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自动化系统在电力工程中的应用
摘 要: 本文从电力行业与节能减排的关系、电力调度系统的自动化以及配电自动化系统三方面，探讨了计算机技术在电力行业中的重要作用，而且随着计算机技术的不断发展，自动化系统也会日渐完善，并将在电力行业中发挥更大的作用。
关键词:自动化系统； 电力工程；
信息时代的到来，计算机技术的飞速发展为各个行业带来了前所未有的发展机遇和挑战，信息化水平的高低在某种程度上决定着行业发展的快慢， 电力行业亦是如此。近年来，我国电力行业不断加大信息化建设的投资，包括应用系统建设、基础网络建设等，文章中主要从节能减排、调度自动化系统、配电自动化系统三方面说明计算机的自动化系统在电力行业中的重要作用。
信息化、自动化已成为衡量电力行业发展水平的重要指标。近些年，我国在电力建设中加大了IT投资的份额，2009年，我国电力行业中IT应用投资总额为143．5亿元人民币，比2008年增长了10.2％，其中，硬件设施方面投资为81.5亿元，占投资总额的56.8％，软件系统投资占投资总额的l7.8％，其余为IT服务方面的投资。可以说，I T术已经深入到了电力行业的各个业务环节，大大提高了电力行业的信息化、自动化程度。在电力行业中，工业化的典型标志就是电力自动化，包括了调度自动化、变电站及保护自动化、配网自动化、计量计费自动化、电力市场自动化等电力工业的各个环节。
进入21世纪以来，全球经济及社会发展都取得了巨大进步，但气候变暖也已成为全世界人民必须面对的问题，为降低碳排放量，缓解温室效应，人们开始大力提倡低碳经济，并成为各国政府争相实践的宏观政策。自2009年起，我国的二氧化碳排放量已位居世界第一，超过60亿吨。在我国的发电结构中，煤电占绝对优势，从而使得电力行业的碳排放量占全国的50％左右，要想节能减排，发展低碳经济，电力行业首当其冲。为此，国家加大了电力行业在节能减排设备上的投入，比如 2007年全国新投运l0万KW 及以上的火电长烟气脱硫机组容量达到了1．1亿KW，保证了主要火电机组二氧化硫排放浓度控制的达标排放，此外，还在300MW 级以上的机组安装了较高效率的电除尘器或布袋除尘器，使得我国在节能减排上取得了一定成果，但要加大节能减排力度，推进节能减排向更高目标迈进就离不开高科技这台“发动机”，而自动化技术的广泛应用是实现节能减排目标的关键。
我国电力企业经过近20多年的快速发展， 自动化及信息化水平有了显著提高。比如SC AD A (监控和数据采集系统)、DCS (分散控制系统)等的应用．不仅实现了生产过程的实时监测和优化运行，还提高了企业的经济效益，而且由我国企业自主研发的自动化技术也越来越多，并得到成功应用，提高了我国电力企业的节能减排技术水平。
随着社会经济的发展，电力工业在国民经济发展中的作用愈加重要，对电网运行的安全性、可靠性要求也越来越高，如果电力调度出现故障，不仅会影响电网的安全运行，还会影响居民日常的生产、生活。随着计算机的进步以及变电站自动化系统的发展，使得无人值守变电站在我国大规模铺开，与此同时，变电站的信息量也在大幅增加，调度人员及监控人员需要通过分析变电站信号量比如位置信号、压板信号、直流信号的运行情况以及经过自动化系统采集、处理的数据信息，实时监测电力系统的运行状况，一旦出现故障便能及时、科学地进行处理。如此繁杂的运行系统给值班人员发现、判断调度事故带来困难，调度自动化系统中的事故报警信号降低了值班人员的工作力度，为科学地处理故障提供了极大的便利。比如，在电力调度中出现开关事故时，调度自动化系统便会利用开关跳闸变位信息和事觇总信号变位信息做出反应，如果开关跳闸的前后时间与所设置的不一致，调度自动化系统便会通过相应的图形、语音等进行报警。
由于变电站综合自动化信息技术的发展，以及我国企业对自动化技术研发能力的增强，调度系统也随之多种多样，比如1EC60870、IES一500等，IES一500型自动化调度系统于2000年lO月投入运行，在试运行过程中，由于其性能稳定、可靠，该系统在设计之初便遵循了适用性与通用性、可靠性与安全性等调度自动化的技术标准，使其从试运行开始便获得了电力企业的认可。IES一500采用了先进的client／sever方式，基于WIND0WS的SCADA／EMS／DMS集成化开放式应用环境，采用了SQLServer数据库、MSOfice工具、Vc++和VB编程语言等环境软件的一套电网调度自动化系统。它的优点是在变电站无人值守的情况下，遥测数据信号齐全准确、遥控遥调正确动作率高，从而能及时发现变电所异常情况，减少了误操作事故的发生。此外，在利用远动系统监视电网运行状况及母线电压情况时，可充分利用无功功率集中补偿装置，对系统进行无功补偿，减少系统输送的无功功率，从而减少线路损耗，对节能减排起到了重要作用。
随着电网自身的不断发展以及电力系统的市场化，电网行业对配电系统提出了更高的要求。由于我国的工业基础比较薄弱，因而配电自动化实施得较晚，与发达国家的配电自动化水平相比还存在较大差距。
进入二十世纪90年代后，计算机技术飞速发展，我国也开始加大配电网改造的力度，在许多地方开始了配电自动化的试点工作。虽然我国的电力行业还未完全市场化，电价多由政府调控而非市场决定，但在社会主义市场经济的大环境下，大力发展并实施配电系统的自动化将是大势所趋。配电网是连接用户与输电网的一个重要环节，配电网的运行如何将直接影响到供电的可靠性、稳定性。传统的电力运营方式是配电系统根据政府规划，只负责对所在的地区进行供电服务，用户无权选择供电方。但在电力市场环境下，用电大户可选择供电方，供电质量及供电价格等因素将影响到用户对供电方的选择，因而，用户市场的竞争性无疑对配电系统的自动化提出了更高的要求。
配电网的自动化系统基本上是由实施电网实时监控及数据采集的SCADA系统，变电站自动化系统组成。SCADA系统一般是由中央控制系统、通讯通道、现场执行设备三部分组成，主要负责数据的采集、处理，实现“遥控、遥测、遥调”任务，是配电自动化系统的最主要部分，而且随着我国电力行业市场化进程的加快，SCADA系统的功能在原有基础之上，会朝着有利于市场竞争的方向倾斜。变电站自动化系统的主要功能是能够正确地判断故障、隔离及恢复故障，维护对用户的供电的可靠性。