淺談電力系統計算機監控應用

吳紅光 李冬

摘 要：隨著我國科技的迅猛發展，電力系統的自動化運行水平不斷提高，利用計算機監控系統輔助管理已經成為提高工作效率、降低消耗、安全生產的有力手段。

關鍵詞：電力系統；計算機監控系統；建立；應用；預期目標

中圖分類號：F407.61文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統被稱之為電力系統（PowerSystem）。其功能主要是：通過發電動力裝置將自然界的一次能源轉化成電能，再經過輸電、變電和配電系統將電能供應到各負荷中心，通過一系列設備再轉換成光、熱或者動力等不同形式的能量，服務于地區經濟和人民生活。由于電源點與負荷中心多數處于不同地區，也無法大量儲存，故其生產、輸送、分配和消費都在同一時間內完成，并在同一地域內有機地組成一個整體，電能生產必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發與分散使用，以及電能的連續供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統的結構和運行。據此，電力系統要實現其功能，就需在各個環節和不同層次設置相應的信息與控制系統，以便對電能的生產和輸運過程進行調節、測量、保護、控制、調度和通信，確保用戶獲得安全、經濟、優質的電能。這就意味著建立結構合理的大型電力系統必須要有先進的計算機實時監控系統作為保障，還要注重便于電能生產與消費的集中管理、統一調度和分配，減少總裝機容量，節省動力設施投資，且有利于地區能源資源的合理開發利用，更大限度地滿足地區國民經濟日益增長的用電需要。

1 計算機監控系統的建立

目前我國現階段由于創新技術使其他工業領域都產生了重大變化，但電力系統的大部分依然保持著數十年來的運作模式。缺乏資金，以及四十年甚至更長時間的資產使用壽命使系統效率日益低下，不穩定性逐漸上升。此外，氣候的變化、燃料成本的飛升、過時的電網基礎設施，以及全新的發電技術，改變了所有相關人士的觀念。特別是以下這些變化，需要一個先進的計算機實時監控系統來管理日趨復雜的電網。這就意味著將計算機實時監控系統和信息通信技術集成到電力基礎設施上，使電力系統實現“智能化”。就是將整個電力系統作為一個集成框架加以管理，主動地檢測和響應各個地區和設備的電力需求、供應、成本、質量和溫室氣體排放量的變化。同樣，更為出色的信息也使消費者能夠自主管理能源使用，滿足多元化的需求。

2 計算機實時監控系統所構成的智能電網在電力系統中的實際應用

由計算機實時監控系統所構成的智能電網在電力系統中的實際應用對于電力系統來說，由計算機實時監控系統所構成的智能電網則主要包含三個層面的內容：先是利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控，然后把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合，最后通過對數據的分析、挖掘，達到對整個電力系統運行的優化管理。

2.1 由于電力系統測控終端一般都安裝野外環境中，地點偏遠，無人值守，設備必須能夠在特殊的環境下長期、穩定工作。通過分組無線服務技術的無功功率補償控制系統，根據用戶的實際需求特別研制?？刂葡到y主要由電源模塊、數據采集、人機接口、無功補償控制及數據傳輸五大部分組成。只要有一部可以接入電腦作為服務器就能實現對分布各地的無功補償控制器進行監控，也能實現移動監控。系統采用模塊化設計，具有技術原理先進、測量精度高、功能完善、組網靈活、可靠性高、可擴展性強、成本低等優勢。另外，系統具有自動撥號、斷線重撥功能。在網絡狀態不穩定時，具有自動恢復通訊能力，保證系統穩定工作，無需人為干預。在電源抗干擾及散熱等方面也有特殊設計，使得終端設備能適應惡劣工作環境。

2.2 智能電網能夠實現雙向互動的智能傳輸數據，實行動態的浮動電價制度；利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控和數據整合，遇到電力供應的高峰期之時，能夠在不同區域間進行及時調度，平衡電力供應缺口，從而達到對整個電力系統運行的優化管理；將新型可替代能源接入電網，實現分布式能源管理；智能電網可以作為互聯網路由器，推動電力部門以其終端用戶為基礎，進行通信、運行寬帶業務或傳播電視信號。

2.3 智能電網還可以全面有效地對電力傳輸的整個系統，從電廠、大壩、變電站、高壓輸電線路直至用戶終端進行智能化處理。包括對電力系統運行狀態的實時監控和自動故障處理，確定電網整體的健康水平，觸發可能導致電網故障發展的早期預警，確定是否需要立即進行檢查或采取相應的措施，分析電網系統的故障、電壓降低、電能質量差、過載和其他不希望的系統狀態，基于這些分析，采取適當的控制行動。

3 計算機實時監控系統的預期目標

3.1 一個由出色技術支持的電力系統將更加高效，不僅能夠減少溫室氣體排放，還能提高電力可靠性。具體來說，智能電網能夠通過自動關閉家庭、辦公室和工廠中的指定設備，減少電力使用高峰電量；可以提供能耗的即時反饋，減少浪費；還能鼓勵廠商生產“智能”設備，減少能源使用；同時，也能夠隔離電網中的干擾因素，檢測并防止電力燈火管制。如果采取正確的措施來快速隔離問題，代價高昂的斷電現象即可避免。公用事業公司正在安裝傳感器以接近實時地（秒到毫秒級延遲）監控電網，盡早地發現故障。這些監控系統將從起始的輸電網擴展至配電網。通過持續監控電力消耗和主動管理設備耗能方式，需求方管理能夠有效地減少家庭、辦公室和工廠的電力消耗。管理的內容包括需求響應計劃、智能電表和可變電價、配備智能設備的智能樓宇，以及能源儀表板。這些創新組合在一起，使公用事業公司和消費者能夠更有效地管理和響應電力需求的變化。

3.2 電表作為電力系統的一個終端，目前只能實現單方面的交流，也就是只能達到自動讀取的功能，而不是雙方互動的交流；而智能電表的應用則可以使用戶和電力系統之間實現互動。比如，電力供應機構可以精確地了解用戶的用電規律，可以在電力供應高峰期或需求大于供給時，適當提高電價；而用戶此時可以把家里的替代能源設備打開，或者把熨衣服、燒熱水這些可調時間的家務挪到用電低谷的時候做，因為用電低谷的電價可能要便宜很多。

3.3 智能電網的意義并不僅僅局限于優化電力系統的管理。能源緊缺的壓力以及各國政府對環境的日益重視，使得以太陽能、風能和生物質能為代表的清潔、高效的可再生能源有著廣闊的發展前景。而是利用清潔能源發電、輸電，需要原有的電網更加智能化，使得能源從生產、傳送到最后使用的過程受到集中監控和管理。

結語：

由此可見，計算機實時監控系統為電力系統的持續運行提供了巨大的保障，這樣就使高效、無污染、使用方便、易于調控的電能得到廣泛應用，進而推動了社會生產各個領域的變化，開創了電力時代的新紀元?？傊?，電力系統的規模性、技術性、安全性和持續性已成為一個國家經濟發展水平的標志之一。

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