時間：2023-03-16 17:17:42
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電力系統(tǒng)深受能源危機(jī)困擾，雖已開始研制新能源結(jié)構(gòu)，但應(yīng)用效果一直不好，新能源很難與傳統(tǒng)電力裝置、設(shè)備形成默契配合。由于電力技術(shù)的決策能力、更新速度很強(qiáng)、很快，所以要想將風(fēng)能、太陽能、水能等綠色能源引入電力系統(tǒng)，依靠電力技術(shù)是最為可靠、有效的方式。首先，根據(jù)電力技術(shù)測量、轉(zhuǎn)換、控制、管理能源的能力，改變電力系統(tǒng)原有能源輸出格局，盡可能切斷新能源輸出裝置與系統(tǒng)中其他運(yùn)行設(shè)備的牽絆和影響，僅以能源輸出為價值標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)、添置綠色能源裝置，以最大限度提高能源的利用率；其次，強(qiáng)化變流調(diào)速技術(shù)、集優(yōu)生產(chǎn)技術(shù)、能源轉(zhuǎn)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用地位，定期、定時核算綠色能源輸出、不可再生能源輸出過程中的“能量效益”，并對系統(tǒng)、裝置、技術(shù)進(jìn)行定向修改；最后，拓展電力技術(shù)的應(yīng)用范圍，圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)，監(jiān)控綠色能源在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行情況，以“消耗”“、效益”為兩大基本點(diǎn)，總結(jié)分析不符合電力技術(shù)應(yīng)用安全的相關(guān)問題，并及時改正。
1.2實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化
機(jī)電一體化是電氣工程、電力系統(tǒng)發(fā)展的必經(jīng)之路，也是帶動高效生產(chǎn)的有效手段，為此，電力技術(shù)可以聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化處理技術(shù)、智能監(jiān)測等技術(shù)，共同推進(jìn)多門技術(shù)的融合發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)電力系統(tǒng)的正向發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)在投入使用之前，應(yīng)接受多次測量和考察，因?yàn)橐苊馍a(chǎn)風(fēng)險、提高生產(chǎn)效率，所以必須經(jīng)過電力技術(shù)來處理相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，只有這樣，才能將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)控制在可控范圍內(nèi)。然而，機(jī)電一體化對電力系統(tǒng)運(yùn)行功能的要求和服務(wù)設(shè)定復(fù)雜，僅靠電力技術(shù)很難支撐起整個系統(tǒng)的運(yùn)行重任，所以，一般情況下，電力系統(tǒng)會選擇“區(qū)域一體化”的生產(chǎn)、改造方式，選擇風(fēng)險小、收益高、符合電力技術(shù)應(yīng)用條件的系統(tǒng)模塊，幫助小范圍系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“自動”，并計(jì)算應(yīng)用效果，確定技術(shù)無誤且高效之后，再擴(kuò)大一體化改造范圍。由此可見，電力技術(shù)雖然是電力系統(tǒng)一體化發(fā)展的有力手段，但其應(yīng)用效果依然具有不可控特質(zhì)，在應(yīng)用時應(yīng)格外注意、小心。
1.3引入智能技術(shù)
智能手機(jī)、平板電腦已經(jīng)成為電子終端控制的主要裝置設(shè)備，它在人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中的應(yīng)用地位非常高，因此，電力行業(yè)也應(yīng)適當(dāng)引入智能技術(shù)，并創(chuàng)設(shè)以智能控制系統(tǒng)為核心管理中樞的技術(shù)集團(tuán)，以便于工作人員正確、有效、科學(xué)的管控電力系統(tǒng)。經(jīng)過智能技術(shù)修飾，電力系統(tǒng)在故障排除、判斷、處置方面的優(yōu)勢能力更強(qiáng)了，并基本實(shí)現(xiàn)了“自動化”。以往，一個小故障便會導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)陷入癱瘓，現(xiàn)如今，運(yùn)行故障會翻譯成“特殊數(shù)據(jù)”，經(jīng)智能處理器處理，被挖掘、傳送，傳達(dá)給管理人員，主動上報(bào)“故障”。這種高效的生產(chǎn)、管理方式，不僅節(jié)省了故障清查、判斷的時間，還為電力系統(tǒng)提供了堅(jiān)固的安全保障。從應(yīng)用效果上看，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用是顯而易見的，但從發(fā)展空間上看，其應(yīng)用環(huán)境卻日常復(fù)雜，所以，需要廣大電力系統(tǒng)的工作人員謹(jǐn)慎考慮、認(rèn)真探究，以福利避害為原則，引入智能技術(shù)。
2電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展展望
目前，我國綜合國力日益提升，能源生產(chǎn)責(zé)任越來越重，為迎合不斷提高的生產(chǎn)要求、服務(wù)要求，電力系統(tǒng)仍需不斷革新、創(chuàng)造，最大限度的發(fā)揮其功能價值、生產(chǎn)價值。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)自己對電力系統(tǒng)運(yùn)行、發(fā)展的困難與問題了解，從內(nèi)、外兩方面探究電力技術(shù)的發(fā)展方向。接下來幾年，電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用地位會不降反升，因?yàn)殡S著工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)系統(tǒng)的落成，系統(tǒng)生產(chǎn)形式、能力、效率的準(zhǔn)確性要求很越來越高，所以，電力系統(tǒng)只有依靠電子技術(shù)方能將能源生產(chǎn)、輸出、管理限制在可控、可管的范圍內(nèi)。一方面，應(yīng)擴(kuò)大電力技術(shù)的包容性，將其與現(xiàn)代高科技技術(shù)再融合，研發(fā)技術(shù)的新功能、新工藝，為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供便利條件；另一方面，省察電力技術(shù)自身存在的安全風(fēng)險、耗能等管理不當(dāng)問題，并設(shè)置研究專題，開展專項(xiàng)調(diào)查，以糾正、改善電力技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用效果不利的地方。通過內(nèi)、外兩方面發(fā)展手段，電力技術(shù)的發(fā)展道路會更加明朗，其會成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的源動力。
煤礦井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行受到多種因素的影響，對煤礦安全生產(chǎn)造成不良影響。主要表現(xiàn)為：變壓器的容量不足以及對備用電源的設(shè)計(jì)不滿足規(guī)范。變壓器容量不足的原因是在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時，沒有為供電系統(tǒng)留有充足余量，系統(tǒng)經(jīng)過長時間的運(yùn)行，處于超負(fù)荷狀態(tài)，供電系統(tǒng)的母線長期處于發(fā)熱狀態(tài)且用電超載，降低了電氣設(shè)備和電纜的使用年限。此外，由于電氣設(shè)備短路、雷擊、大型設(shè)備啟動等原因，會造成電網(wǎng)電壓波動，降低了供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。
1.2地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器向井下供電
在實(shí)際安全考察中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)煤礦企業(yè)沒有按照規(guī)定安裝使用接入井下電源或非直接接地變壓器中性點(diǎn)，而是采用單個煤礦專用或多家煤礦共用接地中性點(diǎn)變壓器連接供電系統(tǒng)，通過三芯電纜線與三相火線的連接接入井下，使用保護(hù)接地與工作接地結(jié)合的中性線與單根相線接入辦公區(qū)域和生活區(qū)，以供生活用電。
1.3沒有采用雙回路供電系統(tǒng)
我國的規(guī)定要求礦井生產(chǎn)使用雙回路供電系統(tǒng)，年產(chǎn)量在6萬噸以下的煤礦可以使用單回路供電，但必須滿足備用電源的要求。但是，一些礦井仍采取單回路供電，雖然有些煤礦單位配置了柴油或汽油發(fā)電機(jī)，也僅僅為了應(yīng)付檢查或停電時緊急照明。而且雙回路供電系統(tǒng)發(fā)電機(jī)容量限制情況下保證關(guān)鍵電氣設(shè)備即使停電也可正常運(yùn)行，為礦井工作人員的安全撤離提供了機(jī)會，防止透水事故和通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)導(dǎo)致粉塵、瓦斯聚集。此外，礦井周圍存在靜電和電火花，如果靜電接地不良，會造成放電火花甚至爆炸。接觸器和繼電器可能因質(zhì)量不佳，在開合時無法分?jǐn)嚯娏饕矔纬呻娀鸹?；電纜長期在外力或超負(fù)荷狀態(tài)下工作，也可能產(chǎn)生電火花，從而引發(fā)短路，導(dǎo)致瓦斯爆炸。
1.4地面引入的供電線路沒有設(shè)置相關(guān)保護(hù)裝置
煤礦井下的規(guī)定要求供電線路、通訊線路、入井軌道、電機(jī)車架線在入井處必須安裝防雷裝置；井下使用的電器必須具備漏電、過流和接地等保護(hù)功能。井下電氣設(shè)備還要滿足防爆要求。但是檢查時卻發(fā)現(xiàn)有些煤礦并沒有按照規(guī)定將保護(hù)措施做到位，僅僅是將架空線接入井口，再由電纜線引入井下或者直接接入變壓器，如果遇到雷電襲擊，雷電會沿著導(dǎo)線侵入井下工作面，引起瓦斯爆炸或人員傷亡，設(shè)備遭受雷擊也會被嚴(yán)重?fù)p壞，存在巨大安全隱患。而且，煤礦井下工作環(huán)境較為潮濕，影響設(shè)備絕緣，漏電保護(hù)器能夠避免因漏電造成引發(fā)爆炸或明火，減少井下安全事故。
2煤礦井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式
2.1煤礦井下雙回路供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式
雙回路供電系統(tǒng)包括分列和并列兩種運(yùn)行方式。分列運(yùn)行指的是兩條線路同時運(yùn)行，兩段母線間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。分列運(yùn)行適用于擁有較大負(fù)荷的變電和配電所，具有電纜線路的電流小、壓降小、線路距離長、停電面積小的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是由于兩個回路具有不同負(fù)荷，對其總配電開關(guān)的保護(hù)整定也有所不同，如果一個回路停電，另一個回路的總配電開關(guān)也要重新進(jìn)行整定，不利于兩回路之間快速切換。并列運(yùn)行指的是當(dāng)一條回路運(yùn)行時，另一回路帶電備用，兩段母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連接。并列運(yùn)行適用于擁有較小負(fù)荷的變電和配電所，優(yōu)點(diǎn)是兩個回路擁有相同負(fù)荷，其總配電開關(guān)具有相同的保護(hù)整定，切換迅速；缺點(diǎn)是通過電纜線路的電流較大、壓降大、運(yùn)行線路間的距離短，如果短路會造成大面積停電。
2.2煤礦井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式技術(shù)要求
我國頒布的煤礦生產(chǎn)的安全條例明確規(guī)定必須將雙回路供電運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用到井下采礦區(qū)域的配電所、變電所中，為供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的保障。同時，井下變電所向部分通風(fēng)機(jī)供電時，應(yīng)采取分列運(yùn)行方式，保障通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。此外，綜合考慮井下作業(yè)的機(jī)電設(shè)備的規(guī)格和負(fù)荷，制定科學(xué)的供電方案，提高礦區(qū)生產(chǎn)的安全性和效率，保證井下作業(yè)的高效穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)。
3煤礦井下供電系統(tǒng)的優(yōu)化措施
一方面，井下供電系統(tǒng)的電源經(jīng)地面變電所通過兩臺主變壓器設(shè)備接入井下作業(yè)面實(shí)施供電。位于地面的主變壓器采用一臺運(yùn)行、一臺備用的運(yùn)行方式，利用雙電源向井下所有電氣、動力、照明設(shè)備提供安全穩(wěn)定供電。井下變電所的饋電盤柜為通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)經(jīng)過雙回路電源實(shí)施供電。根據(jù)機(jī)電設(shè)備的容量和功率，按照1140V、660V進(jìn)行電壓的優(yōu)化設(shè)置，按照127V對通信、照明和其他電氣設(shè)備實(shí)施供電，按照36V對交流控制回路進(jìn)行供電。另一方面，對井下供電系統(tǒng)要采取積極有效的漏電保護(hù)措施，建立匹配完善的保護(hù)體系。所有電氣設(shè)備的保護(hù)接地裝置和局部接地裝置都應(yīng)同井下主接地極連接成一個總接地網(wǎng)。嚴(yán)格要求井下電工按規(guī)范接線，確保電纜頭密封，防止進(jìn)入潮氣引起漏電事故。對井下電纜懸掛到一定高度，防止出現(xiàn)“擠、壓、砸、淋”等現(xiàn)象，減少漏電事故的發(fā)生。及時對饋電開關(guān)進(jìn)行檢漏保護(hù)試驗(yàn)和遠(yuǎn)方檢漏試跳試驗(yàn)，確保漏電保護(hù)功能有效，及時切斷漏電回路。
1繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)［1］，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上［2］，結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時代。
在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用［3］，天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國從70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用［5］，揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運(yùn)行。南京電力自動化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果?？梢哉f從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時代。
2繼電保護(hù)的未來發(fā)展
繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
2.1計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。
南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，1988年即開始研究以32位數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測量一體化微機(jī)裝置，目前已與珠海晉電自動化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度，因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位時在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計(jì)算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，這個設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的。現(xiàn)在，同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī)，因此，用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時機(jī)已經(jīng)成熟，這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有：(1)具有486PC機(jī)的全部功能，能滿足對當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強(qiáng)，可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴(kuò)展。
繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。\
2.2網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念，這在當(dāng)時主要指安全自動裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù))，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確。對自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息，只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點(diǎn)。
對于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護(hù)的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元，分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上，各保護(hù)單元用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個保護(hù)單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元，各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量，進(jìn)行母線差動保護(hù)的計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因?yàn)槿绻粋€保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知，微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性，這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。
目前，為了測量、保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾?，F(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下，保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號后，一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷；另一方面作為測量量，通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始［7］。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究，已取得初步成果［8］?？梢灶A(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3結(jié)束語
建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個時代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。
作者單位：天津市電力學(xué)會(天津300072)
參考文獻(xiàn)
1王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行技術(shù).北京：電力工業(yè)出版社，1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)
3沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動化，1983(1)
4葛耀中.數(shù)字計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用.繼電器，1978(3)
5楊奇遜.微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ).北京：水利電力出版社，1988
伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我國的計(jì)算機(jī)安全技術(shù)獲得大幅度的提升，安全策略也有了很大的發(fā)展，基本可以保障電力系統(tǒng)的信息安全，因此，電力系統(tǒng)的各個計(jì)算機(jī)應(yīng)用部門就容易掉以輕心，信息安全意識較為薄弱，與信息安全的實(shí)際需求相差甚遠(yuǎn)，從而導(dǎo)致有關(guān)部門不能很好的應(yīng)對新出現(xiàn)的信息安全問題。
1.2缺乏統(tǒng)一的電力系統(tǒng)信息安全管理規(guī)范
缺乏統(tǒng)一的電力系統(tǒng)信息安全管理規(guī)范是電力系統(tǒng)信息安全管理中存在的一個較為嚴(yán)重的問題，導(dǎo)致電力系統(tǒng)信息安全管理無章可循、無法可依，信息安全管理的工作無法真正落實(shí)到位，信息安全管理的效率和質(zhì)量都較低。
1.3缺乏符合電力行業(yè)特點(diǎn)的信息安全體系
隨著電力系統(tǒng)信息化程度的不斷提高，整個電力系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的依賴程度越來越高，相應(yīng)的就要求建立安全系數(shù)高的安全體系，只有這樣才能很好的保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，否則電力系統(tǒng)將會面臨很多安全方面的威脅。
1.4信息化程度的提高，使電力系統(tǒng)面臨著巨大的外部安全攻擊
電力系統(tǒng)的信息化程度的提高，有一個重要的表現(xiàn)就是由過去孤立的局域網(wǎng)發(fā)展成為廣域網(wǎng)，這樣一來，就增加了電力系統(tǒng)信息安全管理的難度，使電力系統(tǒng)面臨更多的安全攻擊和風(fēng)險。
2提高電力系統(tǒng)信息安全性的措施
2.1提高安全意識
有關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)電力系統(tǒng)安全知識的宣傳，提高電力系統(tǒng)各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用部門人員的安全意識，正確認(rèn)識信息安全問題，并加強(qiáng)對新出現(xiàn)問題的研究，提高對新出現(xiàn)問題的認(rèn)識程度，以便制定相應(yīng)的防范措施。
2.2制定統(tǒng)一的信息安全管理規(guī)范
要想提高電力系統(tǒng)信息安全管理的效率和質(zhì)量，必須要制定一個統(tǒng)一的電力系統(tǒng)信息安全管理規(guī)范，這對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。企業(yè)在制定信息安全管理規(guī)范時，一定要結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，并且還要參考主要的國際安全標(biāo)準(zhǔn)和我們國家的安全標(biāo)準(zhǔn)，努力制定出一套標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的電力系統(tǒng)信息安全管理規(guī)范。
2.3建立健全電力系統(tǒng)信息安全體系結(jié)構(gòu)框架
建立健全電力系統(tǒng)安全體系結(jié)構(gòu)框架，最主要的是要掌握先進(jìn)的電力系統(tǒng)信息安全技術(shù)，只有這樣才能盡快的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)信息安全示范工程，從而大幅度的提升電力系統(tǒng)信息安全管理的水平。這里所說的先進(jìn)的信息安全技術(shù)主要包括信息加密技術(shù)、信息確認(rèn)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、防病毒技術(shù)、防攻擊技術(shù)、數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)技術(shù)等。
2.4采取一切有效的措施，抵擋外部安全攻擊
為抵擋外部安全攻擊，有關(guān)部門應(yīng)該積極采取一切有效的措施來保障電力系統(tǒng)的信息安全。這些有效的措施主要包括以下幾種：注意建立電力系統(tǒng)信息安全身份認(rèn)證體系、建立完備的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)監(jiān)控中心、建立電力系統(tǒng)信息安全監(jiān)測中心等。
1.1事故分析
災(zāi)害性天氣及惡劣氣候?qū)﹄娋W(wǎng)的安全運(yùn)行造成的影響主要表現(xiàn)為：大雪、凍雨、雨夾雪等天氣極易使線路出現(xiàn)倒塔、斷線的現(xiàn)象；強(qiáng)風(fēng)易使輸電線路發(fā)生斷線或相間放電；大霧及沙塵天氣易使輸電線路發(fā)生污閃；雷電天氣容易使變電站及輸電線路由于雷擊而遭受損壞；氣溫之間的溫差過大也會使輸電設(shè)備無法正常運(yùn)行；暴雨天氣極易使輸電線路發(fā)生倒塔。以上災(zāi)害性天氣必須引起電網(wǎng)調(diào)度部門的高度重視。及時、準(zhǔn)確的對災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)警，能夠使電網(wǎng)調(diào)度及管理部門提前做好應(yīng)對的措施，從而減少或避免災(zāi)害帶來的損失。
1.2野外的施工檢修
每年都要對電力系統(tǒng)中的輸配電設(shè)備進(jìn)行定期或不定期的檢修，需要檢修的設(shè)備的數(shù)量多、時間長，操作也相對比較復(fù)雜，并且該項(xiàng)工作極易受到當(dāng)?shù)靥鞖?、氣候等因素的制約，尤其是在惡劣天氣狀況下，會嚴(yán)重影響到室外的電力施工、搶修及檢修等工作。為了確保順利、安全的實(shí)施該項(xiàng)操作，需要先準(zhǔn)確預(yù)報(bào)當(dāng)?shù)?、?dāng)時的氣象條件，再進(jìn)行操作及檢修等工作，這種方法不僅使檢修的質(zhì)量及速度有所提高，還能夠在一定程度上減少由于停電引起的負(fù)荷損失。
1.3負(fù)荷預(yù)測在電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理及計(jì)劃
過程中，負(fù)荷預(yù)測在電能分配、發(fā)電及輸電等方面發(fā)揮著決定性作用。負(fù)荷用電不僅與經(jīng)濟(jì)的增長及工農(nóng)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，還受到經(jīng)濟(jì)、政治及政策等因素的制約。以本省為例，山西省負(fù)荷用電與天氣及氣候等因素之間的相關(guān)關(guān)系比較明顯，干旱、內(nèi)澇等增加了農(nóng)灌的負(fù)荷，強(qiáng)度較高的降雪、降雨天氣大幅度降低了用電負(fù)荷。山西省電網(wǎng)用電負(fù)荷表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性，通常表現(xiàn)為當(dāng)夏季的氣溫升高時，制冷負(fù)荷有所增加；當(dāng)冬季氣溫降低時，采暖負(fù)荷快速增加。因此，氣溫是電網(wǎng)負(fù)荷中一個較為敏感的因素。
1.4電氣設(shè)備的氣象服務(wù)評價
服務(wù)系統(tǒng)的主要功能是通過統(tǒng)計(jì)與分析歷史的電力及氣象資料，研究并逐步建立電力調(diào)度、電力線路發(fā)生污閃事故的氣候量化條件，再依據(jù)不同的氣象條件對污閃的概率進(jìn)行計(jì)算。針對大風(fēng)、溫度、暴雨及濕度等建立起相應(yīng)的警報(bào)系統(tǒng)，再分析電力設(shè)備的維護(hù)安裝條件，并以此建立起合理的與設(shè)備安裝維護(hù)相關(guān)的氣象指標(biāo)。
2電力系統(tǒng)氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化路徑
2.1加大基礎(chǔ)設(shè)施的投入力度，建立多元化的投資體系
電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是電力氣象信息服務(wù)的關(guān)鍵問題。通常情況下山西省各個地區(qū)電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在著很大程度的差異，一些地區(qū)受到資金的制約，沒有足夠的資金投入到網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，致使無法廣泛、深入的開展電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。因此，多元化投資體系的建立非常有必要。將政府投資作為主體，并設(shè)立專用資金用于建設(shè)電力氣象信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，從而為電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化創(chuàng)造良好的發(fā)展條件。另外，還要使市場的作用得到充分發(fā)揮，制定科學(xué)、合理的政策，吸引和鼓勵個人及企業(yè)投資，為該地區(qū)電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供充足的資金支撐。
2.2充分發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用
社會及科技的發(fā)展，使山西省氣象信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到電力系統(tǒng)領(lǐng)域。目前，該地區(qū)的氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)正逐步完善，但與發(fā)達(dá)省份相比，仍然存在著很大程度的差距。首先，基礎(chǔ)設(shè)施相對比較薄弱，硬件設(shè)施較為簡陋且短缺，技術(shù)手段也明顯不足；另外，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)及軟件的開發(fā)等缺乏經(jīng)費(fèi)保障。電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化是一個與多個部門相互關(guān)聯(lián)的綜合性能較強(qiáng)的系統(tǒng)工程，相關(guān)部門必須建立起有力的具有主導(dǎo)性的領(lǐng)導(dǎo)體系，并加強(qiáng)對電力氣象信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化的組織與管理，明確的對各個部門進(jìn)行分工協(xié)作，不僅能使電力信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)過程中的浪費(fèi)及重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象大大減少，還能有效促進(jìn)其快速、健康發(fā)展。
2.3開展技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)信息服務(wù)人才隊(duì)伍建設(shè)
建設(shè)優(yōu)秀的電力氣象信息服務(wù)隊(duì)伍是氣象信息服務(wù)工作順利開展的重要保證。目前，山西省正在逐步完善氣象信息服務(wù)組織，但是仍然缺乏電力氣象信息服務(wù)方面的人才，一方面存在著嚴(yán)重的數(shù)量不足；另一方面是現(xiàn)有的電力氣象信息服務(wù)人員的技能及知識都已過時、陳舊，不能夠與復(fù)雜的電力需求相適應(yīng)。因此，必須加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)與教育，可以通過正規(guī)學(xué)校遠(yuǎn)程教育或在職培訓(xùn)，使人員的素質(zhì)得到提升，還要定期組織相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，爭取構(gòu)建一支專業(yè)的高素質(zhì)的電力氣象信息服務(wù)隊(duì)伍；同時，還要重視擴(kuò)大電力氣象信息服務(wù)的隊(duì)伍，以確保及時、準(zhǔn)確、有效的開展電力氣象信息服務(wù)工作。
2.4建立有效的氣象信息收集及機(jī)制
氣象服務(wù)信息資源在電力的發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，因此，必須對傳播渠道進(jìn)行改革，通過網(wǎng)絡(luò)渠道收集電力部門對氣象信息服務(wù)的廣泛需求，并定期組織學(xué)者專家等進(jìn)一步對需求進(jìn)行分析，再向決策部門上報(bào)。這一方法就能夠使決策部門對電力部門的需求及動向進(jìn)行快速了解，并及時的對供給方式及內(nèi)容等進(jìn)行調(diào)整，還要快速的對電力部門的需求作出反應(yīng)，使電力部門的需求與政府目標(biāo)相互一致。另外，還要制定切實(shí)可行的法律及制度，使政府的氣象信息更加制度化與規(guī)范化。
2電力系統(tǒng)現(xiàn)存的安全隱患及特征
2.1電力系統(tǒng)現(xiàn)存的安全隱患
我國的電力系統(tǒng)目前存在的隱患可分為三點(diǎn)：其一，部分電力系統(tǒng)的構(gòu)造較為薄弱，安全的穩(wěn)定性存在比較明顯的不足；其二，對于電力系統(tǒng)的駕馭能力需要進(jìn)一步的進(jìn)行提升；其三，需要改善故障的緊急處理工作，與社會聯(lián)合開辦的故障聯(lián)合演習(xí)應(yīng)當(dāng)更加規(guī)范化。
2.2電力系統(tǒng)突發(fā)故障的特性
電力系統(tǒng)的突發(fā)故障通常具有明顯的特征，現(xiàn)今對于電力設(shè)施與裝備組成的物理電力系統(tǒng)的電器特性研究相對更多一些，但是電力系統(tǒng)并不是與外界隔絕開的，是存在于社會與自然的環(huán)境中，所以也必定會受到周遭環(huán)境所帶來的影響。電力系統(tǒng)的安全性不僅與電力企業(yè)自身有關(guān)，也與周遭的社會及自然環(huán)境有關(guān)。電力系統(tǒng)的突發(fā)故障就是指在固定的區(qū)域內(nèi)突發(fā)性的，為電力系統(tǒng)與社會、國家?guī)頁p失的災(zāi)難性事件，通常具有以下特點(diǎn)：其一，涉及到的方面多，電力的生產(chǎn)、輸出、分配與消費(fèi)都是一起完成的，這其中需要涉及到電力系統(tǒng)的輸電、發(fā)電、配電及用電等多個方面；其二，故障的誘因多，電力系統(tǒng)的突發(fā)故障不僅可能來源于違反電力系統(tǒng)與電氣規(guī)章的操作，暴露在自然環(huán)境中的電力設(shè)備還極容易被自然因素?fù)p壞（包括自然侵蝕、雪災(zāi)、洪水、地震等）；其三，損失度重，電力的供給涉及到社會中的各行各業(yè)，也涉及到人們的財(cái)產(chǎn)及自身安全，大面積的斷電造成的間接與直接影響是無法預(yù)計(jì)的。
3電力系統(tǒng)故障管理的發(fā)展歷程
3.1經(jīng)驗(yàn)為主的應(yīng)急處理階段
這一時期的應(yīng)急故障管理工作主要注重應(yīng)急的預(yù)案體制與應(yīng)急組織體制的創(chuàng)建。重點(diǎn)對于緊急的指揮單位與工作單位進(jìn)行創(chuàng)建。遵照國家有關(guān)的規(guī)章對于緊急預(yù)案進(jìn)行編制與修訂，并對于應(yīng)急指揮部門與應(yīng)急平臺等技術(shù)支撐系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)。
3.2分析為主的故障預(yù)防與管理階段
這一時期的故障應(yīng)急管理工作主要注重對于故障應(yīng)急保障的加強(qiáng)。不斷提升危險源的監(jiān)控管理與突發(fā)故障預(yù)警預(yù)測工作的力度，另外也要注重提升故障應(yīng)急情況下的輔助決策能力及指揮能力。
3.3智能為主的災(zāi)變防護(hù)階段
這一時期的應(yīng)急故障管理工作注重對于智能技術(shù)運(yùn)用及主動防護(hù)能力的加強(qiáng)。需要重點(diǎn)加強(qiáng)工程知識數(shù)據(jù)發(fā)掘技能與人工智能的運(yùn)用，達(dá)到對于事故現(xiàn)場的在線實(shí)時監(jiān)控，對于突發(fā)事故的預(yù)警預(yù)測水準(zhǔn)進(jìn)行提升，為事故的應(yīng)急指揮工作給予智能化的協(xié)助決策措施。
關(guān)于電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則需要從四個方面說起：第一，管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。從長遠(yuǎn)角度來說，在未來的發(fā)展當(dāng)中，電力通信必然會和不同的體系結(jié)構(gòu)整合在一起，因此需要提出統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)，而這也是目前來說最為可行的辦法。將網(wǎng)絡(luò)化管理的要求實(shí)現(xiàn)出來，最終實(shí)現(xiàn)不同的體系與統(tǒng)一的接口進(jìn)行互聯(lián)的目的。第二，綜合的接入性。電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)需要對不同規(guī)格的設(shè)備和產(chǎn)品具有較好的兼容功能，而且每一部分的任務(wù)都是以綜合性的接入口為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，最終以網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的高層次進(jìn)行處理。第三，對功能和開放性的應(yīng)用接口進(jìn)行完善。要想制定好應(yīng)用功能，那么就必須做好用戶的需求分析，并且將其作為基礎(chǔ)來將網(wǎng)絡(luò)管理體系設(shè)計(jì)得豐富和完善。第四，系統(tǒng)的獨(dú)立性和標(biāo)準(zhǔn)化。要想實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的統(tǒng)一，就必須要從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，在設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)術(shù)語應(yīng)用等方面要做到盡量統(tǒng)一，還要通過標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)來應(yīng)對不同的設(shè)備和系統(tǒng)的控制與操作。
1.2電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)分析
將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展的總體要求和技術(shù)的總體發(fā)展趨勢作為基礎(chǔ)，再和本研究的研究背景相結(jié)合，電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)在當(dāng)前科技框架之下，最好采用基于J2EE體系的架構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，采用Java語言進(jìn)行輔助編輯。因?yàn)镴ava具有十分強(qiáng)大的編程語言優(yōu)勢，而且它有眾多的國內(nèi)外大型廠商所參與制定的J2EE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因此在目前來說，Java也是很多大中型企業(yè)的首選應(yīng)用。不單單可以為電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定的性能支持，而且還能夠?yàn)槠涮峁└玫奶幚硇阅?。J2EE應(yīng)用服務(wù)器和Java語言Web的開發(fā)和應(yīng)用當(dāng)中，為其更好地發(fā)揮和使用提供了很多可復(fù)用性、標(biāo)準(zhǔn)性、開放性和可管理性等跨平臺功能特性。因此，給予J2EE和Java進(jìn)行研發(fā)和設(shè)計(jì)，能夠開發(fā)出更多的一次研發(fā)多次運(yùn)行的系統(tǒng)。在此期間，J2EE也為其提供了更加先進(jìn)和強(qiáng)大的多層架構(gòu)支持。此外，對于系統(tǒng)性能和方案設(shè)計(jì)來說，需求分析也具有十分重要的作用。在對功能配備和設(shè)備配置的時候，一定要本著合理性的原則來進(jìn)行。對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，一定要擺脫那種傳統(tǒng)式的對網(wǎng)絡(luò)的依賴，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時候，一定要做到層次鮮明清晰。從功能角度分析方面來說，一個優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要具備三個方面的內(nèi)容，分別是對故障的鑒定和判斷，對異常運(yùn)行做出檢測和記錄，對相應(yīng)故障和反應(yīng)故障進(jìn)行管理；對設(shè)備的性能做出分析、檢測和控制；合理做好物理設(shè)備上的資源管理和資源配置工作。
2電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
2.1電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的建立
可以從三個方面來對電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的建立進(jìn)行闡述：
（1）進(jìn)行設(shè)計(jì)前期的分析。
對該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)需要將滿足客戶的要求當(dāng)做前提，在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)良好的開放性和穩(wěn)定性做出設(shè)計(jì)，還要保證系統(tǒng)具有一定的安全性。在設(shè)計(jì)當(dāng)中需要考慮對相關(guān)的技術(shù)手段的運(yùn)用，對于在系統(tǒng)當(dāng)中必然會出現(xiàn)的數(shù)據(jù)、表格和文字等作出處理，需要選擇較為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和數(shù)據(jù)處理軟件來進(jìn)行。
（2）建立數(shù)據(jù)模型。
對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行監(jiān)理可以說更加有益于大量的數(shù)據(jù)信息的管理，它能夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)據(jù)具體化和形象化，在某種程度上能夠?qū)⒐芾淼男侍嵘饋?，也可以提高操作的可行性。關(guān)于數(shù)據(jù)模型主要分為兩個部分：一部分是利用DBMS進(jìn)行電路走勢的分析，可以使相關(guān)工作人員對空間因素更好地掌握；另一部分是對線路的具置進(jìn)行掌握，這種模型可以以幾何圖形的形式存在，運(yùn)用起來更加高效便捷。
（3）對數(shù)據(jù)庫的建立。
在對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行建立之前，需要花費(fèi)大量的工作在通信信息的收集和整理上，在具體的建立過程當(dāng)中，需要對系統(tǒng)將來的發(fā)展做出考慮，因此就必須做好子網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)工作，而且在數(shù)據(jù)庫開始建立和設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該對圖層的階層關(guān)系做出準(zhǔn)確而又清晰的把握，最好能夠了解各個階層之間的相互聯(lián)系和相互關(guān)系，以便于以后在大的通信網(wǎng)絡(luò)里更好地實(shí)現(xiàn)。
2.2電力通信網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
對于一般的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來說，主要分為分布式和主從式兩種。主從式的結(jié)構(gòu)主要是通過后臺來統(tǒng)一調(diào)配和管理設(shè)備的電路的，操作管理相對來說更為高度集中，但是卻在其間存在著很多的問題。舉例來說，信息資源在這種結(jié)構(gòu)之下就會顯得非常拙劣，這種結(jié)構(gòu)采用集中式的管理，對處理的難度起到了一個施壓的作用，會使其工作難度加大。此外實(shí)時監(jiān)測也存在著很大的問題，具體來說主要是效率比較低下，喪失了實(shí)時監(jiān)測的意義所在，因?yàn)楹笈_的集中處理會使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)產(chǎn)生阻塞，于是鏈路和節(jié)點(diǎn)就較多了，最終也就產(chǎn)生了這種情況。在這種情況之下，假使后臺出現(xiàn)了問題，那么整個系統(tǒng)很可能會面臨著失去控制中心的風(fēng)險，此外這種結(jié)構(gòu)的升級性能較差，服務(wù)類型也不全面。相比之下，分布式的結(jié)構(gòu)就存在著很大的優(yōu)勢，因?yàn)樗哂泻軆?yōu)秀的管理配置模式，其模式會將中央平臺作為中心，再逐層將數(shù)據(jù)的控制功能剝離出來，然后再配置到設(shè)備當(dāng)中。這樣一來，該系統(tǒng)和各個管理級別就能夠通過協(xié)議來進(jìn)行相互之間的聯(lián)系，從而構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，因此這種結(jié)構(gòu)方式是值得選擇的。在此之間，能夠有效地將電力通信的電路和設(shè)備數(shù)據(jù)的處理實(shí)現(xiàn)對應(yīng)，在設(shè)計(jì)管理站的時候需要根據(jù)不同的操作環(huán)境來進(jìn)行，實(shí)質(zhì)上它是一個介于系統(tǒng)和操作者之間的界面，起到了一個介質(zhì)的作用。而信息庫是用來儲存信息的，管理協(xié)議則對和管理者之間起到了一個連接的作用，而且還能夠?qū)Ρ姸嗟膬?nèi)容做出協(xié)定，比如信息的通信方式、數(shù)據(jù)的儲存方式，還有信息數(shù)據(jù)的處理方法等。
近年來，我國電力事業(yè)發(fā)展迅速，電網(wǎng)內(nèi)部也存在著引起電壓崩潰的因素，而且可能更為突出，只是由于目前大多數(shù)有載調(diào)壓器分接頭未投入自動和電力部門過早地采用了甩負(fù)荷這一最后的措施，因而電壓穩(wěn)定問題似乎顯得不那么突出。隨著電力市場化，人們對電能質(zhì)量要求提高，甩負(fù)荷這一措施的使用將會受到限制。研究認(rèn)為，電壓崩潰日趨嚴(yán)重的主要原因有以下幾點(diǎn)：一是由于經(jīng)濟(jì)上及其它方面(如環(huán)保)的考慮，發(fā)、輸電設(shè)備使用的強(qiáng)度日益接近其極限值；二是并聯(lián)電容無功補(bǔ)償大量增加，因而當(dāng)電壓下降時，向電網(wǎng)提供的無功功率按電壓平方下降；三是線路或設(shè)備的投切，引起電壓失穩(wěn)的可能性往往比功角穩(wěn)定研究中所考慮的三相短路情況要大得多，然而人們長期以來只注意功角穩(wěn)定的研究。
1電壓穩(wěn)定性破壞的原因
1.1電壓崩潰的起因電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題的物理本質(zhì)是系統(tǒng)中功率平衡問題，電力系統(tǒng)運(yùn)行的前提是必須存在一個平衡點(diǎn)。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題，直觀的講也就是負(fù)荷母線上的節(jié)點(diǎn)功率平衡問題。當(dāng)節(jié)點(diǎn)提供的無功功率與負(fù)荷消耗的無功功率之間能夠達(dá)成此種平衡，且平衡點(diǎn)具有抑制擾動而維持負(fù)荷母線電壓的能力，電力系統(tǒng)即是電壓穩(wěn)定的，反之倘若系統(tǒng)無法維持這種平衡，就會引起系統(tǒng)電壓的不斷下降，并最終導(dǎo)致電壓崩潰。當(dāng)有擾動發(fā)生的時候，會造成節(jié)點(diǎn)功率的不平衡，任何一個節(jié)點(diǎn)的功率不平衡將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電壓的相位和幅值發(fā)生改變。各節(jié)點(diǎn)電壓和相位運(yùn)動的結(jié)果若是能穩(wěn)定在一個系統(tǒng)可以接受的新的狀態(tài)，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，若節(jié)點(diǎn)的電壓和相角在擾動過后無法控制的發(fā)生不斷的改變，則系統(tǒng)進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)。電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定和系統(tǒng)的無功功率平衡有關(guān)，電壓崩潰的根本原因是由于無功缺額造成的，擾動發(fā)生后，系統(tǒng)電壓無法控制的持續(xù)下降，電力系統(tǒng)進(jìn)入電壓失穩(wěn)狀態(tài)。無論是來自動態(tài)元件的擾動還是來自網(wǎng)絡(luò)部分的擾動，所破壞的平衡均歸結(jié)為動態(tài)元件的物理平衡。電力系統(tǒng)的動力學(xué)行為僅受其動態(tài)元件的動力學(xué)行為及其相互關(guān)系的制約。
2電壓穩(wěn)定性的分類
將電壓穩(wěn)定性問題適當(dāng)分類，對電壓穩(wěn)定性的分析，造成不穩(wěn)定基本因素的識別，以及提出改善穩(wěn)定運(yùn)行的方法等都是有利的。①按擾動的規(guī)模來講電壓穩(wěn)定問題可以分為小擾動電壓穩(wěn)定性，大擾動電壓穩(wěn)定性。一是小擾動電壓穩(wěn)定性是在如系統(tǒng)負(fù)荷逐漸增長，送到負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率的微小變化之下系統(tǒng)控制電壓的能力。小擾動下系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行意味著系統(tǒng)本身能夠不斷調(diào)整以適應(yīng)變化的情況，系統(tǒng)控制系統(tǒng)有能力在小擾動后令人滿意地運(yùn)行，保證系統(tǒng)發(fā)出的無功等于消耗的無功，在出現(xiàn)最大負(fù)荷時能成功地供電。這種形式的穩(wěn)定性由負(fù)荷特性、連續(xù)作用的控制及給定瞬間的離散控制作用所確定。系統(tǒng)對小擾動的響應(yīng)特性取決于初始運(yùn)行條件、輸電系統(tǒng)強(qiáng)度以及所用的發(fā)電機(jī)的勵磁控制等因素。依靠負(fù)荷和電源自身固有的調(diào)節(jié)能力，使擾動前后的電壓值相同或者相近。二是大擾動電壓穩(wěn)定性是關(guān)于在發(fā)生諸如系統(tǒng)故障后，系統(tǒng)控制電壓的能力。這些擾動包括輸電線上短路、失去一臺大發(fā)電機(jī)或負(fù)荷，或者失去兩個子系統(tǒng)間的輸電線。系統(tǒng)對大擾動的響應(yīng)涉及大量的設(shè)備。
此外，用來保護(hù)單個元件的裝置對系統(tǒng)變量變化的響應(yīng)也影響系統(tǒng)的特性。②按照失穩(wěn)事故的時間場景電壓穩(wěn)定問題可以分為：一是暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，穩(wěn)定破壞的時間框架從0~大約10秒，這也是暫態(tài)功角穩(wěn)定性的時間框架。在這類電壓不穩(wěn)定中，電壓失穩(wěn)和功角失穩(wěn)之間的區(qū)別并不總是清晰的，也許兩種現(xiàn)象同時存在。這類電壓崩潰是由諸如感應(yīng)電動機(jī)，和直流換流設(shè)備等不良的快速反應(yīng)負(fù)荷元件造成的。對于嚴(yán)重的電壓下降感應(yīng)電動機(jī)可能失速，吸收無功功率急劇增加，進(jìn)而將引起其臨近的其它感應(yīng)電動機(jī)失速。除非盡快切除該類負(fù)荷，否則會導(dǎo)致電壓崩潰。二是中期電壓穩(wěn)定性，穩(wěn)定破壞的時間框架通常為30秒到50秒，典型者為2到3分。發(fā)生此類電壓失穩(wěn)事故時電力系統(tǒng)一般處于高負(fù)荷水平，且從遠(yuǎn)方電源送入大量功率，當(dāng)重載條件下運(yùn)行的系統(tǒng)受到突然的大擾動后，由于電壓敏感性負(fù)荷的作用，系統(tǒng)能夠暫時保持穩(wěn)定。但擾動后網(wǎng)絡(luò)無功損耗大量增加，引起負(fù)荷區(qū)域電壓下降，當(dāng)自動調(diào)節(jié)分接頭的變壓器和配電電壓調(diào)節(jié)器動作，而恢復(fù)末端變壓器負(fù)荷側(cè)電壓，從而恢復(fù)負(fù)荷功率時，網(wǎng)絡(luò)傳輸電流進(jìn)一步增大加劇輸電網(wǎng)絡(luò)中電壓的下降。同時送端發(fā)電機(jī)可能因過勵磁限制而只發(fā)送有功，甚至由于發(fā)電機(jī)長時間過電流而被切除。這樣含電源在內(nèi)的輸電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不可能提供足夠的無功功率，以支持負(fù)荷消耗與網(wǎng)絡(luò)無功損耗的需要，就會最終導(dǎo)致電壓崩潰對于這類電壓崩潰事故，運(yùn)行人員來不及干預(yù)，自動調(diào)節(jié)分接頭的變壓器及配電電壓調(diào)節(jié)器，發(fā)電機(jī)過勵限制等因素在此過程中起重要作用。應(yīng)當(dāng)指出的是，在這一過程中自動調(diào)節(jié)分接頭的變壓器的作用是抑制或加劇電壓崩潰的進(jìn)程，與負(fù)荷特性分接頭位置及系統(tǒng)無功儲備有關(guān)。三是長期電壓不穩(wěn)定性，這種場景的電壓崩潰發(fā)展過程經(jīng)歷一個相當(dāng)長的時間，其過程可大致描述如下：負(fù)荷過速增長，導(dǎo)致主要負(fù)荷母線電壓單調(diào)下降。幾分鐘內(nèi)由于自動調(diào)節(jié)分接頭的變壓器及調(diào)度干預(yù)等作用，電壓的下降得到遏止后，一方面自動調(diào)節(jié)分接頭的變壓器使網(wǎng)上負(fù)荷得到恢復(fù)，另一方面負(fù)荷繼續(xù)快速增加，電源的增加或當(dāng)?shù)責(zé)o功補(bǔ)償增加，跟不上負(fù)荷增長速度的需要，電壓下降進(jìn)一步惡化，最終導(dǎo)致部分地區(qū)電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。在長期電壓不穩(wěn)定事故中，往往沒有直接的擾動。其原因是本來已經(jīng)薄弱的嚴(yán)重過載的結(jié)構(gòu)，不合理的網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)荷恢復(fù)和快速增長造成的。3小擾動電壓穩(wěn)定性的機(jī)理分析
電力系統(tǒng)在給定的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)遭受任意小的擾動后，如果負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓與擾動前的電壓值相同或者相近，則稱系統(tǒng)在給定運(yùn)行點(diǎn)為小干擾電壓穩(wěn)定，此時系統(tǒng)擾動后的狀態(tài)位于系統(tǒng)擾動后的吸引域內(nèi)。從負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可將系統(tǒng)分為兩部分，一部分可以看為電源系統(tǒng)，則另一部分看為負(fù)荷。小擾動電壓穩(wěn)定性的前提是擾動后的系統(tǒng)電源的無功—電壓靜態(tài)特性和負(fù)荷的無功—電壓靜態(tài)特性必須有交點(diǎn)，并且在該點(diǎn)具有維持電壓不變或有微小變化的能力。
4大擾動電壓穩(wěn)定性的機(jī)理分析
1前言
電力電子技術(shù)是一個以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺。經(jīng)過50年的發(fā)展歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電（HVDC）。自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用。
2電力電子技術(shù)的應(yīng)用
自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻(xiàn)介紹和總結(jié)了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。
2.1在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的。
2.1.1大型發(fā)電機(jī)的靜止勵磁控制
靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高及造價低等優(yōu)點(diǎn)，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵磁機(jī)這個中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進(jìn)的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。
2.1.2水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵磁
水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。
2.1.3發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速
發(fā)電廠的廠用電率平均為8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65%，且運(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速，可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。
2.2在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。
2.2.1直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDCLight）技術(shù)
直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。
2.2.2柔流輸電（FACTS）技術(shù)
FACTS技術(shù)的概念問世于20世紀(jì)80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
20世紀(jì)90年代以來，國外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其輸出無功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。2.3在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，即用戶電力（CustomPower）技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，是在FACTS各項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)?？梢詫FACTS設(shè)備理解為FACTS設(shè)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
2.4在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
2.4.1變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運(yùn)行
電動機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個方面，通過變負(fù)荷電動機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個方面，只有將二者結(jié)合起來，電動機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國正在推廣應(yīng)用中。
變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30%左右。其缺點(diǎn)主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。
2.4.2減少無功損耗，提高功率因數(shù)
2我國供電系統(tǒng)物資管理上存在的問題
2.1管理體制上出現(xiàn)的漏洞供電系統(tǒng)物資管理主要包括供電系統(tǒng)的施工和建設(shè)、檢修和維護(hù)、運(yùn)行和調(diào)整等方面，是供電系統(tǒng)工作性能和安全性能準(zhǔn)確發(fā)揮的重要保障。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，越來越多的技術(shù)和設(shè)備被運(yùn)用到供電系統(tǒng)當(dāng)中，這在完善供電系統(tǒng)工作性能，提升供電系統(tǒng)工作效能上產(chǎn)生巨大作用的同時，也給供電系統(tǒng)的物資管理帶來了巨大的困擾。盡管我國部分供電部門在供電系統(tǒng)的物資管理上進(jìn)行了很大程度的調(diào)整，但在現(xiàn)代物流思想、施工物資管理體質(zhì)上做得并不完善、并不科學(xué)，沒能從根本上改善供電系統(tǒng)的物資管理。在施工設(shè)備設(shè)施的調(diào)配和建設(shè)上沒有充分發(fā)揮設(shè)備和設(shè)施本身具有的功能，沒能使供電系統(tǒng)在建設(shè)和檢測工作的工作效率達(dá)到理想的狀態(tài)。同時，由于這種粗放的管理體制的缺陷，在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中，一些檢測和維修部門在相關(guān)設(shè)備的配備上，出現(xiàn)嚴(yán)重的缺失，造成當(dāng)遇到突發(fā)事件時，由于缺乏相應(yīng)的解決問題的設(shè)備，使問題不能被及時的解決，從而給用戶造成不必要的損失。
2.2人員素質(zhì)上的嚴(yán)重問題盡管在需要電能作為基礎(chǔ)能源的企業(yè)越來越多，但是電力供應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢卻不容樂觀，特別是近幾年來，供電系統(tǒng)在物資管理上出現(xiàn)了很嚴(yán)重的人員素質(zhì)的問題，使得電力供應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展腳步邁得十分遲緩。一些供電企業(yè)的人員，由于在系統(tǒng)物資管理上缺乏相應(yīng)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在物資的采購和調(diào)配上，沒能把握住市場運(yùn)行的動向，不了解科技發(fā)展的前沿，使其盡管在供電系統(tǒng)的運(yùn)營商花費(fèi)了許多精力和時間，卻沒能受到滿意的效果。類似的，一些物資采購人員，為了從采購資金中榨取些許利潤，或者是為了照顧關(guān)系，在采購供應(yīng)渠道的選擇上，選擇那些質(zhì)量差、價格低的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品雖然從模樣上看似乎滿足供電系統(tǒng)的運(yùn)行要求，但其在供電的可靠性和安全性上是沒有保障的。另外，一些工作人員在對投入工作中的供電設(shè)施設(shè)備在管理時，沒有按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期的檢修和維護(hù)，在出現(xiàn)的問題的處理上，也未能做到及時有效，從而給供電企業(yè)和用電者帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
3供電系統(tǒng)物資管理信息化的實(shí)現(xiàn)
3.1信息化系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)入到二十一世紀(jì)以來，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備在使用性能和操縱性能方面都發(fā)生了巨大的變革，特別是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動中后，信息和資源的傳遞、分析、處理的速率得到了大幅度的提升，社會生產(chǎn)力得到了空前的發(fā)展，人類發(fā)展走向了一個信息化的道路。就供電系統(tǒng)物資管理中出現(xiàn)的種種問題，參考計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在管理上各方面的優(yōu)勢，供電系統(tǒng)物資管理的信息化成為了一種新的發(fā)展趨勢。其實(shí)在早期的供電物資管理上，就已經(jīng)出現(xiàn)了管理信息化的萌芽，只是在近十幾年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在社會生產(chǎn)的各個方面的運(yùn)用迅猛發(fā)展的態(tài)勢下，供電系統(tǒng)物資管理信息化才逐漸被人們所重視。在信息化的建設(shè)過程中，不能夠照搬計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在其他行業(yè)中運(yùn)用的形勢，要根據(jù)供電系統(tǒng)物資管理的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造出有效的信息化系統(tǒng)。這個信息化的系統(tǒng)在內(nèi)容上不僅要包括物資管理的各個方面的具體內(nèi)容，同時在操縱方面也要盡量設(shè)計(jì)得便捷。
3.2系統(tǒng)管理人員的培養(yǎng)在對運(yùn)用信息化系統(tǒng)進(jìn)行物資管理的人員的選配和培養(yǎng)上，不僅在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的了解和運(yùn)用能力上，要對技術(shù)人員做出一定的要求，同時在思想道德品質(zhì)上，也要符合一定的規(guī)范。在供電系統(tǒng)物資信息化管理過程中，管理人員對科技快速發(fā)展中出現(xiàn)的新的管理技術(shù)和設(shè)備要做及時的了解，并根據(jù)供電系統(tǒng)具體需要和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況對這些新技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行必要的引進(jìn)，以提升管理工作的工作效率，減少成本。
（1）相對性。安全系統(tǒng)是相對的，換而言之便是沒有絕對的安全系統(tǒng)；同時，操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理之間存在相對性，安全性基于系統(tǒng)的不同部件之間能夠發(fā)生轉(zhuǎn)移。（2）相關(guān)性。這里指的是配置的相關(guān)性。日常管理過程中，不一樣的配置會產(chǎn)生全新的問題，一般的安全測評只能證明特定環(huán)境和特定配置的安全性，例如新設(shè)備的應(yīng)用等。（3）時效性。主要體現(xiàn)為新的漏洞及攻擊方式逐漸呈現(xiàn)，比如：NT4.0便從SP1逐漸發(fā)展至SP6；現(xiàn)在安全的系統(tǒng)在未來其安全性將會面臨考驗(yàn)。（4）復(fù)雜性。對于信息安全來說，屬于一項(xiàng)較為系統(tǒng)的工程，需融合技術(shù)手段及非技術(shù)手段，并且與安全管理、培訓(xùn)及教育密不可分，大致上分析便知其復(fù)雜性較高。（5）不確定性。指的是攻擊的不確定性。如攻擊時間的不確定性、攻擊手段及目標(biāo)的不確定性等。
1.2信息網(wǎng)絡(luò)安全的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)
（1）需要對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬軟件及數(shù)據(jù)進(jìn)行有效保護(hù)，對于系統(tǒng)遭到破壞、更改或泄露等情況需實(shí)現(xiàn)有效規(guī)避。（2）對于外部非法入侵行為需采取有效防止措施，同時加強(qiáng)內(nèi)部人員的管理及教育，使內(nèi)部人員的安全意識得到有效提高。（3）信息安全管理者需重視信息網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀所存在的問題，例如行為管理的脆弱性，又如網(wǎng)絡(luò)配置及技術(shù)的不完善性等。在認(rèn)識到問題的基礎(chǔ)上，制定有效的改善策略，進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)的安全性。
2電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)策略探究
2.1防火墻技術(shù)
電力系統(tǒng)當(dāng)中，為了防止病毒入侵，便需要防火墻技術(shù)的介入。目前具備的防火墻指的是設(shè)置在不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)安全域間的一系列部件的組合，它屬于不同網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)安全域間信息的唯一出入口，可以企業(yè)的安全政策為依據(jù)，進(jìn)一步對出入網(wǎng)絡(luò)的信息流實(shí)現(xiàn)有效控制，同時自身還具備比較強(qiáng)的攻擊能力。另外，它還是提供信息安全服務(wù)的重要基礎(chǔ)，也能夠使信息網(wǎng)絡(luò)更具安全性。近年來，防火墻技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)和Internet之間的隔離。
2.2NAT技術(shù)
應(yīng)用NAT技術(shù)，能夠讓一個機(jī)構(gòu)里的全部用戶以有限的合法IP地址為途徑，進(jìn)一步對Internet進(jìn)行訪問，這樣便使Internet上的合法IP地址得到了有效節(jié)省。另外，以地址轉(zhuǎn)換為手段，還能夠使內(nèi)網(wǎng)上主機(jī)的真實(shí)IP地址實(shí)現(xiàn)隱藏，進(jìn)而使網(wǎng)絡(luò)的安全性得到有效提高。
2.3防病毒技術(shù)
利用防病毒產(chǎn)品，能夠防止惡意程序的入侵，并起到抵御病毒的作用，進(jìn)一步使網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的服務(wù)器及PC機(jī)獲得了有效防護(hù)。防病毒產(chǎn)品具備功能強(qiáng)大的管理工具，能夠?qū)ξ募M(jìn)行自動更新，讓管理及服務(wù)作業(yè)更具合理性。另外，還可以使企業(yè)的防病毒安全機(jī)制更具完善性，具有優(yōu)化系統(tǒng)性能及解決病毒攻擊等優(yōu)勢，為電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)的安全性提供了重要保障。
2.4網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)是指對原有的數(shù)據(jù)或明文文件通過某種特定算法進(jìn)行有效處理，使其成為一段不可讀的代碼，然后只允許輸入相應(yīng)的密鑰后才可顯示出原來的內(nèi)容，通過此途徑為數(shù)據(jù)的安全性提供保障，同時使數(shù)據(jù)更具完整性及保密性。
2.5指紋認(rèn)證技術(shù)
對于電力系統(tǒng)來說，其信息網(wǎng)絡(luò)安全的身份認(rèn)證顯得極為重要。在現(xiàn)有的硬件防火墻的條件下，可以進(jìn)一步應(yīng)用最新的身份認(rèn)證技術(shù)，即為指紋認(rèn)證技術(shù)?；陔娏π畔⒕W(wǎng)絡(luò)管理過程中，把具有合法特質(zhì)的用戶指紋存入指紋數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。使用指紋技術(shù)，便可以使認(rèn)證的可靠性增強(qiáng)。主要原理是，把用戶的密鑰與用戶指紋特征統(tǒng)一存儲在密鑰分配的KDC當(dāng)中，用戶在應(yīng)用密鑰時通過自動指紋識別確認(rèn)身份后從KDC中獲取。
2.6數(shù)據(jù)加密技術(shù)
防火墻及防病毒系統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)起到保護(hù)作用，同時通過數(shù)據(jù)加密技術(shù)也能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)起到保護(hù)作用。數(shù)據(jù)加密技術(shù)是一種對網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的訪問權(quán)進(jìn)行限制的技術(shù)，在加密設(shè)備與密鑰加密過程中會產(chǎn)生密文，把密文向原始明文還原的過程為解密，是基于加密處理的反向處理，但是對于解密者來說，需使用同樣類型的加密設(shè)備及密鑰，才能夠進(jìn)一步對密文進(jìn)行有效解密。
3電力系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)架
通過防火墻、病毒網(wǎng)管及認(rèn)證服務(wù)器，使非授權(quán)用戶入侵網(wǎng)絡(luò)的情況得到有效防止，進(jìn)一步使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性得到有效體現(xiàn)。充分應(yīng)用CA中心，能夠?qū)τ脩羝鸬綑?quán)限控制作用，并且在結(jié)合內(nèi)容審計(jì)機(jī)制的基礎(chǔ)上，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)資源與信息實(shí)現(xiàn)有效控制。通過防毒管理中心，并利用漏洞掃描器，使系統(tǒng)內(nèi)部安全得到有效保證，進(jìn)一步保證了信息的完整性。通過VPN與加密系統(tǒng)，保證了信息不會泄露給沒有獲得授權(quán)的實(shí)體，進(jìn)而使信息更具保密性。另外，利用入侵檢測及日志服務(wù)器，能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全問題提供檢測方面的有效依據(jù)，使信息實(shí)現(xiàn)可審查的特征，進(jìn)一步充分保證了信息的可靠性及安全性。
