一個完整的電力系統(tǒng)包括了發(fā)電、輸電、變電、配電和用電幾個部分共同組成的，這幾個部分將通過發(fā)動機、變壓器、開關(guān)和輸電線路實現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定、安全輸電用電，這些設(shè)備統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，在電力系統(tǒng)運行的過程中需要進行實時聯(lián)網(wǎng)測控、調(diào)度和控制，主要通過在線測控裝置、保護設(shè)施、通信設(shè)備等部分實現(xiàn)保護調(diào)控功能，這些部分統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)的二次設(shè)備。對這些設(shè)備的管理和控制組成了電力系統(tǒng)自動化的全部內(nèi)容。本文就計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用進行了分析，分別探討了計算機發(fā)展對電力系統(tǒng)自動化進步的推動以及電力系統(tǒng)自動化的熱點技術(shù)。

1信息技術(shù)對電力系統(tǒng)自動化的推動

隨著集成電路技術(shù)的應(yīng)用和推廣，為電力系統(tǒng)自動化提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，通過利用模擬電路和邏輯布線的設(shè)計減少了變電站工作人員的工作時間，提升了電力系統(tǒng)運行速度和運行效率，但是這些自動化設(shè)備在應(yīng)用過程中功能相對比較單一，而且各部分之間缺少聯(lián)動性，電力系統(tǒng)各部分裝置缺乏自我診斷能力，這就使得電力系統(tǒng)在運行中一旦設(shè)備出現(xiàn)故障難以迅速發(fā)現(xiàn)和解決問題。這就需要利用具有更高自動化水平的技術(shù)提升電力系統(tǒng)的運行效率。

自二十世紀八十年代單片機出現(xiàn)以來，這一技術(shù)廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，隨著這種自動化設(shè)備的應(yīng)用，我國的電力系統(tǒng)設(shè)施逐步開始步入自動化時代，利用數(shù)字模擬電路和模塊化軟件的應(yīng)用技術(shù)使得電力系統(tǒng)自動化得以實現(xiàn)，各種以單片機為基礎(chǔ)的自動化設(shè)備越來越多地應(yīng)用在電力系統(tǒng)的各個控制部分，數(shù)字模擬信號代替了傳統(tǒng)以光學(xué)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的錄波裝置，這些設(shè)備以更小的體積、更高的使用效率確保了電力系統(tǒng)應(yīng)用中的實時監(jiān)控、自我檢修和設(shè)備維護。與此同時，計算機技術(shù)也給電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、變電自動化和自動檢修維護提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，具有快速處理反映能力和強大信息儲存能力的計算機系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)運行中各部分實時數(shù)據(jù)的采集、匯總、分類、分析、存檔、顯示、打印、報警。

計算機基礎(chǔ)在電力系統(tǒng)運行應(yīng)用的初期不同系統(tǒng)之間具有較強的封閉性，這就使得不同系統(tǒng)之間無法在系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、功能以及運行通信協(xié)議上進行溝通，不同單位之間的設(shè)備和系統(tǒng)無法聯(lián)動，而且每個單位自身的電力運行系統(tǒng)以是以計算機為中心向輻射到各個部分，采用的是較低速率的串并口通信方式，這種通信方式在應(yīng)用中會不同程度地出現(xiàn)延遲，無法保證系統(tǒng)信息的時效性。除此之外，因為系統(tǒng)中每個部分只和計算機進行單向相連而沒有應(yīng)用部分之間的互聯(lián)，這就降低了應(yīng)用部分配置的靈活性，降低了電力運行系統(tǒng)的配置和使用效率。

隨著具備更高性能的工作站、服務(wù)器、信息處理技術(shù)和高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化開始了新的發(fā)展歷程，這些技術(shù)的出現(xiàn)使得電力系統(tǒng)中各部分不僅能夠獨立地和計算機系統(tǒng)相連實現(xiàn)信息傳輸，還可以以自身為單位向不同部分傳輸和接受信息，提升了系統(tǒng)各部分之間的聯(lián)系性，這就要得益于嵌入式微型處理器的出現(xiàn)，嵌入式設(shè)備使得電力系統(tǒng)中各部分在精簡硬件的同事提升產(chǎn)品使用性能和信息處理效率，擴展了設(shè)備的使用功能。

2計算機在電力系統(tǒng)自動化中應(yīng)用的重要技術(shù)

我國目前電力系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)是信息技術(shù)，而這一技術(shù)在未來的主要發(fā)展方向包括了電力一次設(shè)備的智能化開發(fā)、一次設(shè)備狀態(tài)自動化質(zhì)檢、光電式互感遙控裝置、特高壓電的二次設(shè)備智能化開發(fā)等。接下來就其中幾個主要應(yīng)用的技術(shù)進行簡單介紹。電力一次設(shè)備智能化。電力系統(tǒng)中傳統(tǒng)一次設(shè)備和二次設(shè)備的安裝地點之間的距離較遠，通常有幾百米的距離，而且設(shè)備之間需要通過較強的電力信號和電流控制電纜進行連接，在運行中設(shè)備之間的通訊和連接就需要消耗大量電力。而通過電力一次設(shè)備的智能化能夠?qū)㈦娏Χ卧O(shè)備中的部分或全部功能集中到一次設(shè)備中，這樣就可以在一定程度上降低二次設(shè)備的投入成本，減少了大量信號線和控制電纜的使用，也降低了日后使用的維護成本。

這種智能化設(shè)備一般是將二次設(shè)備中的測量和保護功能設(shè)備集中到一次設(shè)備中，比較常見的形式有“智能化開關(guān)”、“智能化開關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等多種設(shè)備。在一次設(shè)備智能化改造時要注意對強電流和高強度磁場的干擾控制工作，確保電磁電容和部分電子部件的電源、通信借口符合技術(shù)要求。電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測。電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備如發(fā)電機、汽輪機、變壓器、斷路器、開關(guān)等在運行中需要進行持續(xù)的檢測，確保各部分符合使用標準。利用信息技術(shù)對一次設(shè)備做在線狀態(tài)檢測不僅能夠?qū)崟r了解到各部分設(shè)備的運行狀態(tài)，還能夠根據(jù)實時狀態(tài)分析重要參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的變化趨勢判斷設(shè)備的運行狀況，根據(jù)這些情況對設(shè)備故障今早排查，間接地延長設(shè)備的保修周期，確保設(shè)備在使用期間的故障不會影響到整個電力系統(tǒng)的運行。

電力互感器。在輸電線路中電力互感器是能夠?qū)⑤旊娋€路上的高壓電和較高數(shù)值的電流按照實際需求比例降低到可以直接使用和測量的標準，以此實現(xiàn)變電功能。但是在使用的過程中因為電壓等級較高就需要采用電阻較高的絕緣體，相應(yīng)的設(shè)備體積和質(zhì)量也就更大。而且信號的動態(tài)范圍縮小會使得電流互感器內(nèi)的電流飽和，使信號產(chǎn)生畸變反應(yīng)，最終無法對接保護結(jié)構(gòu)而不能直接應(yīng)用到計算機設(shè)備中。而通過計算機技術(shù)的光電式互感器和電子式互感器改變了傳統(tǒng)電力互感器的工作方式，有效地降低了電流互感器的體積和質(zhì)量。但是在使用過程中因材料比熱容不穩(wěn)定，因此會隨溫度系數(shù)變化影響設(shè)備工作穩(wěn)定性，而且在信號輸出上相對傳統(tǒng)電力互感器輸出要小一個數(shù)量級，基本保持在毫安水平，無法利用較長的電纜線進行輸送，這就需要利用信息技術(shù)將電信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號通過光纖接口進行傳輸，模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等電子電路部分在結(jié)構(gòu)上需要與互感器進行一體化設(shè)計。在這里，電磁兼容、絕緣、比熱容穩(wěn)定性條件、電子電路的供電都是電力互感器在未來設(shè)計中要考慮到的問題。

3結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)通過眾多電子自動二次設(shè)備實現(xiàn)全程實時檢測、控制和調(diào)配，有效地提升了電力系統(tǒng)的運行效率，有效地避免了電力系統(tǒng)在日常應(yīng)用中出現(xiàn)的意外。在今后的發(fā)展中，計算機技術(shù)也將越來越多地應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動化控制當中，電力系統(tǒng)通過自動化的運行方式也將極大地降低管理和使用成本，促進居民用電價格水平整體下降，提升居民用電質(zhì)量，方便居民日常用電。

作者：宋曉姣