电力系统自动化技术在电力工程中的应用

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【摘 要】随着国民经济发展速度的不断提升，人们对电的需求量越来越大，有效提高供电技术是确保人们正常生活的重要保障。通过国家扶持与大力倡导，电力系统自动化技术得到了快速发展，在电力工程中电力系统自动化技术也得到了广泛地应用。本文主要对电力工程中电力系统自动化技术的概况、发展及应用进行了分析与探究。

【关键词】计算机技术 电力系统自动化技术 概况 应用 发展 电力工程

1 电力系统自动化技术的概况

电力系统主要组成部分包括：发电、输电、变电、配电及用电等。一般情况下电力系统的一次设备包括发电机、变压器、开关与输电线路等设备，通过对一次设备进行在线测控、保护等方式，可以起到稳定、保护一次设备的作用。电力系统二次设备是指测控装置、保护装置、通信设备、电网调度控制中心的计算机系统等，其包括电力系统自动化的主要技术内容。

计算机技术作为电力系统自动化的重要技术，目前主要在电力系统电网的智能化中应用，也就是通过计算机技术内的传感技术、传输技术及控制技术等对电网运行智能化的实现提供技术支持。计算机技术在智能化电网内最常用到的技术包括：通信、测量、能源接入及传感等技术，这些技术在整个智能化电网中发挥着至关重要的作用。

2 电力系统自动化技术的发展

20世纪60、70年代晶体管技术的发展与集成电路的出现，为电力系统自动化装置提供了技术保障。前期电力系统自动化装置设计主要以模拟电路与布线逻辑为主，这种技术的应用不仅对变电站工作人员的工作量进行有效降低，还对电力安全运行能力进行有效提升。但这个阶段电力系统自动化装置功能较少，通讯也不畅通，无法实现故障自诊断功能。

20世纪80年代，我国电力系统自动化出现了单片机技术，这种技术的应用为电力系统自动化设备的更新提供了强有力的保障。数字电路技术与模块化软件设计技术的应用，有效提升了电力自动化装置的性能，实现了电力系统的通信作用，并利用相关设备进行数据交换，如并行口、串行口等。在电力系统自动化装置内第一次产生了人机联系功能。特别是引进的Intel公司SBC系列OEM单片机技术为我国微机化电力系统二次设备研究与开发速度的提升提供了技术保障。这个阶段取代机械光学结构原理传统录波装置的为数字式故障录波器。微机远动装置与巡回检查设备的特点为较小体积、较大容量及较强通信规约适应性，这种装置的应用，不仅可以大大提升微机继电保护装置的性能，还可以为修改保护定值提供便利，确保应用与维护的透明度。

伴随20世纪90年代各项技术的不断进步，如高性能工作站、服务器与软件技术的发展，尤其是高速网络技术的大量应用，促使我国电力系统自动化得到了极大的进步，逐渐实现了新的发展模式，相比以上阶段，这个阶段的电力系统自动化具有网络化、智能化等特点。同时还做到了电力电缆、通信电缆用量的降低，从而大幅度减少了设备成本，并对系统技术水平进行了有效提升，在设备配置灵活性、互换性及可维护性增加的同时，也对系统运行的可靠性进行了有效提升。

随着国民经济发展速度的不断提升，电力系统自动化技术也得到了极大的发展。近年来，在我国电力系统自动化发展中逐渐出现了多种嵌入式技术，如嵌入式微处理器、嵌入式计算机、嵌入式操作系统等，这些技术在电力系统自动化中装置中的广泛应用，促使电力系统自动化技术得到了高速的发展。目前电力系统自动化中主要有以下装置设备应用了嵌入式技术，如测量控制设备、继电保护装置、数据通信控制器等，这种技术的应用不仅简化了装置硬件的电路与应用程序，还有效提升了设备的性能，并加快了信息处理的速度，降低了功能消耗，并实现了功能扩展，为电力系统自动化的发展做出了极大的贡献。

3 电力自动化技术在电力工程中的应用

自上个世纪50年代我国电力系统自动化发展以来，我国电力自动化技术得到了极大的发展空间。在电力自动化发展中计算机技术与网络技术的应用，促使其向一个新的发展时代迈进。本文主要从以下几个方面对其进行了分析。

3.1电网调度

作为电力系统的核心内容，电网调度中自动化程度的高低对其发展起到关键性的作用。现阶段我国自动化电网调度主要分为县、地区、省、自治区及国家五个组成部分。随着信息时代的到来，作为电网调度自动化最主要的内容，计算机网络系统的完善是电网调度自动化实施的关键。显示器、工作站等装置是电网调度自动化的其他组成部分。

3.2变电站

相比传统人工操作与监视环节，电力系统内变电站、配电线器的应用促使变电站具有更高的自动化水平，这些技术的应用不仅对变电站监控范围进行了有效扩大，还为工作效率的提升提供了便利。利用计算机技术与网络通信技术，可以对变电站内运作的电气设备进行全方位监控与控制，常规电磁式设备也可以由全微机装置所代替。二次设备集成化与数字化的实现可以通过计算机光纤、光缆等对电力信号电缆的替代来实施。利用重组与设计优化等方式，进行监视、测量等具有较强综合能力系统的建立。

3.3配电网系统

电网改造是配电系统的主要内容，随着科学技术的不断进步，我国电网技术也得到了极大的发展，配电系统网络化的发展促使其结构高性能的增长，并对电力系统自动化的实现提供了强有力的保障。如图1所示。

3.4智能电网技术

第一，网络拓扑。这种智能电网结构较为灵活，也是今后电网系统的重要内容。其作用为对布局不平衡矛盾进行有效缓和，目前我国开展的网络拓扑工程主要有直流网工程、特高压联网工程等。通过计算机技术可以对电网结构进行优化，并扩大电网规模。

第二，信息通讯系统。智能电网实现的有效手段为信息通讯系统，主要原因在于信息通讯系统具有较快的速度及实时性等特点，通常这些特点可以对智能电网结构进行合理优化，在信息通讯系统的辅助下，才能稳定、保护与有效控制智能电网，为建立与完善智能电网提供了可靠地信息依据。随着信息通讯系统在电力系统自动化中的广泛应用，有效结合自动化与信息技术，可以实现智能电网的发展目标。

在自动化变电站系统内进行技术投入的增加，已经成为电力系统自动化技术发展的主要任务。智能电网技术是计算机技术与电力系统自动化技术有效结合的最佳技术，这种技术利用全局性特点实现电力系统自动化的智能控制，在实现稳定性控制系统、变电站自动化系统的基础上，为智能电网技术的发展提供了强有力的保障，并为实现双向性、实时性及可靠性的网络通信技术打下了良好的基础。

3.5电力互感器

作为输电线路设备中的重要组成部分，光电式电力互感器可以利用一定比例关系，有效降低输电线路上高电压与大电流的数值，并通过仪表对其数值进行准确测量。随着科学技术的不断进步，许多国家都进行了新型光电式与电子式互感器的研究与开发。目前我国科研单位对光电互感器的研究尤为重视，在研究过程中，相比电磁式互感器输出信号，光电互感器输出信号要低出许多，基于此，应进行数字信号的转换，并由光纤接口送出，在转换模数与转换光电子信号中应进行一体化设计，进行电磁兼容、绝缘等技术难点的突破，对光电子电力互感器的性能进行有效提升。

4 结语

综上所述，随着社会经济的不断发展，电力工程已经成为我国基础建设中的一项重要建设项目，电力系统自动化的技术作为电力工程的重要组成部分，其技术水平的高低直接关系到电力系统自动化的水平。为实现现代网络与计算机技术的实时监控与管理，必须不断完善电力系统，将计算机技术与电力系统自动化技术进行有效结合，是我国电力系统自动化技术发展的有效措施。

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