电力系统自动化的计算机技术应用及设计

2022-09-11

一、电力系统的自动化

(一) 变电站的自动化

实际上, 变电站自动化主要就是将自动化的设备来取代原先的人工的地位, 自动地运行或监督变电站的工作, 提高变电站工作人员的工作效率。变电站自动化的独特点就是用全自动化以及计算机装置来更换点传统的电磁式的设备, 在变电站运行期间对电气设备进行全面的监督。一方面, 要将变电站中的二次设备结合网络以及数据进行改变, 比如说用计算机光纤或电来取代原先的电力信号电缆。另一方面, 将运行及监督工作用屏幕显示出来, 同时要将设备运行管理及设备统计、数据记录自动化。变电站自动化可以极大地提高变电站的工作效率, 是电网调度自动化过程中的重要组成部分。

(二) 电力网络调度的自动化

电力网络调度在电力系统自动化中占据着重要的地位, 我国电力网络调度的自动化可分为国家级、区域级、省级、地区市级和县乡级五级。电力网络调度的自动化主要依靠计算机技术和终端的设备来完成, 通过分析电力运行状态下的数据, 来预测可能会在电力系统运行期间出现的问题, 从而实现自动调度电力。电力网络调度自动化包括电力网络调度控制中心的计算机网络系统、服务器、工作站和变电站终端设备等, 实现其自动化是为了收集以及把控运行及生产电力期间的有关数据、对电力系统运行期间所处的状态进行分析、预测电力负荷程度以及省级电网以上的控制自动发电, 同时还不能忽略目前阶段电力市场的发展取数。

(三) 智能电网技术

智能电网技术属于电力系统的智能把控技术, 被应用于电力系统中的各个环节中, 运用了包括电力网络调度自动化、变电站自动化等多种计算机技术。实现电网数字化主要是为我国建立完善的智能电网提供有力的前提条件, 是我国智能电网的初始形态。我国的变电站自动化系统用了很长的时间来研发和推广, 目前来说我国的变电站自动化系统安全性高、功能强大并且其占地面积较小, 所以在短时间内其被广泛应用于国家电网的建设中。

二、电力系统自动化中的计算机技术应用及设计

(1) 光电式的电力互感器。电力互感器是要完成电力系统中输电工作的不可或缺的一部分, 其主要通过将输电线路上的过高的电压值和电流值经过一定的比例的调和至可用仪表直接测量的标准, 使得数据测量更加便利。但是随着电压升高其实现绝缘的难度就越大, 随之所需使用的设备体积也就越大;其次, 如果信号波动的范围较小, 那么电流互感器就将难以测出具体的信号或是信号发生突变;最后, 互感器输出的信号与保护的设备接口不能实现直接地连接。正是因为以上的不足给电力系统带来了很大的负担, 所以很多发达国家研发出来新型光电式的电力互感器技术, 光电式的电压、电流互感器的标准也被制定出来了, 我国也取得了相应方面的成果。目前来说, 这项技术的主要问题是材料的稳定程度会随着温度系数的变化而波动;此外, 光电式的互感器输出的信号远小于传统的电磁式互感器输出的信号, 在信号经过了较长的电缆线之后信号就会减弱或消失, 以致于终端设备接收不到信号, 这需要我们在信号的所在地将其数字化后再连接光纤接口以送达信号, 所以在结构上设计上需要将光电转换等电子电路组成部分与互感器融为一体。

(2) 电力一次设备的智能化。电力系统中, 在安装传统的一次设备和二次设备时, 其与实际的安装点之间距离通常都较远, 而且要保证设备之间实现相互连接就需要加强电流来控制电缆以及增强电力信号, 将会导致大量的电力在连接过程中消耗。电力一次设备的智能化的主要作业是将二次设备在运行期间起到的保护和测量作用都聚集到一次设备中去, 实现一次设备和二次设备的有效结合, 节省了在建设以及运行二次设备的资金成本, 同时还减少了所需的控制电缆和信号线的数量, 有利于后期的运用和维护。

(3) 电力系统一次设备运行状态的检测。电力系统一次设备包括发电机、变压器以及开关等, 长期全面实时地监督这些设备的运行参数, 可以在得到设备实时运行状态的同时, 同步分析各状态运行的重要参数, 通过所得的参数可以预测设备运行期间有无故障发生, 积极对设备进行维修处理, 增加设备的使用寿命。如今我国在电力科研方面投入了大量的资金, 以用来促进电力部门积极地与相关科研单位进行合作或引进先进的技术, 电力系统一次设备运行状态的检测就取得了一定的成果, 但由于此项技术对专业要求较高且所检测地的环境条件较差, 所以要实现较为满意的检测还有一定的难度。

(4) 计算机视觉技术的应用。计算机视觉技术应用于电力系统自动化中, 主要是为了在短期内取得精确的图像信息, 以网络传输为出发点, 建立相对完善的全面的变电站检测系统, 方便电力工作人员在短时间内提取电力系统相关的工作画面, 同时此项技术还可以同时和多种传感器及视频等信号进行连接, 更加保障了电力系统运行的安全。计算机视觉技术的主要应用有:检测设备在不可传出电力信号的同时减少电缆的连接量以及分辨人们自身的视力所不能够分辨的图像。

三、结束语

电力系统主要包括发电、变电、输电及用电等各个方面。在电力系统运行期间, 其一般的运行状态有警告、紧急、恢复、正常和崩溃, 电力系统在这五种状态下都会有各自的相对应的数据, 将这些数据加工处理并呈现给我们正是计算机技术的功劳。综上所述, 将计算机技术应用于电力系统自动化中非常有利于电力的有效运用。

摘要：电力系统自动化中的计算机技术应用为人们带来了巨大的便利, 不仅提高了电力的使用率, 还在一定程度上保证了电力系统的安全与稳定, 同时减少了电力工作人员的工作量。电力系统运行期间会有这样或是那样的问题导致运行不畅, 从而浪费电力资源。本文将深入地对电力系统自动化的计算机应用以及设计进行全面分析, 阐明电力系统主要组成部分以及其所应用的计算机技术。

关键词：电力系统自动化,计算机技术,应用