浅谈电力系统计算机监控应用

吴红光 李冬

摘 要：随着我国科技的迅猛发展，电力系统的自动化运行水平不断提高，利用计算机监控系统辅助管理已经成为提高工作效率、降低消耗、安全生产的有力手段。

关键词：电力系统；计算机监控系统；建立；应用；预期目标

中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：

0 引言

由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统被称之为电力系统（PowerSystem）。其功能主要是：通过发电动力装置将自然界的一次能源转化成电能，再经过输电、变电和配电系统将电能供应到各负荷中心，通过一系列设备再转换成光、热或者动力等不同形式的能量，服务于地区经济和人民生活。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行调节、测量、保护、控制、调度和通信，确保用户获得安全、经济、优质的电能。这就意味着建立结构合理的大型电力系统必须要有先进的计算机实时监控系统作为保障，还要注重便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。

1 计算机监控系统的建立

目前我国现阶段由于创新技术使其他工业领域都产生了重大变化，但电力系统的大部分依然保持着数十年来的运作模式。缺乏资金，以及四十年甚至更长时间的资产使用寿命使系统效率日益低下，不稳定性逐渐上升。此外，气候的变化、燃料成本的飞升、过时的电网基础设施，以及全新的发电技术，改变了所有相关人士的观念。特别是以下这些变化，需要一个先进的计算机实时监控系统来管理日趋复杂的电网。这就意味着将计算机实时监控系统和信息通信技术集成到电力基础设施上，使电力系统实现“智能化”。就是将整个电力系统作为一个集成框架加以管理，主动地检测和响应各个地区和设备的电力需求、供应、成本、质量和温室气体排放量的变化。同样，更为出色的信息也使消费者能够自主管理能源使用，满足多元化的需求。

2 计算机实时监控系统所构成的智能电网在电力系统中的实际应用

由计算机实时监控系统所构成的智能电网在电力系统中的实际应用对于电力系统来说，由计算机实时监控系统所构成的智能电网则主要包含三个层面的内容：先是利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，达到对整个电力系统运行的优化管理。

2.1 由于电力系统测控终端一般都安装野外环境中，地点偏远，无人值守，设备必须能够在特殊的环境下长期、稳定工作。通过分组无线服务技术的无功功率补偿控制系统，根据用户的实际需求特别研制。控制系统主要由电源模块、数据采集、人机接口、无功补偿控制及数据传输五大部分组成。只要有一部可以接入电脑作为服务器就能实现对分布各地的无功补偿控制器进行监控，也能实现移动监控。系统采用模块化设计，具有技术原理先进、测量精度高、功能完善、组网灵活、可靠性高、可扩展性强、成本低等优势。另外，系统具有自动拨号、断线重拨功能。在网络状态不稳定时，具有自动恢复通讯能力，保证系统稳定工作，无需人为干预。在电源抗干扰及散热等方面也有特殊设计，使得终端设备能适应恶劣工作环境。

2.2 智能电网能够实现双向互动的智能传输数据，实行动态的浮动电价制度；利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理；将新型可替代能源接入电网，实现分布式能源管理；智能电网可以作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进行通信、运行宽带业务或传播电视信号。

2.3 智能电网还可以全面有效地对电力传输的整个系统，从电厂、大坝、变电站、高压输电线路直至用户终端进行智能化处理。包括对电力系统运行状态的实时监控和自动故障处理，确定电网整体的健康水平，触发可能导致电网故障发展的早期预警，确定是否需要立即进行检查或采取相应的措施，分析电网系统的故障、电压降低、电能质量差、过载和其他不希望的系统状态，基于这些分析，采取适当的控制行动。

3 计算机实时监控系统的预期目标

3.1 一个由出色技术支持的电力系统将更加高效，不仅能够减少温室气体排放，还能提高电力可靠性。具体来说，智能电网能够通过自动关闭家庭、办公室和工厂中的指定设备，减少电力使用高峰电量；可以提供能耗的即时反馈，减少浪费；还能鼓励厂商生产“智能”设备，减少能源使用；同时，也能够隔离电网中的干扰因素，检测并防止电力灯火管制。如果采取正确的措施来快速隔离问题，代价高昂的断电现象即可避免。公用事业公司正在安装传感器以接近实时地（秒到毫秒级延迟）监控电网，尽早地发现故障。这些监控系统将从起始的输电网扩展至配电网。通过持续监控电力消耗和主动管理设备耗能方式，需求方管理能够有效地减少家庭、办公室和工厂的电力消耗。管理的内容包括需求响应计划、智能电表和可变电价、配备智能设备的智能楼宇，以及能源仪表板。这些创新组合在一起，使公用事业公司和消费者能够更有效地管理和响应电力需求的变化。

3.2 电表作为电力系统的一个终端，目前只能实现单方面的交流，也就是只能达到自动读取的功能，而不是双方互动的交流；而智能电表的应用则可以使用户和电力系统之间实现互动。比如，电力供应机构可以精确地了解用户的用电规律，可以在电力供应高峰期或需求大于供给时，适当提高电价；而用户此时可以把家里的替代能源设备打开，或者把熨衣服、烧热水这些可调时间的家务挪到用电低谷的时候做，因为用电低谷的电价可能要便宜很多。

3.3 智能电网的意义并不仅仅局限于优化电力系统的管理。能源紧缺的压力以及各国政府对环境的日益重视，使得以太阳能、风能和生物质能为代表的清洁、高效的可再生能源有着广阔的发展前景。而是利用清洁能源发电、输电，需要原有的电网更加智能化，使得能源从生产、传送到最后使用的过程受到集中监控和管理。

结语：

由此可见，计算机实时监控系统为电力系统的持续运行提供了巨大的保障，这样就使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，进而推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代的新纪元。总之，电力系统的规模性、技术性、安全性和持续性已成为一个国家经济发展水平的标志之一。

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