電力系統綜合自動化的工作流程是在相對中心地帶的調控中心裝置現代化的計算機,以此向四周輻射網絡系統。圍繞這一中心的發電廠、變電站之間則設置信息服務和反饋的遠方監視控制裝置,進行監控,從而形成了一個立體化的網絡覆蓋面,形成全面的暢通的信傳達和指令傳輸。

1 電力系統自動控制的基本要求

1.1 迅速而正確地收集、檢測和處理電力系統各元件、局部系統或全系統的運行參數。

1.2 根據電力系統的實際運行狀態和系統各元件的技術、經濟和安全要求,為運行人員提供調節和控制的決策,或者直接對各元件進行調節和控制。

1.3 實現全系統各層次、各局部系統和各元件間的綜合協調,尋求電力系統優質供電、經濟性和安全性的多目標的最優運行方式。

1.4 電力系統自動控制不僅能節省人力,減輕勞動強度,而且還能減少電力系統事故,延長設備壽命,全面改善和提高運行性能,特別是在發生事故情況下,能避免連鎖性的事故發展和大面積停電。

2 幾種電力系統自動化技術探討

2.1 主動的對象數據庫技術及其在電力系統自動監視與控制中的運用

面向對象技術在軟件的重用性、繼承性、封裝性、開放性及軟件工程等方面帶來革命性的影響,已經深刻影響軟件系統開發與設計的各方面,如面向對象的分析、面向對象的設計、面向對象的編程等。新一代的電網調度自動化系統應該全面地采用面向對象技術,支持面向對象的標準。

主動的對象數據庫與一般的關系數據庫相比,主要的優勢在于主動功能以及對對象技術的支持。關系數據庫要實現數據的判斷(如數據發生變化,數據越限)以及數據的分析都是由外來程序完成的。而在主動的對象數據庫中,利用數據庫的觸發子可以實現系統的監視功能,利用數據庫中對象的函數可以實現系統的控制功能。由于引入觸發機制以及對象技術,這就可以在數據庫中實現自動監控,在節省數據讀出和寫入時間的同時,又充分地利用數據庫對數據的管理功能,提高數據可靠性,維護數據的一致性,便于數據的共享等。隨著數據庫技術的發展,以及對監控系統中觸發子和對象的函數功能的進一步研究, 有望實現電力系統自動監視與控制的更加復雜的功能。

2.2 現場總線控制系統。

現場總線技術實際上是將安裝在工業過程現場的智能自動化儀表和裝置與設置在控制室內的儀表和控制設備連接起來的一種數字化、串行、雙向、多站的通信網絡。現場總線技術將專用微處理器置人傳統的測量控制儀表,使它們各自都具有了數字計算和數字通信能力,采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線,把多個測量控制儀表連接成的網絡系統,并按公開、規范的通信協議,在位于現場的多個微機化測量控制設備之間以及現場儀表與遠程監控計算機之間,實現數據傳輸與信息交換,形成各種適應實際需要的自動控制系統。

現場總線控制系統既是一個開放通信網絡,又是一種全分布控制系統。它作為智能設備的聯系紐帶,把掛接在總線上、作為網絡節點的智能設備連接為網絡系統,并進一步構成自動化系統,實現基本控制、補償計算、參數修改、報警、顯示、監控、優化及控管一體化的綜合自動化功能。這是一項智能傳感器、控制、計算機、數字通信、網絡為主要能容的綜合技術。

目前，在我國電力系統中, 分布式控制系統得到了廣泛應用。這種控制方式的實現需要通過傳感器、變送器將所有被控設備的狀態、電量、非電量信號收集到中央控制室的主控計算機上,然后在計算機上按照規定的數學模型進行計算、判斷、進而向被控設備發出指令。其在本質上仍然為數字控制器與模擬變送器組成的模擬-數字混合系統,在電廠或變電站內受電磁干擾嚴重,難以達到嚴格的計算精度。另一方面,模擬變送器位于測控現場,而控制器位于集中控制室。這從構成控制系統的信號流的角度來看,在現場把被控參數轉換為測量信號后,被送往位于集中控制室的控制器,再把所得到的控制信號由控制室送往現場的調節閥或控制電機。這樣,即使是一個簡單的回路控制系統,其信號的必經路徑也將會很長,因而會引起許多弊端和隱患。

將現場總線技術引入電力系統在根本上優化控制系統的各種性能，將整個生產過程的控制功能分散,為每個被控設備就地配備專用的底層前置控制計算機,這些專用的前置機根據控制要求負責管理被控設備的有關信息。這些信息經前置機處理后通過通訊接口由現場總線與上位計算機相聯。此時上位機的任務已不再是全面監控所有設備,而是擔負人機對話或向上級調度遠傳信息的任務。在上位機可以根據前置機上傳的信息構造各種畫面、圖象、圖表、曲線來直觀地反映現場設備的運行情況。不僅前置機可以配合PLC 根據所取的實時數據對被控設備實行必要的調節和控制,而且上位機也可以直接通過前置機對被控設備進行實時性不強的調節和控制,把控制功能下放到現場,僅由現場儀表就可以實現控制功能。這樣無疑增強整個電力系統自動控制系統的可靠性和系統組織的靈活性。并且基于這種現場總線技術的系統,還可與其它計算機、節點通訊,構成高性能的控制系統。

2.3 光互連并行處理器陣列在電力系統自動控制和繼電保護中的應用研究。

光互連技術的特點:

2.3.1 光互連不受電容性負載的影響,其輸入輸出可根據需要具有很大靈活性。

2.3.2 光互連的扇出數主要受探測器功率限制。光互連既可解決無終端的電互連線受到臨界線長度的限制的問題,又可解決有終端線受到沿該線輸出端密度限制的問題,它可以在計算系統內部實現高性能互連。它以光速傳遞信息,可將時鐘扭曲問題減小到最小程度。

2.3.3 光互連不受平面和準平面的限制, 光在光波導中可以大于10°的交叉角相互交叉,自由空間光束可相互穿越而不相互作用,可提高系統集成度。

研究結果表明,互連網絡采用光子傳輸與電子交換相結合的方法,拓撲結構具有靈活的編程重構特性。光互連網絡的帶寬不受傳輸長度

的影響,具有很強的抗電磁干擾能力,體現了光互連技術在并行處理器陣列系統中具有很大的應用潛力,為并行處理器陣列中的高速數據通訊和結構設計提供了方便。從而表明了光互連并行處理器陣列在電力系統自動控制和繼電保護中具有遠大的應用前景,將使電力系統自動控制和繼電保護的水平提高到一個新的高度, 保證電力系統安全、經濟、可靠的運行。

3 總結

當前，電力系統的綜合自動化已經進入以計算機技術和監控技術開發為主要標志內的階段,但對于我國這樣一個電力需求大、電網建設復雜而電力系統綜合自動化改革開始較晚的國家來說,在追趕先進技術的同時,還必須要注重對傳統技術和設備的改進,只有這樣才能保證電力系統綜合自動化的早日全面實現。