一個(gè)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(gè)部分共同組成的，這幾個(gè)部分將通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)和輸電線路實(shí)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(yùn)行的過(guò)程中需要進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)測(cè)控、調(diào)度和控制，主要通過(guò)在線測(cè)控裝置、保護(hù)設(shè)施、通信設(shè)備等部分實(shí)現(xiàn)保護(hù)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(duì)這些設(shè)備的管理和控制組成了電力系統(tǒng)自動(dòng)化的全部?jī)?nèi)容。本文就計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，分別探討了計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)步的推動(dòng)以及電力系統(tǒng)自動(dòng)化的熱點(diǎn)技術(shù)。

1信息技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的推動(dòng)

隨著集成電路技術(shù)的應(yīng)用和推廣，為電力系統(tǒng)自動(dòng)化提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，通過(guò)利用模擬電路和邏輯布線的設(shè)計(jì)減少了變電站工作人員的工作時(shí)間，提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行速度和運(yùn)行效率，但是這些自動(dòng)化設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中功能相對(duì)比較單一，而且各部分之間缺少聯(lián)動(dòng)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(yùn)行中一旦設(shè)備出現(xiàn)故障難以迅速發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。這就需要利用具有更高自動(dòng)化水平的技術(shù)提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

自二十世紀(jì)八十年代單片機(jī)出現(xiàn)以來(lái)，這一技術(shù)廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，隨著這種自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，我國(guó)的電力系統(tǒng)設(shè)施逐步開(kāi)始步入自動(dòng)化時(shí)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(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)，各種以單片機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化設(shè)備越來(lái)越多地應(yīng)用在電力系統(tǒng)的各個(gè)控制部分，數(shù)字模擬信號(hào)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(shí)時(shí)監(jiān)控、自我檢修和設(shè)備維護(hù)。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)也給電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、變電自動(dòng)化和自動(dòng)檢修維護(hù)提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，具有快速處理反映能力和強(qiáng)大信息儲(chǔ)存能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中各部分實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、匯總、分類、分析、存檔、顯示、打印、報(bào)警。

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)在電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用的初期不同系統(tǒng)之間具有較強(qiáng)的封閉性，這就使得不同系統(tǒng)之間無(wú)法在系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、功能以及運(yùn)行通信協(xié)議上進(jìn)行溝通，不同單位之間的設(shè)備和系統(tǒng)無(wú)法聯(lián)動(dòng)，而且每個(gè)單位自身的電力運(yùn)行系統(tǒng)以是以計(jì)算機(jī)為中心向輻射到各個(gè)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(huì)不同程度地出現(xiàn)延遲，無(wú)法保證系統(tǒng)信息的時(shí)效性。除此之外，因?yàn)橄到y(tǒng)中每個(gè)部分只和計(jì)算機(jī)進(jìn)行單向相連而沒(méi)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(yùn)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(dòng)化開(kāi)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(dú)立地和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連實(shí)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(jiǎn)硬件的同事提升產(chǎn)品使用性能和信息處理效率，擴(kuò)展了設(shè)備的使用功能。

2計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中應(yīng)用的重要技術(shù)

我國(guó)目前電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)是信息技術(shù)，而這一技術(shù)在未來(lái)的主要發(fā)展方向包括了電力一次設(shè)備的智能化開(kāi)發(fā)、一次設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)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(kāi)發(fā)等。接下來(lái)就其中幾個(gè)主要應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)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(diǎn)之間的距離較遠(yuǎn)，通常有幾百米的距離，而且設(shè)備之間需要通過(guò)較強(qiáng)的電力信號(hào)和電流控制電纜進(jìn)行連接，在運(yùn)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(guò)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(hào)線和控制電纜的使用，也降低了日后使用的維護(hù)成本。

這種智能化設(shè)備一般是將二次設(shè)備中的測(cè)量和保護(hù)功能設(shè)備集中到一次設(shè)備中，比較常見(jiàn)的形式有“智能化開(kāi)關(guān)”、“智能化開(kāi)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(shí)要注意對(duì)強(qiáng)電流和高強(qiáng)度磁場(chǎng)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(cè)。電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備如發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)等在運(yùn)行中需要進(jìn)行持續(xù)的檢測(cè)，確保各部分符合使用標(biāo)準(zhǔn)。利用信息技術(shù)對(duì)一次設(shè)備做在線狀態(tài)檢測(cè)不僅能夠?qū)崟r(shí)了解到各部分設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，還能夠根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)分析重要參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的變化趨勢(shì)判斷設(shè)備的運(yùn)行狀況，根據(jù)這些情況對(duì)設(shè)備故障今早排查，間接地延長(zhǎng)設(shè)備的保修周期，確保設(shè)備在使用期間的故障不會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)際需求比例降低到可以直接使用和測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，以此實(shí)現(xiàn)變電功能。但是在使用的過(guò)程中因?yàn)殡妷旱燃?jí)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(hào)的動(dòng)態(tài)范圍縮小會(huì)使得電流互感器內(nèi)的電流飽和，使信號(hào)產(chǎn)生畸變反應(yīng)，最終無(wú)法對(duì)接保護(hù)結(jié)構(gòu)而不能直接應(yīng)用到計(jì)算機(jī)設(shè)備中。而通過(guò)計(jì)算機(jī)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(guò)程中因材料比熱容不穩(wěn)定，因此會(huì)隨溫度系數(shù)變化影響設(shè)備工作穩(wěn)定性，而且在信號(hào)輸出上相對(duì)傳統(tǒng)電力互感器輸出要小一個(gè)數(shù)量級(jí)，基本保持在毫安水平，無(wú)法利用較長(zhǎng)的電纜線進(jìn)行輸送，這就需要利用信息技術(shù)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)通過(guò)光纖接口進(jìn)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(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。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(lái)設(shè)計(jì)中要考慮到的問(wèn)題。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力系統(tǒng)通過(guò)眾多電子自動(dòng)二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)檢測(cè)、控制和調(diào)配，有效地提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)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(jì)算機(jī)技術(shù)也將越來(lái)越多地應(yīng)用在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制當(dāng)中，電力系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)化的運(yùn)行方式也將極大地降低管理和使用成本，促進(jìn)居民用電價(jià)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