電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

李奎良

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平逐漸提高，當(dāng)前的傳統(tǒng)電力供應(yīng)系統(tǒng)已逐漸滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的電力需求，在這樣的時代背景下，如何加強電力系統(tǒng)的控制管理效率，科學(xué)合理的運用電氣自動化控制技術(shù)，不斷提升電力系統(tǒng)的生產(chǎn)力，是當(dāng)前電力企業(yè)發(fā)展的最主要目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);電氣自動化;應(yīng)用

1 電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)存在的必要性

各行各業(yè)的發(fā)展互相都存在著一定的促進作用，我國近幾年的發(fā)展都是有目共睹，信息化方面的發(fā)展速度可見一斑，電力行業(yè)作為國民經(jīng)濟發(fā)展和國家安全的保證，也在不斷的提高自身的業(yè)務(wù)能力。同時，能源緊缺也是如今討論的熱點問題之一，電能雖不是我們討論的一級能源，但是與一些有限能源有著不可分割的關(guān)系。我國的發(fā)電方式主要分為兩種：火電和水電。而煤炭資源的日益短缺已引起人們重視，水資源的極度浪費以及水污染也仍在治理，這從一方面也反映了電能的緊缺。雖然我國的電力覆蓋面積每年都在逐漸擴大，但是仍有部分地區(qū)沒有供電，特別是一些農(nóng)村地區(qū)，雖然享受電力的帶來的方便，但是由于電力設(shè)備的老化以及電網(wǎng)拓撲的陳舊結(jié)構(gòu)，時常發(fā)生停電現(xiàn)象。一些自然災(zāi)害的發(fā)生所導(dǎo)致的供電中斷也造成了不可估計的損失，供電中斷中如果不能及時處理發(fā)生的事故，就會引發(fā)無法預(yù)想的損失，造成社會秩序混亂，擾亂國民經(jīng)濟，嚴(yán)重者會影響國家安全。

以上的種種都提醒我們，要更加重視電能的有效利用，重視電力系統(tǒng)的可靠性，這些都是推動電網(wǎng)智能化發(fā)展的重要因素。電力自動化技術(shù)在電網(wǎng)智能化發(fā)展中是必不可少的，其中的一些設(shè)備可以有效的提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高電力設(shè)備的壽命，保證可靠地電能質(zhì)量，還可以消除諧波污染問題，根據(jù)系統(tǒng)需要，補償電網(wǎng)所需的特定次諧波。有的設(shè)備則擔(dān)任起了采集數(shù)據(jù)，傳輸和分析的功能，有的設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)控功能，對重要的電力系統(tǒng)部分實行監(jiān)控，實時分析其當(dāng)前電力系統(tǒng)的運行狀況。電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的不斷滲透，大大提高了電力系統(tǒng)的運行效率，助我國發(fā)展堅強可靠地智能電網(wǎng)一臂之力，是我國電網(wǎng)實現(xiàn)智能化的關(guān)鍵。

2 電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用原則

我國的電力運行向著集約化、信息化發(fā)展。電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用要求也越來越高。第一是信息化原則，只有越來越高度的信息化才能使電力系統(tǒng)更加完善更加效率的運行。換言之，也就是對電氣自動化技術(shù)的控制更加準(zhǔn)確有效。第二就是安全可靠的原則。任何工作生產(chǎn)都是把安全放在第一位的。因為只有在安全這個大前提下才能真正的提高效率，把損失降低到最低限度。在我國電力系統(tǒng)的新形勢下，維護和保證電力系統(tǒng)安全效率運行是極其重要的。對出出現(xiàn)的故障要做到及時發(fā)現(xiàn)及時診斷，第一時間將故障修復(fù)。電氣自動化技術(shù)就能解決這些問題，它使故障排查變得更加方便快捷。也更加能快速地對故障進行控制和操作，極大的降低了人工處理的難度。

3 電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 電力一次設(shè)備的智能化與在線狀態(tài)檢測

電力一次設(shè)備智能化，是指一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計時，將二次設(shè)備的全部功能或者一部分功能實現(xiàn)，例如具體的應(yīng)用包括智能化開關(guān)柜和智能化箱式變電站設(shè)備等。智能化控制技術(shù)的應(yīng)用，對于當(dāng)前我國現(xiàn)階段的電力企業(yè)發(fā)展來說意義深遠。智能化控制技術(shù)的應(yīng)用，改變了我國傳統(tǒng)的設(shè)備運行模式，使設(shè)備在運行過程中，能提前發(fā)現(xiàn)自身存在的安全問題以及隱患，保證維護人員能及時進行預(yù)防維修，為設(shè)備的有效運行提供基礎(chǔ)。同時，對于一次設(shè)備的運行參數(shù)進行長期的監(jiān)控非常重要，以保證在重要數(shù)據(jù)異常時，能及時發(fā)現(xiàn)問題所在，根據(jù)重要參數(shù)的變化進行故障分析，以判斷出故障位置，保證設(shè)備正常的運行。

3.2 自動化實時仿真技術(shù)

從目前的電力系統(tǒng)具體分析來看，其中運用的最為顯著的電氣自動化技術(shù)便是自動化實時仿真技術(shù)。實時仿真技術(shù)在新裝置的測試當(dāng)中進行使用，可以和其他的控制裝置形成一種具有封閉特性的環(huán)境，此種環(huán)境能夠為智能研究保護的控制策略提供有效而且可靠的依據(jù)。另外，在電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用現(xiàn)階段比較先進的數(shù)字實時仿真模擬技術(shù)，不僅電力系統(tǒng)的動態(tài)檢測得以實現(xiàn)，仿真建模的效率也可以有效的提升，這對于系統(tǒng)檢測的時間節(jié)約意義顯著。

3.3 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是目前電力系統(tǒng)運用中使用另一種比較顯著的電氣自動化技術(shù)。所謂的人工智能技術(shù)，指的是利用電子計算機的程序設(shè)計和控制來代替人為的活動，從而增強系統(tǒng)控制流暢性的具體技術(shù)。從具體技術(shù)利用來看，人工智能技術(shù)的利用使得電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性有了明顯的增強，整個電力系統(tǒng)運行的要求和規(guī)格等有了統(tǒng)一性的提升。綜合來講，人工智能技術(shù)的利用，不僅加快了控制理論的研究速度，應(yīng)用軟件的開發(fā)和應(yīng)用效果也有了明顯的強化，整個電力系統(tǒng)的智能控制效果會得到進一步的提升。

3.4 變電站自動化

變電站自動化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內(nèi)容就是對站內(nèi)運行的電氣設(shè)備進行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備;二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜;操作監(jiān)視實現(xiàn)計算機屏幕化：運行管理、記錄統(tǒng)計實現(xiàn)自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。

3.5 電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

通過將傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)以及模式識別技術(shù)等結(jié)合起來，針對電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測方法和故障診斷的機理進行了詳細的基礎(chǔ)研究，開發(fā)了發(fā)電機、變壓器、開關(guān)設(shè)備、電容型設(shè)備和直流系統(tǒng)等主要電氣設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，全面提高電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運行水平。

3.6 PLC技術(shù)

PLC技術(shù)是介于計算機技術(shù)與機電控制技術(shù)之間的產(chǎn)物，它能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)工作中各個環(huán)節(jié)的指令進行自動編程，將有效的信息數(shù)據(jù)記錄下來，進行運算并得出結(jié)果，為實現(xiàn)低耗能、高效率的工作狀態(tài)提供有力支撐;第一，信息的收集與處理。通過運用PLC技術(shù)，可以對電力系統(tǒng)中所涉及的信息數(shù)據(jù)進行有效的采集，篩選出有效信息之后，再對該信息進行分析與整合，并將信息傳送到相關(guān)環(huán)節(jié)，這在很大程度上實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的智能操作控制;第二，系統(tǒng)的順序控制。通過運用PLC技術(shù)，可以對電力系統(tǒng)中的各個獨立模塊進行有效的信息、控制，并將信息流進行有效的連接，這促進了電力系統(tǒng)相關(guān)工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展;第三，系統(tǒng)的模擬閉環(huán)控制。在電力系統(tǒng)中，所涉及的溫度、壓力以及電網(wǎng)系統(tǒng)流量等因素，都可以通過PLC技術(shù)來實現(xiàn)模擬閉環(huán)控制，這在一定程度上實現(xiàn)了有效調(diào)節(jié)的作用，從而使整個電力系統(tǒng)能夠安全順利地運行。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，電氣自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)的作用也越來越重要。雖然我國對應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的電氣自動化技術(shù)研究起步比較晚，但是近年來還是取得了一定的成績。當(dāng)然，目前國內(nèi)的這些技術(shù)與國外先進水平相比，仍存在比較大的差距。所以，對應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的電氣自動化技術(shù)展開研究已經(jīng)迫在眉睫。

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（作者單位：天津聯(lián)維乙烯工程有限公司）