家一項成熟技術(shù)，在華能國際電力開發(fā)公司引進的火電機組上廣泛應(yīng)用了DCS，二十世紀九十年代初期，分散控制系統(tǒng)（DCS）從試點到推廣應(yīng)用，也就是第二代數(shù)字控制，這個時候各個部門的計算機系統(tǒng)是相互獨立的。
第二階段。二十世紀九十年代中期，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）和爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）全面納入DCS，各項功能都達到了一定的水平，每個機組的監(jiān)控實現(xiàn)了以分散控制系統(tǒng)的人機一體化，傳統(tǒng)的后備監(jiān)控已不復存在，新機組生產(chǎn)時電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)可用率達到較高水平。
第三階段。充分實現(xiàn)火電廠整體性的自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)分為兩級，全廠級與機組級，機組級使用的是分散控制系統(tǒng)和順控器，控制機組的每個單元和每個環(huán)節(jié)，全廠級采用的是信息管理系統(tǒng)，通過計算機在后臺對第一線的生產(chǎn)實施監(jiān)控，并隨時做出調(diào)整。
現(xiàn)在，通信標準化工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，已經(jīng)獲得成功，分散控制系統(tǒng)與可編程邏輯控制器有效融合。分散式控制系統(tǒng)面向多功能的全封閉的方向發(fā)展，可編程邏輯控制器已經(jīng)走向網(wǎng)絡(luò)化。想要接入分散控制系統(tǒng)需要捷威借口，如今世界上有兩大機構(gòu)，分別是WorldFIP和ISP，ISP的公司有25個，其中最有名的是西門子公司，而WorldFIP得公司竟達到了150個，兩大機構(gòu)有各自的線路標準，具有信號自我處理、補償自我修復的能力。
1.2水電廠自動化
1979年以后，我國在水電站的自動化方面做了大量工作，不斷地調(diào)研并逐步推廣，目前已有二十多個水電站實現(xiàn)自動化工作，這些水電站基本上實現(xiàn)了計算機技術(shù)控制系統(tǒng)。水力發(fā)電站綜合運用計算機信息技術(shù)進行水庫調(diào)度，綜合自動化控制，微型計算機得到廣泛應(yīng)用。二十世紀八十年代初，當時的計算機技術(shù)實行監(jiān)控主要以控制集中而功能分散的模式，到了二十世紀九十年代的時候，經(jīng)過幾年的發(fā)展，已經(jīng)變成了開放式的分布模式，水電廠的公用設(shè)備將會被計算機監(jiān)控系統(tǒng)分散控制，水電廠采用這種方式處理，有利于加快水電站工作進程，國外早就已經(jīng)啟用這種模式來管理水電站了。
最近幾年出現(xiàn)了更為全面，效率更高的分布式系統(tǒng)的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，完整的系統(tǒng)嚴格符合美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE），國際標準化組織（ISO），國際電工委員會（IEC）等的標準，將總線網(wǎng)絡(luò)與計算機控制系統(tǒng)相連接，方便了設(shè)備的調(diào)試、修理以及更換，使每個節(jié)點都有高度的獨立性，且運行安全可靠，比以前的系統(tǒng)更容易維護，這也是水電站未來發(fā)展的趨勢。
1.3變電站綜合自動化
變電站是我國電氣行業(yè)研究的重點方向，國家的建設(shè)與市場的需求都使得變電站成為研究的熱點，主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器，變電站自動化從局部到整體的設(shè)計角度，改變了原有的對變電站的看法，自動化變電站可以將數(shù)據(jù)信息自動提取出來并分析出很多難以把握的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析加以保存。
變電站按規(guī)模大小不同，可分為變電所、配電室等。傳統(tǒng)的變電站將饋電線（進線、出線）和母線，隔離開關(guān)，接地開關(guān)，斷路器，電力變壓器（主變），站用變，電壓互感器TV（PT）、電流互感器TA（CT）對應(yīng)連接，這么多的設(shè)備都放在控制室里，會產(chǎn)生很大的工作量，同時結(jié)構(gòu)發(fā)雜，很容易出錯。現(xiàn)在所用的自動化變電站是將分散的設(shè)備聚攏在一起，形成多級單元，回路也非常簡單，電纜的數(shù)目減少了許多，可以實現(xiàn)無人管理。
變電站的高壓設(shè)備一般都放置在開關(guān)場內(nèi)，會長生很大的磁場，以前工作環(huán)境惡劣，電磁干擾的問題很突出，工作人員必須時刻注意這方面的問題。變電站自動化后，一臺計算機就可以取代控制室。變電站的自動化可分為集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前端負責信息的輸入輸出以及運行，后端對信息進行處理并反饋給前端，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒有形成一個整體的結(jié)構(gòu)，很多問題都無法解決；而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有高度的靈活的反應(yīng)速度和強大的信號處理能力。
2電力系統(tǒng)調(diào)度自動化
我國在電源與電網(wǎng)的信息采集方面做得非常好，幾乎能收集到所有的實時信息，電力系統(tǒng)的調(diào)度在分級調(diào)度與分層控制的基礎(chǔ)上要實現(xiàn)自動化。我國調(diào)度狀況分為五級分層調(diào)度管理：國家調(diào)度控制中心（國調(diào)），大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心（網(wǎng)調(diào)），省電網(wǎng)調(diào)度控制中心（省調(diào)），地市電網(wǎng)調(diào)度控制中心（地調(diào)），縣級電網(wǎng)調(diào)度控制中心（縣調(diào)）。目前電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的軟件已經(jīng)有了第四代產(chǎn)品。電力系統(tǒng)自動化的需求與應(yīng)用模式也有了相應(yīng)提高。
2.1自動化系統(tǒng)的規(guī)模日益增大
隨著國與國之間的教育合作越來越多，自動化系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大，系統(tǒng)之間信息量的傳遞與日俱增，所覆蓋的范圍也隨之擴大，信息的種類也越來越多�，F(xiàn)在的軟件需要更高的水平才能滿足SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，還有DMS系統(tǒng)、TMR等的要求，自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性表現(xiàn)在系統(tǒng)的安全，運行的穩(wěn)定和操作的可靠等方面。在自動化系統(tǒng)大規(guī)模延伸的背景下，系統(tǒng)的每一項指標都不容忽視。
2.2自動化系統(tǒng)應(yīng)用的復雜度日益提高
隨著電力自動化系統(tǒng)產(chǎn)品實用化的推進，生產(chǎn)監(jiān)控、調(diào)度、指揮、管理類的自動化應(yīng)用需求日益實用化、也日益復雜化。應(yīng)用的復雜化對數(shù)據(jù)源頭要求多樣化，數(shù)據(jù)源的種類多樣化、與兄弟系統(tǒng)的互連復雜化，在中間往往還夾帶著中國特色的管理性質(zhì)的內(nèi)容。
我國的自動化系統(tǒng)已經(jīng)走向成熟，系統(tǒng)在各個方面的性能也達到了國際水平，復雜的自動化系統(tǒng)要求具有多樣別的信息源頭。各個系統(tǒng)相互連接，EMS系統(tǒng)向標準化和組件化的方向發(fā)展。
2.3自動化系統(tǒng)間的交互大大增強
信息采集和控制執(zhí)行子系統(tǒng)，信息傳輸子系統(tǒng)，信息處理子系統(tǒng)，人機聯(lián)系子系統(tǒng)程序間數(shù)據(jù)的交互和調(diào)用能力增強，數(shù)據(jù)的傳輸由串行傳輸，變成并行傳輸，速度快、效率高。
3結(jié)語
電力系統(tǒng)自動化的研究與實踐是緊密聯(lián)系、相輔相成的，以電氣工程中電力系統(tǒng)為主，以計算機技術(shù)，制造加工為輔的集中反映。電力系統(tǒng)自動化的研究，也推動了測試與測量技術(shù)、自動化控制與計算機技術(shù)的發(fā)展。
電力系統(tǒng)自動化的優(yōu)勢是建立在合理運用科學技術(shù)的基礎(chǔ)上，依靠先進的設(shè)備和完善的信息控制等手段實現(xiàn)的，或許不久的將來，會有更多新型技術(shù)走向電力系統(tǒng)，推動電力系統(tǒng)向更遠的方向發(fā)展。
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