電力系統及自動化技術的安全問題分析

國網甘肅省電力公司酒泉供電公司 楊 欣

隨著基礎科學技術的革新，電力系統自動化技術也得到進一步優化完善，但其中所衍生出的安全問題也需得到重視，在安全管理工作中，電力企業需要結合新思想、新思路優化現有的安全管理措施，提高安全管控水平，且需要加大對電力系統各項設備的升級改造力度，結合全新的安全控制系統控制理念，提高設備安全運行的效率。

1 電力系統及其自動化安全問題分析

1.1 設備質量不達標

現階段，電力企業在電力系統及自動化技術實際使用過程中，由于設備不達標而引發的安全問題相對較為常見，而導致電力設備質量不達標的因素相對較多。

電力設備的種類、型號較多，設備在運行過程中也會出現相互干擾、相互干涉情況，如無法對電力設備的干擾現象進行嚴格管控會導致電力系統出現運行故障。部分技術人員在電力系統運維管控工作中對新技術、新設備使用還存在相應欠缺，由于不具備熟練的操作技巧，從而使得電力系統無法正常穩定地運行，給整個系統的運作帶來相應的安全隱患；電力系統在運行過程中涉及較多設備，設備間需相互協調才能穩定高效地運作，但由于采購設備期間過于追求性價比而忽視了電力系統對設備的性能需求，導致電力系統及自動化技術的實際應用還受到設備質量問題的制約。

圖1 電力系統的構成

1.2 操作安全問題

我國電力系統及自動化技術中存在的安全問題較為特殊，具體來說，由于相關技術可實現設備自動化、高效化、智能化地運作，在此期間需借助遠程操控指令來實現對設備遠程監督管理，如在系統運行過程中操作者可結合物聯網技術、大數據技術及計算機技術，結合計算機系統對設備進行遠程操作管理，但在遠程操控管理過程中，若出現操作失誤也可能導致各種各樣的風險事故發生。如，在操作管理過程中，由于對斷路器的位置設置不合理或在接線管理過程中接線不到位，也會導致設備出現相應的遠程操作故障，出現設備拒動或誤動的現象；在遠程操作管理過程中也會結合通訊系統的使用，當電力系統遭受到黑客攻擊時會導致遠端操作出現異常，從而引發相應的安全問題。

此外，在操作管理方面也會存在一系列的網絡信息安全問題，如出現數據資料丟失。由于整個運維系統構建不完善，安全管理機制未得到高效設置，導致整個系統的運行還存在一系列的安全隱患問題。

1.3 設計過程中存在問題

我國電力系統及其自動化技術發展起步的時間相對較晚，在相關技術領域普遍落后于發達國家，同時在電力系統自動化設計管控過程中，由于相關工程人員缺少實踐經驗，導致電力系統及自動化技術的使用還存在相應的缺陷和不足。

比如在自動化技術體系中，首先需要實現的是標準化設置，但是我國在標準工程領域還未制定相應的參考體系，部分設備缺乏標準接口，以至于各個設備之間很難實現穩定高效地連接，無法做到信息共享。

其次，現階段的自動化技術需要在尖端設計理念以及設計構造的支撐下才能夠發揮出應有的作用，由于我國部分電力系統設計人員專業素養相對較低，在實際設計環節還存在各種各樣的缺陷和不足，導致整個系統無法發揮出應有的作用，并且隨著社會經濟的發展，各行各業的用電需求也在進一步的增加，給電力系統的運行安全、運行標準提出了更高的要求。

此外，在對電力系統及其自動化技術進行實踐應用的過程中，工程師以及技術人員也缺少投入相應的智能化技術，無法實現對各項設備信息高效率地使用，從而導致整個系統智能化水平不高，無法對其中存在的非結構化以及半結構化數據進行識別分析。

1.4 電力系統管控制度不完善

我國電力系統在自動化領域發展起步的時間相對較晚，在系統自動化管理方面還缺少行之有效的規章管理制度，同時我國電力企業以及部分運維人員也存在單方面參考國際先進管理條例的現象，未參照我國實際國情來對當前自動化技術管理體制、管理制度進行優化、完善，未對其實施本土化改造，以至于現階段我國電力系統自動化控制缺少行之有效的制度體系。

比如，在權責分配方面還缺少相應的管理機制，若電力系統出現運行故障，各機構部門便會對相關責任相互推諉，并且在設備運維管理方面，由于相關作業人員缺少良好的管理意識，以至于設備安全問題時有發生。在對電力系統管理制度進行修訂完善的方面，電力企業除了未制定建立健全的責任機制，也未制定高效率的獎罰機制，導致相關工作人員在系統運維、系統管理工作中不具備較高的積極性和主動性。

2 電力系統及自動化技術安全問題解決對策分析

2.1 完善電源和自動化技術的設計

在電力系統自動化設計層面，相關作業人員還缺少相應的工作經驗，當前電力企業需要加大對人員的教育培訓力度，使其能夠參照電力系統運行條件，完善系統設置，比如在電源和自動化技術設計領域，工程人員可結合分布式組織設計方式，實現對設備數據信號進行定向化管控，對其中的警報器、控制器所發出的信息進行分布處理、管控，保持每個單元獨立自主地運行，在某種程度上消除設備在運行過程中相互干擾、相互干涉且相互依賴的問題。

其次，設計師還需要簡化能源控制系統，以此來提高能源控制系統運行的安全性和穩定性，比如設計師可簡化二次布線，可結合高質量、多功能的繼電器來代替傳統的繼電器設備，實現對電源精細化控制，同時工程人員也可簡化開關裝置，優化開關裝置中的布線結構，采取多線設計程序、設計思路來管控電源和自動化技術的設計方式。工程師以及技術人員還需要引入更多標準化工程，結合標準化接口，確保各設備、各系統能夠有效對接，減少整個系統的復雜程度，提高管控效率。

2.2 提高安全控制水平

要想保證電力系統及其自動化技術的應用更加安全、高效，電力企業需要完善機構安全管控系統，只有制定成熟完善的安全管理體系才能夠避免系統在運行期間出現相應的故障，為電網及其自動化技術的使用提供相應的保障。

首先工程人員需要對現有的安全監控系統進行升級、更新、完善，確保安全控制系統的運作機理具備時代前沿性，比如在自動化控制系統中，工程人員需要及時借助安全控制系統檢測發電機，如果按照傳統檢測方法，工程人員需要對變壓器箱進行相應的氣體測試，之后再通過一系列的測定來判斷設備是否存在相應的故障，此類方法不具備較高的準確性，同時還會浪費大量的時間，然而通過更新自動控制系統不僅可以提高檢測工作的精確度，并且還能夠減少檢測時間，通過設置在發電機內部各項傳感器實現對發電機更加安全高效地監督管理，引入安全監控系統，確保對設備關鍵部位的監督管理工作能夠更加高效穩定地進行，幫助相關運維人員更加高效地開展安全管理工作，保障電力系統運行安全。此外，也可保障相關設備體系在出現運行故障時能夠快速恢復供電，縮短運維人員排查故障的時間。

在此過程中，電力企業需要結合智能化分析，構建相應的設備運行模型，借助智能系統，依托模糊分析、專家分析對各類數據信息進行及時評估、考量，以此來預測整個電力系統潛在的運行風險，并且指導相關運維人員對潛在的故障風險進行提前管控，以此來減少設備非計劃停機的時間。

總體來說，要想進一步提高安全管控水平，實現對電力系統更加高效的管控，企業需要制定科學合理的安全保障體系，對設備以及系統在運行期間所存在的故障隱患問題進行有效識別，借助精細化的安全保障措施，綜合評估整個系統的運行風險，以此才能夠提高系統的運行效率。

2.3 完善安全管理規范

要想將自動化技術在電力系統中進行更加高效安全地使用，電力企業應當參照現階段整個電網體系、電力系統的實際運行情況，制定出一套建立健全的安全管理機制，明確電力系統及其自動化技術安全管理標準，明確相應的管理規范、管理要求，確保相關運維人員在工作期間能夠參照相關規范來開展運維管理，比如電力企業需要制定出一套成熟完善的責任管理制度，借助該制度對運維人員在工作期間不正當的行為進行約束管理，使其在電力運維管理過程中具備相應的主體責任，實現對設備定期、定點的維護保養，提高安全管理水平；其次，電力企業也需要制定一系列的操作指南、操作規范，加強安全巡檢，確保相關設備時刻處于高效穩定的運行狀態。

2.4 加快對電子設備的升級改造

在電力系統自動化運作中，電力企業結合了大量微機產品的使用，微機產品具備微型化、智能化的特征，但電力系統具備較為復雜的結構，且在長時間的電磁干擾環境下，相應的微機系統、微機產品也會遭受到破壞，從而使得自動化系統安全穩定的運行遭受到破壞，比如出現數據傳輸錯誤、數據丟失的情況。電力企業在對電力系統及自動化技術安全管理控制的過程中，需結合精益化、精細化的管控措施、管控策略，提高設備安全管理水平，并且引入標準化工程對自動化系統中的各項設備實施標準化改造，確保設備之間能夠兼容運作，提高設備運行的安全水平。

此外，隨著基礎科學技術的發展革新，在電力系統自動化運行過程中，結合紅外技術、視頻技術以及圖像處理技術的使用相對較為常見，整個電力系統的復雜程度進一步提高，在安全管理工作中，工程人員以及運維人員對圖像分析和理解的要求也在進一步提高，因此電力企業可結合電子技術來對圖像以及各類數據信息進行自動化處理，結合神經網絡、專家系統以及模糊技術，實現對整個自動化系統智能評估以及智能管控，提高運維管理效率。工程師以及相關設計人員在管控自動化系統運行環境的過程中，也可結合嵌入式高性能的微機處理裝備，提高電力系統的自動化運行水平，以此來提高設備運行的安全性和穩定性，減少傳統機械設備在運行期間出現故障的概率[1]。

2.5 優化現場總線控制系統

現場總線技術是當前電力系統自動化運行過程中不可缺少的關鍵元素，現場總線控制系統可實現對各項設備更加高效地連接管控，使得各設備能夠實現正常交流通信，相關技術結合微機技術將各個控制儀表、控制單元進行有效連接，以此來構建起一個完整的網絡系統，打造出一個全分布、開放的網絡體系，實現各項設備智能化、自動化連接，從而確保圖形數據信息的顯示、計算、控制具備自動化的特征。

現階段大部分電力系統結合現場總線控制系統的使用相對較為常見，能夠提高整個系統運行的安全水平，結合完整的控制鏈、控制網絡，可實現對設備精益化、精細化的管理管控，提高設備運行的安全水平（圖2）。

圖2 現場總線控制

3 結語

總體來說，在當今電力系統安全管理工作中，電力企業需要采取行之有效的管理措施，對設備、系統以及管理制度、管理條例進行升級、優化、改造，以此提高系統智能化、自動化運行的效率。