电力系统智能电网自动化的应用与展望

[摘 要]随着社会的发展、时代的进步，我国电力系统也取得了跨越式的发展。在经历了近60年的发展历程后，我国电力系统网络已初步建立，全国范围内的电力互联也已由理想变为现实。智能电网是指智能化的电网，该电网以集成的、双向通信网络为基础，利用先进的设备和技术，为电网安全和高效运行提供了可靠保障。本文主要研究了电力系统智能电网自动化的应用状况，分析和预测了电力系统智能电网自动化和发展前景。

[关键词]电力系统；智能电网；自动化；应用和展望

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0048-01

从世界范围来看，虽然智能电网的发展还处于初级阶段，但其强大的功能已让世人惊叹。智能电网的自动化使智能电网的性能得到极大优化，也使电力系统实现了可观测、可控制和完全自动化，为电力系统的安全、高效运行提供了可靠保障。

1 智能电网概述

1.1 智能电网的定义

智能电网是一个比较复杂的概念，不同领域对其做出了不同的解释。总的来说，可对智能电网进行以下几个方面的论述。

首先，智能电网是一个自动化的电力传输网络系统，它对整个电力系统的运转程序起到监控的作用。

其次，智能电网由智能变电站、智能配电网、智能调度以及智能交互终端的等设备构成，智能电网的运转需要这些设备的强力支撑。

最后，智能电网以物理电网为基础，利用现代先进的通讯和信息技术，优化电力资源的配置，使用户的电力需要得到最大化的满足。

1.2 智能电网的特点和作用

与传统电网不同，智能电网将电力流、业务流和信息流高度融合，其特点和优势主要体现在以下几个方面。

第一、坚强的体系支撑，智能电网有电网基础体系和技术支撑体系作支撑，在运行中能够顽强抵抗来自外界的各类干扰和攻击。

第二、技术与设施的完美融合，智能电网将信息技术、自动控制技术等高科技技术与电网的基础设备进行融合，有效提升和优化了电网基础设备的性能，提高了电网故障的可预见性，同时，系统故障修复的功能也得到了有效提升。

第三、信息的高度集成，智能电网实现了电力信息的高度集成和共享，使得信息资源突破了时空的限制，为电力系统的全面运行提供了保障。

第四、服务模式的建立，智能电网使双向互动模式由理想变为现实，一方面，电力企业可以切实掌握用户的详细用电信息；另一方面，用户也可以通过各种渠道了解电力企业的供电能力、电能质量等状况。

2 智能电网自动化的应用

智能电网自动化应用主要体现在结构自动化、电力数据采集自动化以及电力远程控制自动化这几个方面，接下来，本文将以某电网厂站的自动化技术应用为例，对智能电网自动化的应用进行具体概述。

2.1 结构自动化

与国内其他电力厂站的自动化结构相同，该厂的电力自动化技术可概括为集中式微机远动技术、分布式微机远动技术、广域分布式实时采集技术以及综合自动化技术。

集中式微机远动技术将RTU（REMOTE TERMINAL UNIT 远程测控终端）作为系统运转的核心，该技术的性能与RTU的体系结构息息相关，中央处理单元对RTU的操作步骤进行实时掌控，为系统运行安全提供可靠保证。

分布式微机远动技术省略了变电和送电环节，该系统原有的落后设备被功能性强大的RTU替代。虽然从表面上看，整个远动系统和从前无异，但实际上，其安全性和实用性都得到了大大的提升。

广域分布式实时采集技术使大范围、大规模的电力信息采集由理想变为现实，利用该技术，信息采集成功的突破了地域和规模的束缚。

综合自动化技术的特点在于它不仅能对对象实施间隔保护，而且还能对设备单元进行实时测控，该自动化系统由控制中心、网络层、间隔层以及执行层等单元构成，实现了电缆联结控制向自动化控制的转变。

2.2 电力数据采集自动化

该电厂的电力数据的自动化采集分为直流采样和交流采样两种不同的形式。以下是对两种采样技术的论述。

2.2.1 直流采样技术

直流采样技术在工业控制领域有着广泛的应用，但其在电力系统的应用才刚刚起步。电力介质有其自身的特性，因此在进行采样处理时，要采用DSP技术才能完成取样过程。下图（图一）清晰地展示了直流采样数据采集和处理过程，从下图的展示中，我们可以清楚地看到，直流采样经历了二次系统――变送器/脉冲表――RTU的采样程序，变送器、脉冲表中的电压/电流变送器、功率变送器、脉冲电能表以及其它变送器等设备对RTU中的各项操作进行遥测，保证整个采样流程的顺利进行。

2.2.2 交流采样技术

与直流采样技术不同，交流采样是一种依靠计算机网络技术而且与电量测量技术相适应的新技术，该技术的先进之处在于它省略了变送器的变送过程，实现了电流数据的直接处理。下图（图二）就清楚地展现了交流采样数据采集的全过程，从图中，我们可以发现该模块可以同时完成多个线路的信息采集工作，中央处理单元与其他设备进行串联，使得本设备所遥测到的数据得以及时上传。

2.3 电力远程控制自动化

电力远程控制包含遥控和遥调两种技术，有了这两种技术作为支撑，自动发电控制和自动电压控制才能得以实现。遥控技术主要是对电力系统的开关设备进行控制，而遥调是指对调压变电器的分接点进行调节，对电压调节实行远程控制。就目前来看，遥调技术还处于发展的初级阶段，而遥控技术已经取得了突破性的发展，成功应用于电力系统智能电网中。遥控技术是智能电网自动化的基础技术和核心技术，掌握和运用这一技术对电网控制和电网安全运行意义重大。

3 电力系统智能电网自动化的展望

电力系统智能电网的自动化为电力系统的运行提供了技术保障，但是，就目前来看，我国电力系统还面临着严峻的挑战。新型能源技术的可持续发展状况直接关系到电力系统的运行状态，同时，电力系统的运行对电力市场的管制提出了新的要求，数字化技术的应用水平也极大地影响了电力系统的运行。随着时代的进步、科技的不断发展，在现有技术水平的支撑下，电力系统智能电网将沿着标准化、集成化和科学化的方向继续发展，智能电网自动化技术的更新和完善将为电力系统的安全运行提供有力保障。

我国电力系统智能电网的开发和利用还处于起步阶段，在进行系统开发时，要充分吸收和借鉴国际上一些先进的理论和技术，博采众长，并结合我国智能电网发展的具体情况，遵循智能电网发展的客观规律，实现我国电力系统智能电网的稳步、健康发展，为我国电力事业的发展创新提供可靠保障。

结束语

智能电网贯穿于发电、输电、配电以及用电全过程，渗透与电力系统的各个领域。智能电网具有自动化强、安全可靠、兼容以及经济效益高等特点，智能电网的使用，将大大提高我国电力企业电能供应的水平和质量，推动我国电力事业的发展。

智能电网凭借其先进性和科学性，已经得到了世界各国众多能源部门和电力企业的认可，开发和利用智能电网是适应时代进步和电力发展的重要举措。从目前的发展情况来看，我国开发和利用智能电网是历史发展的必然选择。

参考文献

[1]陈刚.包头市智能电网自动化系统改造可行性研究与应用[D].2012.

[2]梁鸿健.面向智能电网的自动化综合数据应用研究及系统开发[D].2012.

[3]赵江河，陈新.基于智能电网的配电自动化建设[J].电力系统自动化，2012，（18）

[4]马敬.电网自动化智能型辅助指挥系统的设计、推广使用[A].中国电机工程学会第十一届青年学术会议论文集[C].2010.

[5]黄伟，蔡葆锐，杨强.开展智能电网研究应用的建议[A].2010年中国电机工程学会年会论文集[C].2010.

[6]赵加奎，杨国凤，沐连顺.数据流技术在电网自动化中的应用研究[J].电网技术，2011，（8）