计算机技术在电力系统自动化中的应用

ShayBeatty

摘 要
随着计算机技术的快速发展，计算机技术越来越多地应用到人们生活中的各个领域。而电力系统作为关系人们日常生活的重要基础设施，电力系统的自动化控制逐收到人们的关，在自动化系统建设过程中，计算机技术发挥了非常重要的作用。电力系统通过众多电子自动二次设备实现全程实时检测、控制和调配，有效地提升了电力系统的运行效率，有效地避免了电力系统在日常应用中出现的意外。
【关键词】计算机技术 电力系统 自动化
一个完整的电力系统包括了发电、输电、变电、配电和用电几个部分共同组成的，这几个部分将通过发动机、变压器、开关和输电线路实现设备的稳定、安全输电用电，这些设备统称为电力系统的一次设备，在电力系统运行的过程中需要进行实时联网测控、调度和控制，主要通过在线测控装置、保护设施、通信设备等部分实现保护调控功能，这些部分统称为电力系统的二次设备。对这些设备的管理和控制组成了电力系统自动化的全部内容。本文就计算机技术在电力系统自动化中的应用进行了分析，分别探讨了计算机发展对电力系统自动化进步的推动以及电力系统自动化的热点技术。
1 信息技术对电力系统自动化的推动
随着集成电路技术的应用和推广，为电力系统自动化提供了必要的技术基础，通过利用模拟电路和逻辑布线的设计减少了变电站工作人员的工作时间，提升了电力系统运行速度和运行效率，但是这些自动化设备在应用过程中功能相对比较单一，而且各部分之间缺少联动性，电力系统各部分装置缺乏自我诊断能力，这就使得电力系统在运行中一旦设备出现故障难以迅速发现和解决问题。这就需要利用具有更高自动化水平的技术提升电力系统的运行效率。自二十世纪八十年代单片机出现以来，这一技术广泛地应用在电力系统中，随着这种自动化设备的应用，我国的电力系统设施逐步开始步入自动化时代，利用数字模拟电路和模块化软件的应用技术使得电力系统自动化得以实现，各种以单片机为基础的自动化设备越来越多地应用在电力系统的各个控制部分，数字模拟信号代替了传统以光学结构为基础的录波装置，这些设备以更小的体积、更高的使用效率确保了电力系统应用中的实时监控、自我检修和设备维护。
与此同时，计算机技术也给电力系统调度自动化、变电自动化和自动检修维护提供了必要的技术基础，具有快速处理反映能力和强大信息储存能力的计算机系统能够实现电力系统运行中各部分实时数据的采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警。计算机基础在电力系统运行应用的初期不同系统之间具有较强的封闭性，这就使得不同系统之间无法在系统、结构、功能以及运行通信协议上进行沟通，不同单位之间的设备和系统无法联动，而且每个单位自身的电力运行系统以是以计算机为中心向辐射到各个部分，采用的是较低速率的串并口通信方式，这种通信方式在应用中会不同程度地出现延迟，无法保证系统信息的时效性。除此之外，因为系统中每个部分只和计算机进行单向相连而没有应用部分之间的互联，这就降低了应用部分配置的灵活性，降低了电力运行系统的配置和使用效率。
随着具备更高性能的工作站、服务器、信息处理技术和高速网络技术的发展，电力系统自动化开始了新的发展历程，这些技术的出现使得电力系统中各部分不仅能够独立地和计算机系统相连实现信息传输，还可以以自身为单位向不同部分传输和接受信息，提升了系统各部分之间的联系性，这就要得益于嵌入式微型处理器的出现，嵌入式设备使得电力系统中各部分在精简硬件的同事提升产品使用性能和信息处理效率，扩展了设备的使用功能。
2 计算机在电力系统自动化中应用的重要技术
我国目前电力系统自动化的基础是信息技术，而这一技术在未来的主要发展方向包括了电力一次设备的智能化开发、一次设备状态自动化质检、光电式互感遥控装置、特高压电的二次设备智能化开发等。接下来就其中几个主要应用的技术进行简单介绍。
电力一次设备智能化。电力系统中传统一次设备和二次设备的安装地点之间的距离较远，通常有几百米的距离，而且设备之间需要通过较强的电力信号和电流控制电缆进行连接，在运行中设备之间的通讯和连接就需要消耗大量电力。而通过电力一次设备的智能化能够将电力二次设备中的部分或全部功能集中到一次设备中，这样就可以在一定程度上降低二次设备的投入成本，减少了大量信号线和控制电缆的使用，也降低了日后使用的维护成本。这种智能化设备一般是将二次设备中的测量和保护功能设备集中到一次设备中，比较常见的形式有“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等多种设备。在一次设备智能化改造时要注意对强电流和高强度磁场的干扰控制工作，确保电磁电容和部分电子部件的电源、通信借口符合技术要求。
电力一次设备在线状态检测。电力系统中的一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等在运行中需要进行持续的检测，确保各部分符合使用标准。利用信息技术对一次设备做在线状态检测不仅能够实时了解到各部分设备的运行状态，还能够根据实时状态分析重要参数，根据这些参数的变化趋势判断设备的运行状况，根据这些情况对设备故障今早排查，间接地延长设备的保修周期，确保设备在使用期间的故障不会影响到整个电力系统的运行。
电力互感器。在输电线路中电力互感器是能够将输电线路上的高压电和较高数值的电流按照实际需求比例降低到可以直接使用和测量的标准，以此实现变电功能。但是在使用的过程中因为电压等级较高就需要采用电阻较高的绝缘体，相应的设备体积和质量也就更大。而且信号的动态范围缩小会使得电流互感器内的电流饱和，使信号产生畸变反应，最终无法对接保护结构而不能直接应用到计算机设备中。而通过计算机技术的光电式互感器和电子式互感器改变了传统电力互感器的工作方式，有效地降低了电流互感器的体积和质量。但是在使用过程中因材料比热容不稳定，因此会随温度系数变化影响设备工作稳定性，而且在信号输出上相对传统电力互感器输出要小一个数量级，基本保持在毫安水平，无法利用较长的电缆线进行输送，这就需要利用信息技术将电信号转换成为数字信号通过光纤接口进行传输，模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里，电磁兼容、绝缘、比热容稳定性条件、电子电路的供电都是电力互感器在未来设计中要考虑到的问题。
3 结束语
综上所述，电力系统通过众多电子自动二次设备实现全程实时检测、控制和调配，有效地提升了电力系统的运行效率，有效地避免了电力系统在日常应用中出现的意外。在今后的发展中，计算机技术也将越来越多地应用在电力系统自动化控制当中，电力系统通过自动化的运行方式也将极大地降低管理和使用成本，促进居民用电价格水平整体下降，提升居民用电质量，方便居民日常用电。
参考文献
[1]刘高明.电力系统自动化中计算机技术的应用[J].北京电力高等专科学校学报，2011，28（8）.
[2]陈锦潮.智能电网技术的发展及其应用[J].广东科技，2011，20（10）.
作者单位
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