時間：2022-09-13 15:30:45
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新型輸配電技術與分布式發電
隨著國家對能源需求的持續增長和電力工業的快速發展,新型輸電技術、配電技術和可再生能源發電技術已成為支撐國家經濟和電力工業發展的關鍵技術,包括完成大容量遠距離輸電的特高壓交流和特高壓直流輸電技術、提高輸電能力和走廊利用率的緊湊型輸電技術、大量提高線路熱穩定極限的新材料,以及將大功率電力電子技術和超導電力技術應用于新型輸配電領域的技術等。為滿足電力需求的增長,由可再生能源發電和小型燃氣發電構成的分布式發電技術將會在電力系統中得到更廣泛的應用。
電力市場
在實時電價的基礎上,各國對電力市場普遍采用的分時競價方式進行了大量的研究。針對分時競價的缺點,我國提出了新的分段競價方式以及綜合考慮容量成本和電量成本的“當量電價”理論。電力市場環境下電力系統的安全性與可靠性是關乎電力改革的核心問題。為了在“廠網分開”和即將實施“輸配分開”的情況下,將集中的電力系統運行方式轉變為依靠分散的市場成員以滿足運行所需要的充裕度并維持其可靠性為目的的運行方式,就必須把電網的需要轉換為市場對發電廠商的適當激勵,把系統的物理約束轉變為市場信號,并使調度員對電網和市場運營進行有效的監視和協調。目前,這一領域所涉及的電力系統規劃、統一調度、輸電運營、輔助服務等研究內容不僅引起了學術界和企業界的廣泛興趣,而且也引起了各國政府的極大關注。
電力信息化與調度
20世紀90年代中期,國內自主開發的調度自動化系統開始逐步取代進口產品?，F在,國內大部分電網調度控制中心都使用了國產的調度自動化系統。總的看來,國內外這一領域的差距并不明顯。目前,電網的常規調度自動化系統巳比較成熟,國際上的學術研究主要集中在新信息技術的應用以及解決對電網運行提出的新問題。
IP，又稱為互聯網協議，其主要作用是用來解決各種網絡在互聯網的連接和通信上存在的問題。IP技術的在主要應用原理是將各種數據編碼成數據部分，并附加具有尋址、轉發以及路由選擇功能的包頭，然后，通過傳輸介質傳輸到目的端，解碼后上傳給上層應用。上世紀末期，伴隨著計算機網絡技術以及信息技術的發展，IP技術也進入了高速發展階段，并迅速實現了對視頻、音頻等網絡業務進行承載和傳輸。而經過近些年的發展，技術人員已經通過研制MPEG-4、H.264、WMA、PAC等編碼解碼技術成功解決了以往不同業務在對IP包進行壓縮編碼及在網絡上傳輸的問題，使IP技術能夠更好的承載和傳輸各種網絡業務。
2電力通信自動化現狀
2.1電力通信網絡構成電力通行網絡主要由調度數據網和管理信息系統網絡兩個模塊組成。其中，調度數據網是整個電力通信網絡調度和控制的基礎平臺，通過該平臺，能夠順利、高效的對輸配電線路、變電站、電廠等電力系統基礎設備進行監測和控制。管理信息系統是整個電力企業的經營管理系統，主要包括生產管理子系統、營銷管理子系統、辦公自動化子系統等，通過這些系統，能夠實現對電力企業的生產和經營進行管理。
2.2網絡特點
2.2.1安全性為了保證調度數據網的安全性，首先，應該加強對一些比較重要的網絡的管理，比如，財務管理信息系統、人力資源管理信息系統以及電費結算管理信息系統等；其次，應該設置網絡防火墻，保證各網絡的安全性，避免遭受網絡攻擊或者是發生信息泄露等問題；最后，應該通過IDS等監控方式對訪問WAN的用戶進行限制，如果發現訪問用戶非內部用戶，要立即禁止其訪問權，以提升網絡的安全性。
2.2.2可靠性與實時性調度數據網絡對遙測、遙調、遙信、遙控、遙視量以及遙脈的采集以及二次保護信息等專用信息在專用光纜纖芯中的傳輸，對可靠性與實時性都有著比較高的要求，因此，電力系統應該要具有比較高的可靠性和實時性。
3基于IP的電力系統通信方式分析
3.1IPoverATMATM是一種異步傳輸模式，其最初的設計目的是為了能夠為數字通信傳輸寬帶綜合業務提供一種能夠將所有數據傳輸集成到相同構架的傳輸方式。ATM的傳輸方式是在固定長度的信元中封裝帶有信元頭的信息段，進而實現數據在網絡中的傳輸。信元頭包含了信元的地址、糾錯碼、業務控制以及維護信息，是ATM實現數據傳輸的主要憑借，其具體格式，如圖1所示。
3.2IPoverSDHIPoverSDH是一種通過SDH光纖實現IP業務傳輸的物理網絡傳輸模式,在該模式中，IP包的封裝的參考協議是點對點協議(PPP)，在PPP幀的信息段中插入IP分組。然后，經過SDH通道層將其映射到同步凈荷中,通過幀層和段層，并加上相應的開銷，使其進入光層傳輸。在SDH中,SDH支撐IP網的主要方式是鏈路方式,同時，利用該方式還能夠有效提升數據點對點的傳輸速率。另外，在SDH中，通過映射、定位校準以及復用可以在SDH幀結構的凈負荷區內裝入各種支路信號，進而得到標準的STM-N傳送模塊,其具體復用映射結構。
3.3IPoverWDMWDM是一種通過復用技術直接實現在光層中對數據進行傳輸的傳輸技術，其基本工作原理，是直接將光纖和光耦合器連接在一起,然后利用光纖將輸入端和輸出端連接在一起，利用光耦合器分開或者是組合各波長。在發送端,對不同波長的光信號進行組合(復用)，并將其送入1根光纖中進行傳輸；在接收端,分考（解復用）組合光信號，并將其送入不同終端。
4各IP電力通信方式特點及選擇
IPoverATM具有支持業務廣、傳輸可靠性高以及控制方式多的特點，比較適用于系統內音頻數據、視頻業務傳輸以及各級管理信息系統網絡組網等業務。IPoverSDH具有帶寬和傳輸速率高、點對點傳輸能力強、自愈能力強以及構建成本比較低等特點，比較適用于縣下一級各營業處以及服務中心和通信中心的通信業務。IPoverWDM是一種應用了復用技術的全新的通信模式，具有網絡管理簡單、模式實現簡單以及傳輸速率高等特點，比較適用于省、市級主干網絡的互聯互通業務。
5結束語
1.1系統組件本身的脆弱性
由于國家電網經營發展屬于民生大計問題，產業發展涉及到輸變電生產、電力項目建設、工程項目維修、用電銷售等諸多經營業務內容。因此，電力系統自動化通信技術視角下的技術定位相對較廣，在信息系統設計、生產、組裝環節中也就必然存在一定安全隱患問題。比如，第一點則屬于系統硬件故障隱患問題，和信息系統設計初期階段存在隱患有主要關系。第二點軟件系統自有的安全隱患問題，這類安全隱患一般多來源于電力通信自動化技術領域下的平臺軟件，在平臺設計開發階段存在一定技術遺留問題。第三，基于TCP/IP協議棧的定義內容在網絡應用設計之初時就留下了兼容性技術漏洞，使得網絡安全隱患加劇。
1.2自然威脅
這類隱患性問題多以電力通信網絡安全下的不可抗力事件發生為主，比如網絡信息系統如果遭受自然雷擊，或者是工作站突發性發生火災，抑或通信系統遭受自然外力破壞，如地震、覆冰、風偏等。此外，這些自然不可抗事件發生一般不以人為意志為轉移，會使得國家電網造成不可避免的經濟資產損失。
1.3人為意外因素
通常指人為因素下的設計失誤、技術系統操作異常、不規范使用信息系統等造成的安全隱患問題。此外，這類隱患問題出現一般并非人為主觀意識上故意造成安全問題，而屬于人為以外因素所致的安全隱患問題。
1.4人為惡意因素
同樣，人為因素也包含惡意、蓄意、故意行為造就的網絡信息安全事故問題。伴隨這種惡意行為發生，可能會存在蓄意篡改重要數據，或者偷盜重要信息資源，或者更改代碼種植木馬信息等，以通過惡劣、低俗的網絡黑客行為謀取私利。
2電力自動化通信技術下的網絡結構分析
國家電網系統下信息網絡結構一般由核心局域網，地方部門的局域網，以及區域通信渠道網絡互聯所組成；從應用功能角度又可劃分為供生產、制造所用的SCADA/EMS系統，以及供電經營相關的MIS系統。
2.1SCADA/EMS系統
主要適用于變電網工作站、發電廠等電力供給、送電單位生產所用。并且該系統作用主要是進行監控、處理、評估及分析等；同時，其基本功能板塊劃分為數據采集、能源分析、信息存儲、實時監控等。
2.2MIS系統（信息業務網）
該系統平臺主要對網絡信息化相關商務活動進行服務，同時其系統平臺主要包括辦公自動化、用戶供電信息查詢、信息統計管控、人資建設、以及安全生產等子系統板塊。此外，MIS系統可對電力企業的直屬上下級單位予以聯網交互，包括地區間供電企業售電業務下的重要客戶數據交互等。與之同時，MIS系統平臺下已經由過去單一的EMS模式逐步轉化為了當前的自動化DMS、TMR、調度管理、及雷電監測等多種方式應用拓展，可以會說在信息資源優化及調整上更為專業。而MIS系統主要應用于電力產業經營業務相關的組織活動方面，比如財務管理、物資置辦、用電檢查、安全監控、信息查詢等多個方面。包括在MIS平臺使用時也能夠配套www、mail等板塊予以實踐應用，并且其屬于IP網絡傳輸，組網方式現如今也能夠實現千兆以太網，同時網絡結構取用于同級網絡分層，每層又分為子網與鏈路層予以連接。
3電力自動化通信技術中的信息安全構建思路
3.1健全安全防范機制
國家電網下電力企業通信技術平臺下的各個管理單元眾多，在網絡信息安全中制定必要的安全防范機制非常重要。因此，在安全機制構建過程中，需要保障安全機制具有嚴謹的邏輯性，要能結合電力企業自身需求情況，確認出重點網絡防范區域與劃分出普通網絡訪問區域。比如，對于一般性網絡訪問區域，需要設置具備一定開放性的訪問權限；而重點網絡防范區則需要嚴格限制普通權限客戶登錄，設立較高安全級別權限，以此才能對安全數據、資源信息、QA系統運營進行重點安全監督。
3.2完善信息網絡設備管理機制
信息設備管理主要以電網系統下信息安全設備管理作為研究載體，強調設備管理綜合效率最大化提升?；诖?，設備管理機制中要配套使用促進人員職能發揮的激烈獎懲機制，以此來提升其責任意識和凝聚歸屬感，激發人員信息安全運維作業的人員主觀能動性。此外，設備管理工作開展從基本規劃、設計研發、平臺選型、配件采購、安裝組建、故障維修、定期養護、技術更新、設施技改等方面進行組織管理，以此才能確保信息網絡設備及使用軟件平臺的可靠性與實用性。
3.3強化電力系統信息安全技術
為了充分保障信息網絡安全，對于信息網絡的安全技術研究而言則非常重要。一般當前通信網絡安全技術主要有：防火墻、身份鑒別與驗證、信息資源加密手段應用等。因此，第一，強化防火墻網絡管理是必然的安全防控手段，特別是防火墻這種具備保護屏障作用的內、外網安全服務通道。所以，防火墻優化設計時要重點考慮其接口連接問題的同時，配套做好網絡漏洞修復。第二，身份鑒別與驗證，則要重點控公司內、外網的數據監控，人員操作日志，控制權限訪問等，以便于公司內部網絡安全軟件開發時可提供必要信息資源依據。第三，對于信息加密手段應用，則要重點考慮口令卡、智能卡、以及密鑰安全形手段的配套使用。同時，信息加密還可以結合企業自身條件，配套使用DES/RAS等密碼技術應用，以避免未經授權時可有效控制非訪訪問獲得數據等，防范重要數據泄漏。
4結束語
隨著我國社會經濟的不斷發展，電力企業運用新的信息技術，提高電力工程的自動化水平，促進了電氣自動化的迅猛發展。電氣自動化技術就是運用了具有自動檢測功能與自動控制功能的電氣裝置，可以實時對電力系統進行遠程調節、控制、及監控。在信息化技術大力發展的同時，通過信息監測技術能夠實現對電力工程的遠程控制與管理。電氣自動化技術需要自動化的電網配置、配電網技術協同工作。在電氣自動化技術中，要充分利用網絡對電力工程的各項信息進行統計、收集、分析從而加強電電力系統的穩定運行。減輕了以往電力工作人員的工作強度，充分利用電力工程中的自動化設備進行監督，在面臨突發狀況時，能夠及時采取信息處理技術對電力系統進行有效地處理。而配電網技術可以配合電氣自動化技術改善城鄉配電網，加強城鄉電力網絡運行工作，完善電氣自動化技術在城鄉電網中的運用。電氣自動化技術的應用范圍廣泛，從電氣開關到電力工程都有電氣自動化技術的身影。電氣自動化技術的不斷提高也促進了電力工程的不斷發展。
2電氣自動化技術在電力系統中的應用
2.1變電站及配電自動化的應用
變電站自動化技術是采用現代通信技術、先進的計算機技術、電子技術以及信息處理技術，實現對變電站的二次設備的重新組合和優化設計，從而減少了人力資源的浪費，減低了變電站及配電站工作人員的工作強度，提高變電站及配電站人員的安全性及整個系統運行的有效性。不僅如此，變電站自動化技術還可以多層次、全方位地對多種電氣設備的運行狀況進行安全檢測以達到高效控制的目標。在實際的應用中，主要通過新型的設備代替以往的電磁式裝置從而使得現場的監視操作更加智能化、可視化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現代化的一個重要環節。隨著對科學技術的應用以及監控設備的更新，種綜合性的自動化監測系統能夠提高變電站運行的穩定性，降低運行維護的成本，高質量輸電過程，經濟效益提高很多。
2.2在電網調度自動化中的應用
在電力工程中，電網的總調度能夠通過大屏幕顯示器、計算機服務等自動化系統對電網進行遠程監控。根據電力工程中電網的運行情況進行分析，監控電網的實時狀態。通過各個分系統傳送的電力工程中的生產數據、控制發電的數據，對電力工程整個系統進行評估、調配和預測，從而減少了電網在運行過程中出現的電力故障及異常情況，通過電氣自動化技術能夠及時作出判斷，檢測更加及時。從而減少了電力工程中危及人身安全和設備安全的事故。另外，通過電氣自動化技術還能對整個電網進行實時監測和分析，調度從大屏幕上可以清晰的采集信息，找出電氣事故的發生地并提出應對措施，防止事故的擴散，減低影響。
2.3分散測控系統自動化的應用
在電力工程的發電廠分散測控系統中，通過太網、過程控制單元、工程師工作站、高速數據通訊網等對分層對電廠的生產狀況進行測試和控制。經過過程控制單元可以在生產運行的過程中通過接受熱電阻、熱電偶、電氣量等信號，處理運算的結果、參數等，通過這種方式對電網進行監控，從而提高電氣自動化在電力工程中的檢測、保護和控制功能。
2.4計算機自動化的應用
電氣自動化技術在電力工程中的應用主要是引入了計算機操作系統，通過微型計算機讓整個電力系統自動記錄、反饋電氣設施的實際工作情況。同時，對反饋信息進行的誤差判定。加強軟件的查找、分析、測算的應用，從而在電力工程中實現操作技術的使用性，更加便于電力工程的管理。在電氣自動化技術中還要注意對監控方式、現場總線監控進行設計。只有全面加強電氣設備的監控信息及監控方式，才能提高監控系統的效率以及整個系統穩定性、可靠性。
2.5電力自動化技術的發展趨勢
1．1電力工程自動化施工管理的特點
電力工程自動化施工管理具有復雜性、全面性以及細節性等特點，具體表現在以下幾個方面:(1)復雜性。電力工程施工管理過程中，人員流動性大，對專業要求性較強，涉及面廣，并且施工管理容易受到技術條件、施工環境等因素的影響，所以使得電力工程自動化施工管理相對復雜;(2)全面性。電力工程自動化施工管理的全面性主要體現在兩個方面，一方面，電力自動化施工與別的施工項目具有很大的區別，其涉及的施工工藝較多，并且施工過程中存在大量的工藝交叉性，這就要求施工人員技術全面性;另一方面，由于施工復雜性以及工藝交叉性等特征，使得施工管理實施過程中要想取得成效，就必須提高管理系統的要求，符合全面性的管理要求。(3)電力工程施工過程中會涉及到許多電力元件的使用或安裝，這些元件的安裝使用質量與工程整體的質量具有很大的關聯，這就要求電力工程自動化施工管理過程中，注重細節，確保每一個細節的施工質量。
1．2我國電力工程自動化施工管理現狀
經過這幾年的實踐研究，我國電力工程自動化施工管理也逐漸形成了一個較為完善的體系，這一體系的形成，既符合我國電力工程施工特點，又能有效的提高施工管理效率，在控制施工成本、提高工程質量、確保施工安全等方面都取得了很大的進步，并且隨著我國科技的發展，我國的電力工程自動化施工管理逐漸趨于規范化以及合理化。但是相對于發達國家來說，我國的自動化施工管理還存在一定的問題，具體表現在以下幾個方面:(1)由于我國電力事業發展迅速，電力工程項目的設計、建設任務越來越重，導致一些項目管理不夠深入、仔細;(2)一些設計單位在實施電力工程設計過程中，為了趕時間，導致工程設計質量無法保障;(3)隨著電力工程建設自動化技術的深入，對自動化施工管理精細化要求不斷的提高，而實施管理所需的設備供應也越來越緊張。
2電力工程自動化施工管理技術關鍵
電力工程自動化施工管理的技術關鍵在于工程成本管理、質量管理以及安全管理三個方面，下面就讓我們從這三個方面對電力工程自動化施工管理技術要點進行詳細的分析。
2．1電力工程自動化施工的成本管理
成本管理是電力工程自動化施工管理中重要的內容，完善成本管理不僅能夠避免由于成本問題處理不當引起的施工質量問題，還能夠有效的控制電力工程施工成本，對工程整體進行統籌布置，為企業創造更多的經濟效益。在電力工程自動化施工管理過程中，需要從全局出發，綜合考慮各方面的因素，首先，需要從工程招投標開始就實施有效的成本控制，選擇最佳的施工單位;其次，需要不斷的提升施工隊伍的專業性，這樣不僅能夠避免在施工過程中浪費資源的現象，更能為工程施工質量提供保障;另外，對于施工材料采購，需要嚴格的按照施工圖紙以及實際情況制定采購計劃，采購前進行詳細的市場調研，還要有計劃的采購材料數量，避免造成浪費。
2．2電力工程自動化施工的質量管理
電力工程自動化施工質量管理是整個項目管理的重中之重，包括質量管理計劃的編制、施工過程質量控制以及質量責任確定等方面的內容。對于電力工程自動化施工項目來說，質量管理需要嚴格按照相關的法律法規以及相關文件規定，并根據施工合同具體要求實施的一項管理，實施質量管理需要保證施工完成后電站機組能夠一次點火成功，并在規定時間段內不間斷運行，最后投入運營。進行電力工程自動化施工質量管理過程中，首先要控制施工工序，協調好各道施工工序的關系，避免交叉施工不協調導致質量問題出現;其次加強施工過程監督管理，采取各種技術手段，對施工質量進行檢測，發現不合質量標準就需要立即分析原因并采取有效措施解決。另外，還需要加大創新力度，改進自動化施工管理模式，為電力工程自動化施工質量提供有力的保障。
2．3電力工程自動化施工的安全管理
電力工程自動化施工相對復雜，涉及的施工工藝較多，所以相對一般施工項目來說，其具有一定的危險性，其中帶電作業、高處施工等具有高危性。這就對施工安全管理提出了更高的要求，安全管理在某種意義上也是確保施工質量、保證施工順利實施的關鍵。電力工程自動化施工安全管理主要體現在以下幾個方面:(1)做好施工場地的勘察工作，包括地形、地貌、自然環境等，及時的排除存在或可能存在的安全隱患。在施工前做好安全技術編制相關工作;(2)加強對施工人員的安全教育，提高施工人員的安全施工意識，并做好施工安全技術交底工作。在施工過程中，充分的發揮安全員作用，使施工人員嚴格的按照施工圖紙要求進行施工。(3)做好安全防護工作，特別是對于帶電作業、高處施工等需要加強安全保障措施。在施工危險點設置警示標語，加強施工現場安全巡視，實施動態化安全管理，發現違規操作及時的糾正。(4)建立有效的獎罰制度，將安全施工與施工人員的待遇掛鉤，這樣能夠直觀有效的提高施工人員的安全意識。
3總結
1.1提高效率
我國總體用電量隨著居民生活水平的提高,呈現日益上升趨勢。根據近幾年的發電效率而言,發電量明顯無法滿足居民用電量,特別是夏天分時段的供電,嚴重影響了居民的正常生活。隨著家用電器的增加,居民用電量也日益攀升,電力廠相應的發電要求也隨之提高。傳統發電系統存在的問題,嚴重影響發電量和發電效益的提高,致使居民用電要求無法得到滿足。而電氣自動化技術在火力發電中的應用,有效提高了發電效率,解決了這一問題[2]。電氣自動化技術通過收集有用數據進行分析,制定出具體可行的實施方案,在運行時間的強度方面做好有效規劃,在滿足居民用電的同時,減少發電過程中產生的資源浪費。
1.2降低成本
煤和石油是傳統的發電材料,發電技術落后,很難完成發電強度的準確分析,對發電量的控制也存在問題,容易出現發電過多或不足現象。另外,由于人工操作的原因,也存在資源燃燒不充分所造成的浪費問題。而電氣自動化技術可以使用計算機軟件,準確算出資源充分燃燒所需的時間,大大提高資源的使用效率。在火力發電中使用電氣自動化技術,既能提高發電廠的發電效率,也能滿足居民在用電量方面的需求。在降低發電成本的同時,更好地實現了電量供應目標。
1.3優化配置
合理分配資源是火力發電過程中的重要內容,需要重點注意。發電廠內設備比較多,為達到供電要求,通常需要長時間的同時運轉。而發電設備作為機械,有一定的運作限度,運轉時間過長或進行超負荷運轉,都會影響設備的運作效率,嚴重情況下會損壞設備。而電氣自動化技術可以準確計算出設備所需運轉時間,在出現超負荷情況下可自動停止,待設備冷卻后再進行運轉。因此,發電設備在電氣自動化技術下可以進行輪流休養,設備的運轉效率得到提升,使用年限也得到有效保障。另外,電氣自動化技術可以對設備故障進行報警,及時提醒管理人員發現并解決問題。以往數據的輸入可以實現對設備的人工模擬操作,最大程度提高設備的使用效率。
2應用現狀
在設備保護方面的應用。電氣自動化技術在設備保護方面的應用包括聯鎖保護、裝置保護、繼電保護和防雷保護。電氣自動化技術在設備出現異常情況時,會及時關閉閘門,使故障設備停止生產運行,對設備進行有效的聯鎖保護。電氣自動化技術能夠協調搭配火力發電廠中的危機保安器、安全門等保護裝置,在排除外因干擾的前提下,完成電氣操作運行指令。繼電保護是通過連接計算機和繼電器,構建自動化的控制模式,實現繼電器在火力發電廠運行過程中的有效調控。電氣自動化技術對電力設備的保護控制,通過使用防雷器,減少雷擊對電機設備產生的干擾。在常規控制方面的應用。電氣自動化技術在常規控制方面的應用有集中控制、就地控制、自動控制和故障控制。在集中控制中,電氣自動化技術有效組合了發電機組、爐鍋和汽輪機,實現了控制操作的集中化,設備運行效率得到明顯提高。就地控制是針對規模相對比較小的火力發電廠采用的控制方式,通過連接重要設備及裝置,實現設備的整體運行[3]。自動控制即自動化的電能生產,在減少設備運行錯誤的同時,電能生產的難度也相應降低,電能產量與經濟效益也得到提高。在故障控制中,技術人員只需通過計算機監控運行設備,可以及時發現設備故障并解決。對于比較小的設備故障,系統可根據操作指令自動進行處理。
3系統配置
3.1I/O監控
I/O監控是一種集中監控方式,設備中電器的所有饋線都需要設置對應的I/O接口,通過電纜連接各個I/O通道,設備在進行A/D處理后進入DCS狀態,由此使整個發電工廠的設備處于DCS的監控之下。I/O監控在運行過程中,方便進行維護,問題發現和解決速度快,優勢明顯。相對比較低的監控防護等級,降低了DCS的造價,也有效降低了發電所需的成本。而I/O監控所涉及范圍包括所有電氣設備,工程量大且比較復雜。電氣設備的增加,無疑會加大監控范圍,致使監控運行壓力增加。監控范圍以及空間跨度的擴大,也相應增加了電纜的距離,DCS的可靠性受到一定程度的干擾。
3.2遠程智能I/O控制
遠程智能I/O控制,作為一種監控技術,在生產中的應用領域比較廣泛。遠程智能I/O控制的采用,相對減少了人力資源的使用,操作人員可在遠程接觸中實現對電氣設備的智能控制,有效緩解了操作人員的工作壓力,降低了工作強度?；鹆Πl電過程中,I/O信號通過電纜連接加采集柜,利用光纖或者雙絞線實現加采集柜與DCS控制器的連接,從而進行數據傳輸。遠程智能I/O控制不需要操作人員進行近距離接觸,在電纜鋪設方面節省了部分安裝費用。另外,I/O控制可以自動對所收集數據進行檢查、處理和校正。而在電量變送器、卡件和模擬量卡件方面,I/O控制也無法減少。
3.3總線控制
總線控制技術在電氣設備上的應用,通常需要利用3G技術來實現,通信技術、計算機技術和控制技術三者的配合和促進,是信息技術和網絡技術在設備控制領域有效發展的重要基礎?？偩€控制技術通過避開DCS控制站中的輸入、輸出單元,改變了傳統DCS控制中的集中和分散相結合控制體系。傳統集散結合的控制模式,在部分電氣設備的管理上是統一進行的,缺乏針對性和及時性。而總線控制技術,有效解決了這一問題,對電氣設備進行高度的分散管理和分散控制。
4創新手段
4.1單元爐機組的統一
電氣自動化技術在火力發電應用中的創新,需要實現發電廠電、機、爐的一體化,形成單元制的監控運行方式?；鹆Πl電廠中的DCS控制可通過這種監控方式,分析和總結火電機組整體的運行參數以及狀態信息,發掘火電機組的最大潛力,其自身獨具的控制功能在得到發揮的同時,也在一定程度上縮小了控制范圍,對監控系統進行了相應的簡化,有效降低了造價成本[4]。另外,在采集火力發電中有關電廠信息管理系統的信息方面,統一單元爐機組有重要的促進作用,實現了火電電網運行管理的統一和加強,中調AGC的相關要求和指令也逐一完成,電網工作效率提高,整個運行處于最佳、最經濟狀態。單元爐機組的統一,有效提高了火電機組的自動化水平,其監控水平也得到相應提升。
4.2控制保護手段的創新
在傳統火力發電中,系統控制方式是報警,聯鎖是其采用的保護手段,而這種控制保護手段,僅僅適用于帶有波動性的超限報警和聯鎖跳機。電氣自動化技術的創新應用,通過計算機技術實現控制和保護目的,在檢測電氣自動化系統運營、診斷出現故障的過程中,火電設備系統的隱患能夠提前被發現,控制保護策略也可以及時進行改善,如主動性的控制和保護措施的采用,可以自動調整系統故障的控制范圍,實現有效的防范,從而保證電氣自動化系統的正常運轉。此外,控制保護手段的創新,也使電氣自動化系統在設備維護上處于主動防患狀態,設備出現的故障能夠及時發現和處理。
4.3電氣的全通信控制
就目前情況來看,電氣自動化系統在火力發電中的應用,還無法達到DCS控制系統的要求,在DCS控制系統基礎上實現的電氣全通信控制方式也無法得到滿足。通信的速度以及系統的可靠性都需要有一定的提升,而DCS控制系統與電氣自動化系統之間所存留的部分硬接線,也是需要解決的問題[5]。電氣全通信控制模式的形成,需要解決好熱工工藝連鎖方面的問題,在實際應用上提高電氣后臺系統的水平,對于初期階段的基礎運轉監控功能,還需要不斷豐富,在實際操作過程中,提高電氣自動化系統控制的邏輯性,在控制水平、運行管理水平以及自動化水平方面不斷提升。
4.4通用網絡結構的構建
在電氣自動化系統成功生產運營過程中,通用網絡結構的構建有重要的推動作用。電氣自動化技術在火力發電中的創新應用,需要選擇合適的網絡通訊產品,能夠在擴展自動化辦公環境的基礎上,實現元件甚至電氣自動化系統整體范圍內的使用,以電廠管理層為基礎,發揮對現場設備的監控功能,保證計算機控制系統、管理系統以及控制設備之間信息傳輸的暢通性,實現整體集中運行的自動化。
5結語
關鍵詞：電力系統;自動化;問題與對策Abstract: In today's social and economic development needs of industrial development, people's modern life need the support power, power system as the main driving force of the national economy and people's life, is the basis of the rapid development of the society, only the development of power system and its automation can truly achieve industrialization and modernization of society.
Keywords: power system; automation; problems and Countermeasures
中圖分類號：TU991.63文獻標識碼：A文章編號：
引 言
電力系統及自動化是當今國民經濟和人民生活的重要保障，也是社會經濟發展和工業現代化的重要標志。在今后相當長的一段時期內，社會生產生活對電力的需求將呈現不斷增加的趨勢，電力系統及其自動化的發展也顯得越來越重要， 電力系統及其自動化的發展受到諸多因素的影響，其中包括信息技術等支配性因素的影響，也有物理科學等電力系統的交叉科學的影響，還有其他相關技術、分析設計方法的不斷更新和發展因素的影響。深入分析電力系統及其自動化存在的問題并提出有效的解決方法，能有效提高電力系統和自動化水平，利于社會經濟和工業的進一步發展。
1 電力系統自動化的應用
1.1 在凈化空調設備中的應用。 對濕度的控制:裝設在通風管(回風濕度近似于潔凈室濕度)內的濕度傳感器所檢測的濕度，送往控制器與設定濕度相比較， 用比例加積分運算控制，輸出電 JK信號，控制蒸汽電動調節閥的動作，控制回風濕度保持在 45%、65%，使潔凈室濕度以滿足 GMP 要求。對溫度的控制:凈化空調系統采用 DDC 控制。裝設在回風管 (回風溫度近似于潔凈室溫度)的溫度傳感器所檢測的溫度送往 DX-9100，與設定點相比較，輸出相應電壓信號，控制加熱電動調節閥或冷水電動調節閥的動作， 控制回風溫度保持在 12℃～26℃之間，使潔凈室溫度符合GMP 要求。
1.2隨著我國國民經濟的飛速發展以及數字電子化科技發展智能化，建筑勢必要引入電力自動化的成分，智能化建筑已經成為了當今建筑界的主流方向。為了達到設備的合理利用，資源的人力的節省就有了建筑設備的自動化控制系統。智能化建筑內有大量的電子設備與布線系統，如通信自動化系統，火災報警及消防聯動控制系統，樓宇自動化系統，保安監控系統，辦公自動化系統，閉路電視系統等，以及它們相應的布線系統。
1.3.電力自動化的發展趨勢。作為一項具有活力的高科技技術，電力自動化技術的發展前景是可觀的。首先，電力自動化技術可以與我國的新銳的科學技術成果相結合，并且投入到電力自動化技術的創新中去。研發更多的電力自動化產品應用于我國的國計民生中，促進我國工業化的發展。其次，優化電力自動化系統的結構，實行電力自動化系統平臺的統一化、系統結構通用化、系統程序接口標準化，這樣就可以大大地提高對電力自動化技術的利用率，減少不必要的損失及節約冗雜時間及費用。最后，在將電力自動化技術應用于工業生產中，應注意電力自動化市場的產業化、生產的安全化以及工作人員的專業化。如此可以加大電力自動化在工業生產中的利用力度，推廣電力自動化的使用，讓更多的企業及行業受益于該項技術。
2 電力系統問題的應對措施
2.1 加強電力工程質量管理力度。企業和相關部門應充分認識到對電力工程質量管理的重要性，從工程專業性、材料、和管理方法等幾個方面入手，全面提升電力系統的質量管理水平。首先，電力工程的建設團隊應具備相應的專業技能和素質。對電力工程建設隊伍的成員進行嚴格的篩選，并進行系統的專業技能培訓和考核，加強對建設隊伍的知識培訓，鼓勵技術人員學習和鍛煉自身專業技能、提升自身綜合素養，培養和塑造一支具備扎實的專業技能、熟練的操作能力、良好的綜合素養的專業工程建設隊伍，提升電力工程建設的軟實力。電力工程實際進行過程中，企業和相關部門應嚴格管理工程中的建材，建材是工程的基礎，是工程質量的根本保證，必須在工程中嚴格把好材料關。工程所用材料必須是正規廠家生產的、經過權威部門鑒定的、有正規的質量證書和出廠證明的正品材料；應對工程所用原料進行嚴格的日常管理，防水、防火、防潮，定期進行質量檢查，并做好管理記錄；在材料進入施工現場前應進行嚴格的檢查，杜絕殘次品進入施工現場，從根源上保證電力工程的質量。
2.2 優化電力節能設計。電力系統應重點考慮如何在滿足實際需求的基礎上降低能耗，減少無謂的能耗，降低過高的損耗。在選擇供電系統的變壓器時， 應選擇繞組阻值相對小的變壓器， 以降低電流損耗，降低變壓器的運行成本， 對于高層建筑、化工企業及地下建筑等對消防要求較高的場所，可選用低損耗節能型干式電力變壓器。照明方面應充分利用自然光，減少照明設施及配套設施的使用，走廊等場所采用智能照明設備，選用功效高、壽命長的照明設備。
3 電力系統自動化問題及對策
電力自動化有更高效的工作效率和經濟效益，工作的可靠性及環境條件都得到了顯著的提升。電力自動化是企業在市場競爭中獲勝的一項有力的支持。目前的電力自動化正處在飛速進步的階段，在發展中仍存在一些問題需要改進。
3.1 電力系統自動化的問題分析
3.1.1 電力自動化系統集成性不強。電力自動化系統集成是電力自動化系統功能提升的必經之路，我國目前一些電力自動化還處在多島自動化的層次，多島自動化具有互不連接、功能單一、信息獨享的缺陷，不能充分發揮電力自動化的功能和作用。
3.1.2 電力自動化的網絡構架不統一。電力自動化的發展方向是建立高效、 快捷的電力系統及自動化系統，但目前很多企業自身網絡構架不盡相同，使得依托于網絡結構而發展的電力系統自動化的發展受到了阻礙。另外不同企業和商家在軟、硬件產品交換過程中，因為程序接口的不一致，影響企業數據和信息的傳輸交流，進而阻礙了企業數據和信息的共享，使電力系統及自動化系統在實際運行中無法發揮應有的效應。
3.1.3 電力自動化技術的使用過于受主觀支配。不同的企業在對電力自動化技術的實際應用和開發中，由于技術人員思想理論及技術掌握程度的不同，過分根據技術人員主觀習慣和意識支配，系統的開發平臺各有不同，進而導致電力系統及自動化在實際設計、實施、運行和維護中的程序和成本增加，增加了系統整體的運行費用和負擔。
3.2 電力系統自動化問題的應對措施
電力系統自動化的改進主要從科技、信息和開放度三個方面開展。
3.2.1 科技化是指電力自動化的發展應當出現實用性新技術、新材料、新產品。本著自主創新的思想，以節能降耗為切入點，積極推廣應用節能降耗新技術、 新方法、新工藝，在材料的使用，技術的使用等方面力求創新，采用信息技術、 計算機技術、網絡技術與自動化技術等高新技術，研發新產品。
3.2.2 信息化則是指信息技術在電力自動化的地位應更加突出。電力設備的設計、制造和運行中廣泛應用的計算機優化與仿真技術，人工智能分析的廣泛應用以及電力系統中廣泛使用的網絡通信技術，都充分展現了信息技術在電力自動化中起到的重要作用。
3.2.3 開放化則是要與外界建立一個接口，實現與外界網絡的連接。計算網絡是實現信息實時交換和共享的重要基礎設施，也是實現管理、決策、設計、 控制和制造一體化的關鍵，它已廣泛應用于電力系統各元件和局部系統的管理、監視、調節和控制上，是電力系統信息管理、遠動技術、調度自動化等方面的核心。
4 結語
綜上所述, 電力系統及其自動化的分析與研究對我國科學技術的改革與創新有重要的理論意義，對我國經濟的發展有十分重要的推動作用。 所以，對于電力系統及其自動化的分析與研究是我國科學工作者和電力類工作者需要付諸長期努力的重要任務。只有有了重視，結合實際操作經驗，堅持不懈，才能將我國的電力系統和自動化研究推向一個新的臺階，便捷人們的生活，推動社會的發展。
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（一）管理職責
許多電力單位在電纜管理方面還存在著職責不清不楚的情況，正處于一個相互推托的環節，其中很多單位更是沒有專門的電纜管理機構。
（二）管理制度，技術標準
對于電纜設備的專項管理，部分電力公司并沒有相關的管理制度，技術參照標準不一，很多都是一個部門一種標準，導致單位內部出現不兼容的現象。
（三）電纜運行的監測
部分電力企業，在電纜的監測、巡視時未做到定期、定時，也做的不夠到位。導致電纜存在的故障不能夠及時的發現并排除、清理。針對上述電纜管理中存在的問題，筆者根據自身多年在電纜方面維護工作的經驗，積累了許多相關經驗，在下文中，對如何做好電纜的有效性管理提出了個人的幾點建議。
二、實行電纜有效性管理的具體模式
（一）建立電纜專項管理隊伍
隨著電力電纜的應用的逐漸增加，電纜網絡的覆蓋面積正在不斷的擴大。在配電網中，電纜也有逐漸成為主力軍的趨勢，而電纜也是最薄弱的環節。所以，加強電纜運行的有效性管理才是現目前的重點之一。筆者所在的電力公司針對電纜現狀，專門設立了針對電纜管理的領導小組，在管理層之下，設置電纜的巡視隊伍、檢修隊伍以及電纜的施工等全方面的管理。電纜管理小組對電纜實行集中制的統一管理，明確的分配每一位員工的職責，專項負責施工、檢修等各項工序。根據筆者多年從事電纜運行以及管理的經驗總結來提出，作為電力公司，應當建立一套電纜有效性管理的技術監察體系。當巡視隊伍發現電纜出線故障時，及時上報，由管理小組提出整改方案，并立刻加以實施，將問題在最短的時間內做好完善處理；當檢修隊伍進行試驗電纜檢修的時候，管理小組應把握好技術和驗收環節，將最終的檢修情況和報告整體，并統一存檔。
（二）開展標準化的作業工作
嚴格執行電纜運行的相關規則制度，按照電力電纜指導書的要求，落實標準化的作業工作，是作為電力部門提高管理質量的重要依托。面對標準化的電纜運行作業，需要從以下幾方面進行：
1、交接驗收時
嚴格按照電纜施工及驗收相關規章制度，成立電力專家組對電纜工程進行驗收。從電纜的運輸，存放、加工，敷設、支架的配置與安裝等方面把好電纜標準化的驗收關卡。標準化的驗收、嚴格，認真的工作開展，杜絕了工程中出現質量、偷工減料等問題。對于存在不規范操作要求的電力工程嚴厲拒收，并提出可行性的整改措施，勒令其改正，以保證工程項目的合格率，從而能夠有效的降低電纜設備出現故障，進一步的提高了設備運行的可靠性。電力工程驗收完畢后，及時的做好資料存檔，并且錄入智能電網信息支撐平臺ERP，為以后的檢修提供詳細的資料。
2、巡視工作時
在電纜運行平時的巡視工作中，嚴格按照標準化作業，在借助SG-ERP國網系統支撐平臺，建立出一套具有標準化運行巡視、處理存在缺陷的閉環流程在配網電纜巡視之前認真參照標準化巡視作業指導書，然后在現場執行中攜帶PDA終端，保障100%的使用標準化作業系統。
3、檢修電纜時
考慮到電纜運行管理中存在的特殊性，對于電纜的各種設備的檢修需要制定出一套針對性的指導書。例如：電纜敷設標準作業指導、高壓分支箱檢修等，規范電纜檢修的工作流程以及電纜線路施工的具體工作程序，也確保電纜設備檢修的標準化、規范化。
4、預防性試驗時
筆者所在的電力公司針對預防性的規章制度，在電纜主絕緣的絕緣電阻、外護套絕緣電阻、內襯層絕緣電阻以及銅屏蔽層電阻等測試試驗時，編制出標準化作業指導書，在預防性的試驗下，達到試驗的數據的有效性、準確性以及可靠性，并且不斷的補充、更新試驗的具體程序。
三、電力電纜的相關管理經驗
根據多年的電纜管理運行工作中的經驗，筆者所在的電力公司在電纜的管理方面也取得了一定的寶貴經驗，對專業化管理、設備管理還應做到更好。
（一）電纜的專業化管理經驗
作為電力公司，還需要通過電力公司所有人員的不懈努力，將施工工程中的線路故障進行有效的控制，使得電纜故障對系統的影響降至了最低。在電纜設備的檢修、試驗等工序中，做好現場的認真勘查，填寫勘查數據，讓檢修、試驗等工序更加具有針對性，避免對電力現場施工缺乏必要的認識、安全管理措施不到位以及人員配置，調控等問題的出現。在工序之前，召開相關會議，對可能出現的風險進行有效的辨識及控制分析。
（二）對電纜設備管理的經驗
近幾年來，國網SG-ERP的推行，在前期的工作中，應充分的準備好所有資料，及時的收支電纜線路的具體新號、規格以及長度，以保證達到100%輸入率。同時，還需要建立電纜的閉環缺陷管理制度，借助智能電網信息支撐平臺，實現閉環式的電纜線路管理。例如：對10KV的電纜設備管理，做好定期巡查，建立電纜臺賬，及時更新電纜信息，做到隨時掌握電纜的運行狀況。對電纜的基礎資料建設、管理，應當進一步完善；加強巡視、現場施工監控，盡量減少外力事故的發生，以達到保護電力電纜的目的。所以，電纜的有效性管理的要求就是建立、健全電纜基礎臺賬，加強管理度，提高電力電纜的巡視質量。
關鍵詞：電氣自動化控制技術；ESC系統；安全穩定
0 引言
電氣自動化控制技術是建立在電子信息和自動化技術之上的，以電氣控制系統為核心，以電動機為主要傳輸動力，具有自動檢測、信息控制等多項功能，利用自動化技術可使各項電氣設備自主控制完成電力生產任務。將其應用于電力系統中，可有效解決其復雜結構帶來的一系列問題，降低工作難度，減少人工勞動量，進而維護系統穩定運行，提高生產效率。然而在實際應用時，還有一些不足之處應引起重視，促進該技術在未來有更好的發展。
1 電氣自動化技術的功能及其在電力系統中的應用
1.1 功能
首先是自動控制功能，即對電力設備的自動控制，是自動化技術的一個重要體現。多采用分散式控制方式，實現對整個操作系統的控制，運行中若有設備出現異常，自動控制系統會及時發現， 并將故障電路切除，以免有電流經過，使得故障進一步擴大。而電力系統結構龐大，線路復雜，要想準確切斷電路，還需依靠分散控制來完成，所以說自動控制功能是維護系統整體穩定的一個重要保障。
其次是保護功能，受內部運行或外部環境影響，電力設備難免會出現各種故障，進而影響到系統安全。而電氣自動化控制技術則能夠保護設備運行安全，如輸入電壓不穩定時，自動控制系統會控制設備自動將高電壓轉換為低電壓，保護設備內部的元件和導線不被損壞，將可能會出現的風險降至最低，盡可能地保護設備安全。電力設備運行時的承受能力有限，一旦電流過大，必將受損，所以說自動化控制技術的應用，可提高設備的使用壽命。
此外是監督功能，主要是監督不穩定電流，因為電流不穩定時，對設備危害較大，自動化控制系統則能對其加以監督。此時顯示器上的指針會有所偏移，且信號燈閃爍，提示工作人員對線路進行檢查。進而控制不穩定電流，避免故障發生。
1.2 應用
首先是電氣產品的設計，為生產出高質量的產品，設計者必須具備極強的專業知識，并了解當前需要解決的關鍵問題，以及產品的用途和工作環境。以往多以經驗為主，缺少科學性，而且工作量較大，精確度低。而現代化產品則要利用高科技和現代化工具，如計算機等。另外，控制理論也越來越成熟，尤其是專家系統、遺傳算法等的應用，為產品提供了質量保障。
其次是設備故障的診斷，現代化電氣設備功能增多，智能化程度越來越高，故障也變得更加復雜，具有非線性的特點，檢測處理難度加大。傳統的方法顯然已不適用，而當前則逐漸形成了一套設計理論，以此對故障進行檢測。這是一大創新，在智能化產品故障檢測中較為適用，效率很高。當然還可以結合模糊邏輯系統等使用，進一步提升檢測效率。
2 新型電氣自動化控制技術的應用分析
2.1 案例
某電力企業為提高生產效率，降低故障發生頻率，于2003年引進了DCS系統。隨著用電需求的增長，電力系統變得更加復雜多變，DCS系統的應用可控制輸入輸出設備，從而采集系統的有關信息，并進行分析處理，然后對功率計電壓等加以適當調整。該系統以控制系統為基礎，具有分散控制、分級管理、集中操作等功能，在電力生產中一度發揮著重要作用。但隨著電網事業的改革，這種系統的弊端日益顯現，信息處理量有限，抗干擾能力較差，接線復雜，成本昂貴，且反應太慢，往往不能很好地處理瞬態電信號。為此，企業于2007年開始引進并應用電氣監控管理系統（Electric Control System），簡稱ESC系統，這是對計算機、信號處理、現場總線等技術的綜合應用，可對電力系統的自動化裝置進行有效的測量控制，并保護其安全。
2.2 ESC系統
該系統包括以下3層：（1）間隔層：由多個智能元件構成，如直流接地選線裝置、常用電壓保護裝置、自動準同期控制裝置等，可完成系統的專業化功能。多是通過嵌入式軟硬件技術開發的，由CPU、現場總線等設備；（2）通信管理層：主要由通信網絡和相應的管理裝置組成，利用以太網和現場總線將DSC系統、各項智能設備及其他子系統相連，實現其網絡通信工作；（3）站控層：包括各種專業軟件、通訊接口、服務器和監控設備，且軟件都具有數據采集、故障診斷的功能。
2.3 特點和功能
ECS 系統采用通信管理層和站控層組態一體化的設計， 可保證組態調試的一次性完成， 進行調試時可以更加方便， 并且符合人的操作習慣。 并且從整體出發綜合考慮系統的通信功能，保證站控層、通信層、間隔層的通信速度，并開設與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制， 還可以節省大量的通信纜線和變送器。 ECS 采用先進可靠地自動化電氣裝置， 完全可以不受通訊功能限制并可以獨立運行， 保證了系統的安全性和可靠程度。
ECS 系統的間隔層采用保護測控裝置， 抗干擾能力強，適用于復雜環境。且系統還采用了冗余容錯技術， 包括雙現場總線網絡、 站控層設備冗余等多種措施，保證了系統穩定。系統保護測控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器，硬件系統采用多 CPU 智能化結構，大大提高了數據的處理速度。
3 結束語
電氣自動化控制技術在電力系統中起著重要作用，可保護系統安全穩定，提高工作效率。在今后，將進一步朝著智能化方向發展，有很多事項需注意，對于其中存在的問題，應及時解決。
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