數(shù)字技術(shù)在電力電氣自動化中的應(yīng)用

楊 波

（廣安市人民醫(yī)院，四川 廣安 638000）

1 數(shù)字技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

數(shù)字技術(shù)是信息化技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是一種綜合性技術(shù)，是基于各種先進(jìn)技術(shù)，將聲音、文字、圖像等信息變成數(shù)字化信息，以二進(jìn)制的方式進(jìn)行存儲、傳輸、處理，這些信息可以被計算機有效識別，并經(jīng)過計算機的運算、處理、加工，再輸出相關(guān)的命令，去控制其他的機構(gòu)，或者與其他計算機進(jìn)行通信。其現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如電力電氣自動化領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的電力電氣自動化系統(tǒng)包含大量的硬件式邏輯運算器件，這些器件往往體積十分龐大，而且其功能比較固化、邏輯處理能力偏弱以及可靠性偏低。而數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用可對電力電氣自動化控制流程予以簡化，通過相輸入應(yīng)指令，工作人員即可實現(xiàn)邏輯功能的描寫，從而讓其達(dá)到預(yù)定的功能。其柔性較強，當(dāng)預(yù)定的控制流程無法實現(xiàn)電力電氣自動化控制時，重新對程序進(jìn)行編寫、下載即可，在一定程度上彌補了傳統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)的不足，如大規(guī)模使用繼電邏輯電路等，進(jìn)一步縮小設(shè)備空間[1]。

2 數(shù)字技術(shù)應(yīng)用特點

近年來，作為高新技術(shù)和智能化聯(lián)合產(chǎn)物的數(shù)字技術(shù)在多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如在電力電氣自動化中的應(yīng)用有助于實現(xiàn)電氣自動化管理，最大化減少生產(chǎn)成本。相較于其他技術(shù)，數(shù)字技術(shù)可靠性高，其集合了信息技術(shù)、計算機技術(shù)等，將其與高端智能化設(shè)備有效結(jié)合，有利于持續(xù)性優(yōu)化管理流程，不斷改進(jìn)管理措施。例如，將光纖技術(shù)應(yīng)用于自動化設(shè)備中，能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行安全問題或隱患，可提高自動化生產(chǎn)的效率及安全性，充分展現(xiàn)了數(shù)字技術(shù)的升級、進(jìn)步，促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化等模塊快速發(fā)展。

在電力電氣自動化中，計算機、通信技術(shù)作為關(guān)鍵性的技術(shù)支撐，其自身的進(jìn)步與發(fā)展直接影響自動化管理目標(biāo)的實現(xiàn)，實際應(yīng)用時通過合理篩選、配置設(shè)備，能進(jìn)一步提高運作效率及科學(xué)性，滿足現(xiàn)代社會對整體性、統(tǒng)一性的需求。特別是通信技術(shù)的合理應(yīng)用有利于更加全面地獲取相關(guān)信息資料，在一定程度上推進(jìn)同一標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)，不僅能不斷改善運作智能化水平，而且能在一定程度上降低管理成本，提高工作效益[2]。另外，相較于國外發(fā)達(dá)國家，數(shù)字化技術(shù)在我國的應(yīng)用時間較短，應(yīng)用過程中會遇到較多問題，如標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、缺乏規(guī)范性以及人才隊伍不夠?qū)I(yè)等，特別是技術(shù)運行基礎(chǔ)薄弱、智能化聯(lián)網(wǎng)程度偏低，對數(shù)字化技術(shù)的推廣、應(yīng)用產(chǎn)生了較大的制約，故重視對該技術(shù)的探索及創(chuàng)新顯得尤為重要[6]。

3 數(shù)字技術(shù)在電力電氣自動化中的應(yīng)用

3.1 GOOSE虛擬端子技術(shù)

GOOSE虛擬端子技術(shù)是數(shù)字技術(shù)中較為常見的一種，以傳統(tǒng)電力電子自動化系統(tǒng)為例，存在非常多的節(jié)點信號卡入及流出繼電器接口，而在光纖技術(shù)不斷優(yōu)化及大范圍應(yīng)用的背景下，一對一接口連接方式被光纖接口代替，主要是在基于黑匣子原理的前提下，結(jié)合設(shè)備外部特顯，做好保護(hù)工作，各設(shè)備的傳輸協(xié)議具有統(tǒng)一性，能對設(shè)備二次回路的性能進(jìn)行改善，有利于工程調(diào)試簡易化。同時，以往設(shè)備接口往往較多，應(yīng)用GOOSE虛擬端子技術(shù)后，可減少設(shè)備接口，在一定程度上規(guī)避了接口接觸不良而導(dǎo)致的不良事件，提高了設(shè)備運行的可靠性及安全性，而且節(jié)省了布線空間。傳統(tǒng)的電力電氣自動化技術(shù)信號傳遞主要以點對點的形式實現(xiàn)，應(yīng)用GOOSE虛擬端子技術(shù)后，各設(shè)備間可實現(xiàn)有效信息傳遞，在一定程度上實現(xiàn)了工作的協(xié)調(diào)發(fā)展，對于相同的問題可及時給出響應(yīng)，加之跳合閘功能的開啟，在一定程度上對遙控裝置的安全性起到了強化作用；端子可在基于系統(tǒng)端設(shè)置的前提下，進(jìn)一步控制非電量信息，彌補了以往二次回路功能的不足[3]。

3.2 微處理器

由于數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，其處理器體積呈逐漸縮小狀態(tài)，而且出現(xiàn)了單片機系統(tǒng)，通過較強的運算能力，其效果與早期電腦處理器效果極為接近，在具備標(biāo)準(zhǔn)的I/O端口的同時，還實現(xiàn)了各通信協(xié)議的有效融合，提高了信息傳輸?shù)母咝?。一些單片機還具備AD轉(zhuǎn)化功能，替換了傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路，在一定程度上減少了電路體積，增強了系統(tǒng)功能，促使電力電氣自動化功能水平逐漸提高，可更好地控制一些復(fù)雜流程[4]。另外，通過對單片機功能的合理應(yīng)用，可對系統(tǒng)功能進(jìn)行進(jìn)一步的擴展，最終達(dá)到創(chuàng)新系統(tǒng)功能的目的。

3.3 通信技術(shù)

通信技術(shù)在數(shù)字技術(shù)中占據(jù)重要地位，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用率最高。在科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，電力電氣自動化向著遠(yuǎn)程、無人化方向發(fā)展，而在此過程中，通信技術(shù)的應(yīng)用不可缺少。值得注意的是，受單片機技術(shù)快速發(fā)展的影響，大部分單片機具備數(shù)字通信功能，在電力電氣自動化中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)后，通過使用通信功能，可將系統(tǒng)信息予以處理，使其以數(shù)字形式呈現(xiàn)，之后經(jīng)數(shù)字通信線路實現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳輸，相關(guān)管理人員獲取信息后予以處理，發(fā)出控制命令信息，信息被傳輸?shù)絾纹瑱C系統(tǒng)經(jīng)處理后會形成具體控制指令，從而實現(xiàn)對各執(zhí)行機構(gòu)的系統(tǒng)控制。而且新型單片機具備網(wǎng)絡(luò)通信功能，提高了遠(yuǎn)程通信的簡便性[5]。針對電力電氣系統(tǒng)而言，在監(jiān)控電力中斷或傳遞信息時，往往需要借助智能終端，傳輸速度相對較慢，并會受到電磁干擾。而應(yīng)用光線通信技術(shù)后，可實現(xiàn)光信號傳遞，從而規(guī)避電磁干擾問題，增強了信息傳輸?shù)陌踩约翱煽啃?。另外，現(xiàn)代化電力電氣系統(tǒng)對接口規(guī)范性的要求越來越高，為系統(tǒng)功能的可擴展及兼容奠定了基礎(chǔ)，使用光纖通信后，相關(guān)人員可通過對TCP/IP傳輸協(xié)議的應(yīng)用，實現(xiàn)內(nèi)部信息的傳輸，而且可將單位的電位系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)予以連接處理。

3.4 智能終端技術(shù)

智能終端技術(shù)也是數(shù)字技術(shù)的一種，將其應(yīng)用于電力電氣自動化中，可提高電力電氣自動化保護(hù)水平。例如，跳閘雙重保護(hù)可進(jìn)一步提高電力電氣的安全性，通過電力保護(hù)中斷，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程測控及信號發(fā)送。另外，在數(shù)字化程序接口的前提下，智能終端技術(shù)的應(yīng)用可避免計算機平臺自動化問題的加重，為電氣自動化運行創(chuàng)造更為優(yōu)越的條件，有利于確保電位系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)間通信連接順利。

4 數(shù)字技術(shù)在電力電氣自動化中應(yīng)用存在的問題及對策

4.1 數(shù)字技術(shù)應(yīng)用存在的問題

首先，智能技術(shù)有待進(jìn)一步完善。傳統(tǒng)電氣自動化操作系統(tǒng)的操作流程具有復(fù)雜性特點，而數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用可彌補這一不足，簡化操作，節(jié)約人力、財力。但由于數(shù)字技術(shù)還未完全發(fā)展成熟，實際應(yīng)用經(jīng)驗缺乏，在計算機數(shù)據(jù)和該技術(shù)關(guān)聯(lián)等方面缺乏完善性，需要利用計算及轉(zhuǎn)換才能對信息資源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在一定程度增加了計算機運行工作強度。

其次，技術(shù)人員素質(zhì)有待進(jìn)一步提高。在數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用中，技術(shù)人員的能力水平直接影響應(yīng)用效果。目前，部分技術(shù)人員的能力存在一定局限性，沒有完全掌握數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢、特點，無法靈活熟練地開展應(yīng)用，直接阻礙了數(shù)據(jù)共享目標(biāo)的實現(xiàn)，不利于電力電氣自動化的進(jìn)一步發(fā)展。

最后，缺乏對電力電氣自動化設(shè)備的維護(hù)。在應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的過程中，設(shè)備屬于基礎(chǔ)支撐，只有確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，才能充分發(fā)揮出該技術(shù)的作用。但目前，技術(shù)人員缺乏對設(shè)備的維護(hù)，需引起重視。

4.2 數(shù)字技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新對策

首先，為體現(xiàn)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用價值，在電力電氣自動化中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)后，要重視對技術(shù)的完善，積極探索與其他技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，從實踐中積累經(jīng)驗，提高技術(shù)水平，緩解計算機運行強度。同時，對運作程序進(jìn)行優(yōu)化完善，將各軟硬件設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，不斷提高電力運作設(shè)備的控制及辨別能力，避免電力電氣自動化運行效率提升緩慢。

其次，應(yīng)用數(shù)字技術(shù)時，需定期展開培訓(xùn)活動，增強技術(shù)人員的專業(yè)能力水平及綜合素質(zhì)，盡可能規(guī)避人為因素帶來的不利影響。同時，幫助技術(shù)人員樹立代碼控制觀念，能進(jìn)一步完善自動化操作水平，如通過變電站時間端頭的應(yīng)用，能更加全面地測控線路、開關(guān)，在降低或預(yù)防潛在安全隱患方面發(fā)揮積極的作用[7]。

最后，加強對自動化設(shè)備的維護(hù)，如仔細(xì)檢查自動化設(shè)備的零件，確保及時發(fā)現(xiàn)故障位置，以盡快恢復(fù)設(shè)備運行[8-9]。電力電氣自動化設(shè)備的安全性及穩(wěn)定性還會受到環(huán)境的影響，對于在室內(nèi)運行的設(shè)備，要保證環(huán)境干燥，如果設(shè)備受潮，則無法正常運行；對于在室外運行的設(shè)備，需落實防雷措施，確保設(shè)備穩(wěn)定運行。

5 結(jié) 論

現(xiàn)階段，隨著傳感器技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，加之集成電路技術(shù)越來越成熟，促進(jìn)了數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，增強了數(shù)字技術(shù)的實用性。將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電力電氣自動化中，不僅可實現(xiàn)對系統(tǒng)功能的擴展，而且可提高設(shè)備運行的平穩(wěn)性及可靠性。

具體來看，數(shù)字技術(shù)在電力電氣自動化領(lǐng)域的應(yīng)用，能強化電力電氣自動化信息處理能力。通過各觸感器作用的發(fā)揮，可實現(xiàn)進(jìn)一步收集各系統(tǒng)信息情況或者收集各I/O信號，收集結(jié)束后經(jīng)內(nèi)部處理器的加工處理，將相應(yīng)的數(shù)字控制信息進(jìn)行輸出或者進(jìn)行I/O控制信號輸出，最終達(dá)到控制整個執(zhí)行機構(gòu)的目的。而且通過預(yù)定控制動作，能合理、及時調(diào)整電力電氣系統(tǒng)。簡單來說，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)是對系統(tǒng)運行進(jìn)行優(yōu)化。

值得注意的是，雖然數(shù)字技術(shù)憑借運行效率高等優(yōu)勢在電力電氣自動化領(lǐng)域得到了大范圍應(yīng)用，但是在實際應(yīng)用過程中會受到各種不利因素的干擾，影響應(yīng)用效果。因此，在實際應(yīng)用中，需落實責(zé)任制，明確人員的責(zé)任范圍，以充分調(diào)動人員的工作熱情及積極性，促使其及時發(fā)現(xiàn)問題、及時予以糾正，以避免隱患的出現(xiàn)，確保電力電氣設(shè)備正常運行。同時，需要進(jìn)一步完善、優(yōu)化數(shù)字技術(shù)，積極探索與其他技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，以進(jìn)一步促進(jìn)電力電氣自動化發(fā)展。