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计算机技术在电力运行中的应用讨论

罗林
  
一起视线电力
2022年6期
中电建湖北电力建设有限公司 湖北省武汉市 430080

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摘要:近年来随着电网运营规模的逐步扩大,在电力运行中主要呈现出正常、警戒、紧急和恢复等四种状态。同时由于电网运行方式愈发复杂,不同状态下电力运行安全风险明显提高。为保证电力正常稳定运行和安全生产,计算机技术在电力运行中发挥着至关重要的作用和应用价值。在计算机技术的支持下,电力运行逐步实现智能化、网络化管理,在充分满足供用电标准用电需求的同时还能切实推进电力运行保障设备平台优化升级,推动电力行业稳步发展。为此,本文着重围绕计算机技术的应用背景及电力调度运行智能化管理的必要性展开全方位分析,进一步阐述各类计算机技术在电力运行中的具体应用情况。

关键词:计算机技术;电力运行;自动化控制系统;应用研究

新常态背景下,我国电力运行面临着资源优化配置、供用电需求增长及电力安全生产等多方面问题,为保证电力运行平稳有序,计算机技术在电力运行中发挥着重要作用。采用计算机技术,加速实现电力运行全场景数字化,通过打造电力运行保障设备可视化平台,更好地挖掘相关数据信息背后潜在的应用价值。同时在计算机技术的支持下,通过电力运行保障平台实现对电力运行系统的实时监测,从根本上保障电力运行稳定安全,有效避免电力安全事故的发生。

1.计算机技术在电力运行中的应用背景

1.1 日常例行工作

随着电网运行规模的逐步扩大以及设备技术的不断投入,电力调度运行工作量不断增加,调离调度工作更具复杂性和责任性。对于调度工作人员而言,在电力调度运行中,调度员的日常工作主要是负责对相关信息的检阅和记录,并按照有关操作规范完成日常操作任务。随着电力运行规模及工作量的增加,产生的数据信息量更加庞大,对于各项信息记录需要调度员做好检阅,确保后续电力调度工作能够有序进行。在此过程中,数据信息成为电力调度运行的关键所在,考虑到各项调度工作有着密切的关联,一旦发生数据信息错误问题则会直接影响整个电力调度运行质量,所产生的影响是连续性、复杂性的。

从调度员的角度来看,工作人员每天需要面对庞大的新数据,需要对各项工作交接班情况、调度日志、线路检修情况、系统购电情况、机炉启停和投油记录、运行事故原始记录以及设备停役记录、气象情况等相关记录进行全面检阅,并结合当天电力调度运行情况做好当天记录。由于各项调度工作间存在较大关联,这些记录信息本身也会存在相关性,在此情况下容易出现记录重复查询和重复记录的现象,对相关事件信息记录的查找相当困难。采用计算机技术能够有效应对工作量大、信息量大且不容易查找记录等麻烦问题。

1.2 数据采集、存储与统计

在数据采集方面,采用计算机技术构建电网综合分析平台,借助平台系统对电力调度运行中涉及的各项指标需要使用的数据信息进行实时采集。其中包括发电厂的相关信息、电网受电和发电负荷情况、电网线路相关数据、发电厂计划发电量与实际发电量以及电网机组的考核数据、市场交易数据等等。在完成数据采集工作后需要进行数据存储,这时电力调度运行工作中尤为关键的一环。通过利用计算机输入程序,由电网调度员借助存档和操作票等功能对已有的操作票进行修改调整,利用计算机存储相关数据并打印出操作票,有效降低人工操作失误现象,减少废票、错票情况的发生。另外借助计算机输入程序对原始操作票进行记录存储,为调度员的统计分析和数据查找工作提供更多便利[1]。

另外,关于数据信息的统计分析,目前不少电厂调度工作人员仍然采用流水账式的数据记录和管理方式,不仅降低了数据调度管理工作效率,还提高了出错率。调度工作人员应当借助计算机系统对电力调度运行中的薄弱或关键环节进行全面分析了解,确保数据统计分析的完整性与可靠性。

1.3 运行故障分析与处理

电力调度运行质量决定着电力生产供应的稳定性,为维持电网正常运行,需要做好异常情况的排查和故障问题的分析处理。如何在较短时间内快速排查出故障问题及其成因,确保电网系统能够安全稳定运行,对调度员提出较高的要求。运用潮流计算程序向调度员反馈出准确的数据信息,要求调度员对运行操作情况进行风险评估。通过投入使用潮流计算机程序,为调度员提供现行的实时运行方式,避免调度员凭借自身工作经验盲目开展潮流信息技术,减少调度员因操作失误产生运行事故的情况。总体来看,潮流计算机程序的使用需要经历潮流信息估计、事故预想和潮流计算等工作环节,为调度员提供高效的记录查询功能,提高事故问题处理的针对性。

2.电力系统中计算机技术应用现状

2.1  应用现状

计算机技术是人类文明建设发展的重要产物,其中在电力行业领域的应用价值更为突出,为电力系统安全运行提供全方位保障。在此背景下,电力调度系统想要实现高质量管理标准化、智能化,已经离不开计算机技术的大力支持。通过应用计算机技术,电力调度系统逐步实现信息资源共享、双向传递和远程调度,目前计算技术在电力系统运行中的应用主要体现在电力调度和配变电系统两个方向[2]。

首先在电力调度层面应用计算机技术实现电网调度自动化,计算机技术为电网调度自动化的实现提供了根本保证。利用计算机技术将打印机、接口及显示器等各类终端设备连接成为一个整体,实现对电力系统各类数据信息的集中收集和处理。同时利用计算机技术对电网调度系统进行实时动态监测,确保电力调度系统能够高效稳定运行。

其次在配电网系统层面,计算机技术为电力系统自动化、智能化发展提供重要的技术支持。配电网络系统智能化发展过程中,在计算机技术的支持下,电力系统实现资源信息共享,并对系统功能进行合理划分,有力保障配电网系统安全稳定运行。

另外在变电系统中,变电站作为电力系统的核心组成成分,具有结构复杂的特性。采用人工监测手段难以全面提高变电系统运行效率,且系统监控面受到限制,无法及时获取系统实时反馈的监控信息。采用计算机技术能够有效改善这方面的不足,在保证变电系统安全稳定运行的基础上,促进变电系统监控检测效率的全面提升。

2.2  应用困境

在计算机技术的支持下,电力调度系统变革创新进程加快。与此同时,计算机技术在电力系统中的应用仍然存在诸多不足从上文计算机技术的应用背景及其现状分析得出,计算机技术应用的不足主要体现在资源整合软件系统运行的稳定性不足以及信息安全管理问题。其中出现资源整合不全面的原因多由于电力系统的单向自动化,这与计算机技术业务管理有很大关联,当各种软硬件资源网出现重复建设问题时,由于缺乏完善的资源管理体系而导致各类资源网的连接有效性不足,直接影响资源利用率。同时,现阶段多数发电企业均采用自行开发的自动化软件技术,从某种程度来看,自行开发的软件技术具有一定的局限性,直接影响软件系统的使用功能及运行稳定性,不利于电力系统智能化、自动化水平的提升。

另外,从管理的角度来看,电力调度运行中往往缺少完善的信息安全管理规范,导致电力调度工作的开展缺乏相应的科学依据,进而影响设备的运行及设备与其他配置的有效连接,导致系统运行效率下降。

3.电力运行智能化管理的必要性

电力调度系统运行主要为了保障整个电力网络系统运行的安全稳定以及电力资源的合理利用,是电力运行管理的一种有效手段。由上可见,电力运行发展离不开计算机技术,利用计算机技术加强对电力运行中有关数据信息的完整采集整合和统计分析,结合电网运行的实际参数来分析电力工作的进展状况。随着电力调度工作量的不断增大以及电网运行规模的扩大,在计算机技术的支持下,电力运行智能化、自动化成为必然的发展趋势,能够充分适应电网系统安全经济运行的实际需要。以湖北省全省发电用电情况为例,今年2月份湖北省全社会用电量达到亿196.75千瓦时,同比增长至21.66%。其中工业用电量104.45亿千瓦时,同比增长23.81%;制造业用电量达到75.53亿千瓦时,同比增长至20.53%。而全省2月份发电量达到227.97亿千瓦时,同比增长至20.07%。其中三峡发电厂发电量达到47.12亿千瓦时,同比增长至13.14%。整体来看,湖北省用电量呈明显的上升增长趋势,发电装机容量也在不断增加,这无疑对电力运行智能化管理提出更高要求。因而采用现代化通信技术对调度人员进行管理,对自动化控制系统进行优化调整,从根本上保障电网系统安全稳定运行[3]。

另外,由于电网电力的生产、输送及利用始终处于动态变化状态,为保证电网系统运行的安全稳定,需要借助计算机信息技术来维持电网运行的平衡状态,从而才能最大程度保障电能生产和输送质量。此外,由于电网电能呈现出生产、输送与发供用的平衡规律,且电力企业对电能产品及使用者实行零库存体制,因而对计算机技术及电网系统智能化管理提出更高的要求,需要时刻观察电网系统运行情况,实现对应急事故的统一调度和迅速处理。为此,计算机技术在电力运行中具有极高的应用价值和发展前景。

4.计算机技术在电力调度运行中的具体应用

4.1 CC2000自动化系统

作为新一代的电力调度自动化控制系统,CC2000系统主要采用分布式体系结构,在电力调度运行中具有实效性强、稳定可靠性强等多方面优势,通过对电网系统服务器及其工作站接地点进行全方位监控治理,以便充分满足电力运行可靠、扩充性的具体要求。CC2000系统在电力调度运行中的应用主要体现在系统的设计开发和运行维护,同时涉及其他多方面综合性需求,通过全面分析判断来保证电力系统各项功能的正常运行。另外,应用CC2000系统对电力调度运行状态进行优化调整,防止出现数据统计出错或数据计算失误等各项问题。整体来看,为保证CC2000自动化技术应用的有效性,确保SCADA系统功能顺利实现,一方面需要取对端数据,实现对多数据源的统一处理;另一方面对系统遥测极性和遥信接点状态进行及时修改调整[4]。

4.2 变电系统综合自动化技术

变电站系统中采用中综合自动化技术,对系统各种应用功能进行有机结合,提升变电系统运行中的适应力,以便充分满足变电站二次设备应用要求,促进变电站各类设备间数据信息的安全传递与交流共享,方便调度人员对设备进行统一调节和管理。为了保证变电站综合自动化技术应用的有效性,需要着重从以下两个方向入手。

首先需要结合实际情况的需要,建立完善的信息数据库,主要负责设备实时运行状态相关数据信息的收集整合和存储。调度员通过数据库实现对相关数据信息的快速访问和准确查询,凭借信息交流共享的优势来提高电力调度工作效率。这种建立数据库的方式能够有效减轻人工操作压力,明显提高电力运行质量和效率。

其次需要重点强化数据信息安全共享。对此可在变电站开关设备周围选取适合的安装位置,安装专门的数据信息收集装置,实现与数据库的统一连接。在保证数据信息实时共享交流的基础上为电力调度人员提供准确可靠的运行参数信息,进而保证电力调度工作相关决策制定的可靠合理性。另外,凭借及时准确的数据信息为电力运行故障问题提供可靠的依据,对故障问题进行针对性处理,提升故障问题处理质量和效率。

4.3 电力调度自动化系统

电力调度自动化系统中主要应用GPRS现代技术来建构SCADA系统的自动化通信渠道,集各类设备信号报警功能、设备自动化控制、数据采集处理、设备参数调节等多种功能于一体。作为一种现代化数据传输方式,在电力运行建设资金投入方面表现出明显的优势。同时通过为电力调度自动化SCADA系统开辟新的通信通道,实现电力调度自动化系统点对点不间断式数据流的双向传输,以此从根本上保证电力调度系统运行的安全稳定性。电力调度自动化系统对通信技术的应用有着较高的要求,对于通讯距离较远且电站分布较为分散,电力调度通道不足且无法全面覆盖的情况有着更明显的适用性。

4.4 安全稳定控制技术

在电力运行中利用计算机技术,最大程度保障电力运行的稳定性与安全性,着重加强对调度工作人员人身安全的保护。考虑到电力设备的复杂性与特殊性,采用安全稳定控制技术尤为关键,着重针对电力运行中的各类安全问题进行预测分析,便于调度人员做好预防、控制和处理工作,在保证人员自身安全的基础上增强电力系统运行的安全稳定性。电力运行中安全稳定控制技术的应用以广域测量系统为典型代表,采用系统安装的形式对电力系统运行中的负荷变化、电压电流等各项参数进行实时监测控制。同时以电力系统中的无功备用容量等指标参数作为对比,对于异常参数信息及时进行调整,避免故障问题的产生。另外,通过安装广域测量系统,在出现故障问题时通过对电力系统进行全面检测分析,这些都离不开数据信息的支持。

4.5 平台综合性指挥调度系统

综合性指挥调度系统主要由调度终端、视频录像服务器、报警显示终端以及报警控制台等各种设备共同组成,能够实现对电力运行的系统性控制管理。其中包括对用户的登录管理、使用权限的分配、设备终端地址的解析以及宽带管理、接入控制、视频会议的召开等都能够应用综合视频指挥调度系统进行集中监控和统一调度管理[5]。另外在召开视频会议时,对于现场采集系统主要由监控前端设备。数据采集设备和视频处理终端、各种输入设备共同组成,完成对现场音视频资料、报警信息及环境图像等各种数据信息的现场采集和网络上传。

4.6智能电网技术

智能电网技术是现有计算机技术与电力系统自动化技术的有机结合体,这种对电网运行的自动化管理控制技术适用于无人监管的情况,对整个电网区域进行全方位监控管理,针对电网系统运行中潜在的故障风险进行检测和排除,有效提高故障问题排查解决的时效性,从而不断促进电网运行质量和效率的全面提升。现阶段,智能电网技术多用于电力自动化控制系统及配变电站自动化管理等多个领域,在电力运行中表现出全自动化和无人监管作业的显著优势。

4.7 光电式互感器

光电式互感器应用在输电线路中,能够准确反馈出输电线路中电流电压实际负荷情况。作为输电线路中的一种重要管理设备,需要通过合适的比例实现对电流电压参数值的优化调节,确保输电线路中的电流电压达到可控的测量范围内。采用光电式互感器不仅能够保证测量设备的运行安全,还能提高电流电压测量数值的精确度,最大程度减少输电线路受损现象,以此促进电力运行经济效益的不断提升。近年来,光电式互感器应用范围更加广泛,对光电子互感器的研究仍然是众多科研单位的重要课题[6]。

5.计算机自动化控制系统在电力运行中的集中应用

5.1 主控系统

对于火电厂而言,主控系统的主要作用在于保障电力运行的整体安全和生产稳定。关于火电厂主控系统的设计构建需要积极引进先进的网络控制技术、计算机技术,对火电厂的管理信息系统和主控系统进行优化升级。当前,针对火电厂主控系统的运行方式可采用DAS、BMS或SCS等系统。其中DAS又被称为数据采集系统,主要负责各类数据信息的采集处理,包括现场模拟量;而MCS系统被称为模拟量调节系统,主要用来调节送风、引风、给水及主汽温度等各个参数[7]。

5.2 辅助系统

辅助系统仍然是维持电力运行安全稳定的重要保障,主要由输煤系统、化学水处理锅炉排灰、除渣及电除尘等系统组成,公用的辅助系统在火电厂生产运行中占据较大比重。其中在输煤系统中,煤作为火力发电厂的一次能源,涉及卸煤、分配筛选及破碎等各项工作,由于工艺流程较为复杂,且需要控制的操作设备较多,对输煤系统的技术应用提出更高要求,通常将其与电厂信息系统进行有效连接。如下图为火力发电厂汽水系统示意图,涵盖了汽水循环及化学水处理等各项工作流程,具有明显的复杂性。

另外化学水处理系统主要应用于锅炉补给水和凝结水的处理,整个化学工艺操作流程相对复杂,且各个工作环节紧密衔接,计算机技术的应用需要综合考虑各项处理工作的实际特性和工艺要求,以确保信息技术应用的有效性。

结语

综上所述,计算机技术在电力运行中的应用是应时代发展变化的必然趋势,能够从根本上促进电力行业优化升级,在整个电力行业中有着较好的发展前景。本文首先分析了计算机技术在电力运行中应用的背景和应用现状,其次重点阐述了电力运行智能化、自动化管理的必要性,以此为根本依据对计算机技术在电力运行中的具体情况进行全面分析,以期促进电力运行质量的全面提升。

参考文献:

[1] 程春,欧阳运燊. 浅谈计算机技术在电力运行中的应用[J]. 福建质量管理,2018(3):268.

[2] 张辰,刘益,段庆亮,等. 计算机技术在电力调度运行中的应用研究[J]. 百科论坛电子杂志,2019(1):609.

[3] 郑国龙. 计算机技术在电力调度运行中的应用研究[J]. 百科论坛电子杂志,2019(11):253.

[4] 王思曈. 计算机技术在电力调度运行中的应用研究[J]. 百科论坛电子杂志,2019(3):615-616.

姓名:罗林 1982.1性别:男,  民族:汉,  籍贯:湖北武汉 学历:大专.职称:助理工程师,研究方向:利用计算机信息技术强化电力企业供电设备管理探索构架

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