分析電力系統(tǒng)信息化與智能化可通信電氣設(shè)備

付垠瑞 郭世浩

摘要：隨著人工智能和信息技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)信息化和智能化也成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。廣泛應(yīng)用信息化和智能化技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)的管理質(zhì)量和水平，同時(shí)減少電氣設(shè)備發(fā)生故障的概率，從而進(jìn)一步壓縮電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本。本文主要重點(diǎn)分析智能化電力系統(tǒng)技術(shù)的概念，并歸納電力系統(tǒng)信息化與智能化應(yīng)用優(yōu)勢。此外，還將深入研究智能化與信息化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，總結(jié)出電力系統(tǒng)信息化與智能化可通信電氣設(shè)備應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；信息化；智能化；可通信；電氣設(shè)備

隨著電氣設(shè)備自動化與智能化應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，我國電氣設(shè)備技術(shù)研究工作也取得長足進(jìn)步。這為電力體系提供了實(shí)施條件，能夠創(chuàng)造良好的管理效率，同時(shí)減少了電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本。它解決了以往人工控制存在的難題，全面提高了電力系統(tǒng)的工作效率和安全性，為電力企業(yè)創(chuàng)造了更高的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

一、智能化電力系統(tǒng)技術(shù)概述

智能化電力系統(tǒng)技術(shù)的主要研究方向在于實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制技術(shù)，這對電力系統(tǒng)快速發(fā)展具有重要意義，甚至可以改變現(xiàn)有電力控制系統(tǒng)的工作模式。智能化電力系統(tǒng)的研究內(nèi)容主要包括電子電氣和信息數(shù)據(jù)收集與處理。智能化電力技術(shù)主要源于人工智能技術(shù)，可以替代職工完成一些難度較高且危險(xiǎn)性較大工作。該技術(shù)的研究可以使現(xiàn)有電力工程節(jié)省大量人力和物力資源，并有效提高電力系統(tǒng)的自動化應(yīng)用水平，從而實(shí)現(xiàn)電力工程建設(shè)模式的根本轉(zhuǎn)變[1]。智能化電力系統(tǒng)技術(shù)具有非常強(qiáng)的通用性與實(shí)用性，涉及諸多理論技術(shù)與學(xué)科，對技術(shù)綜合性應(yīng)用要求較強(qiáng)。將該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用于電力系統(tǒng)之前，應(yīng)結(jié)合計(jì)算機(jī)對該技術(shù)進(jìn)行模擬演練，為智能電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)參數(shù)。此外，還應(yīng)對電力企業(yè)常用工作進(jìn)行實(shí)際操作，發(fā)現(xiàn)不足之處，以提高智能化電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量。由于電力工程的自動化工作已逐漸在我國電力工程領(lǐng)域得到應(yīng)用，并通過多次驗(yàn)證，取得了顯著效果，對提高電力工程質(zhì)量和效率產(chǎn)生了重大影響，可以讓電力工程企業(yè)降低項(xiàng)目成本，并為其創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

二、電力系統(tǒng)信息化和智能化應(yīng)用優(yōu)勢

（一）可以提高電力企業(yè)管理水平

電力企業(yè)設(shè)備信息化和智能化技術(shù)的應(yīng)用可以幫助電力企業(yè)全面提升現(xiàn)有的管理水平，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中管理應(yīng)用并根據(jù)電力企業(yè)特殊管理要求進(jìn)行靈活調(diào)整。這樣能夠使設(shè)備管理工作形成完善的體系，有效降低電力企業(yè)的管理成本。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要電力企業(yè)全面推動設(shè)備管理智能化技術(shù)的應(yīng)用，將設(shè)備管理工作由以往的人工為主轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊癁橹?，最終實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)設(shè)備全程自動化管理的目標(biāo)[2]。在推進(jìn)設(shè)備管理信息化和智能化的過程中，電力企業(yè)還需要優(yōu)化內(nèi)部工作方式和流程，構(gòu)建與其相互匹配的管理體系。同時(shí)投入大量的人力、物力和財(cái)力到設(shè)備管理智能化體系中，并對崗位工作人員進(jìn)行系統(tǒng)性培訓(xùn)，細(xì)化和量化工作職責(zé)，提高設(shè)備管理工作的質(zhì)量和效率，降低設(shè)備管理智能化對電力企業(yè)正常工作的影響，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會效益的雙增長。此外，電力企業(yè)在開展設(shè)備管理信息化和智能化的過程中，應(yīng)設(shè)立監(jiān)督和檢測崗位，對所有設(shè)備管理情況進(jìn)行全程監(jiān)控，并整理和收集管理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)不同設(shè)備應(yīng)用方向進(jìn)行精細(xì)化管理，加強(qiáng)對電力設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)測工作。同時(shí)，在設(shè)備進(jìn)行中期或大修時(shí)，還需完善管理維修記錄，以提高電力設(shè)備的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，幫助電力企業(yè)提高設(shè)備管理質(zhì)量和效率[3]。

（二）可以提高電力企業(yè)工作效率

由于電力企業(yè)長期運(yùn)用人力資源來實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理工作，但隨著電力供需壓力的增加，傳統(tǒng)人工管理已經(jīng)跟不上電力設(shè)備的發(fā)展步伐。因此，電力企業(yè)需要開展設(shè)備管理的信息化和智能化工作，以提高設(shè)備管理的效率。這樣可以實(shí)現(xiàn)對所有電力設(shè)備的精準(zhǔn)管理，方便設(shè)備管理人員制定維護(hù)和管理方案。通過設(shè)備管理的信息化和智能化平臺，電力企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對所有設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)和保養(yǎng)情況的在線管理，并為前線維修人員提供詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)信息。此外，還可以在線制定管理方案，使維修人員能夠快速開展設(shè)備管理工作，使有限的人力資源能夠管理更多的電力設(shè)備。同時(shí)，電力設(shè)備管理人員可以對各種電力設(shè)備的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類和處理，并充分利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和分析，從而實(shí)現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)所有電力設(shè)備的有效管理，推動電力企業(yè)設(shè)備管理模式向自動化方向發(fā)展。這樣的信息化和智能化管理模式能夠提高設(shè)備管理的效率，同時(shí)減少人力成本。

（三）提高電力企業(yè)決策科學(xué)性

由于電力企業(yè)工作的特殊性，企業(yè)戰(zhàn)略決策與區(qū)域內(nèi)電力供應(yīng)有直接關(guān)系。傳統(tǒng)上，電力企業(yè)制定戰(zhàn)略決策時(shí)通常只對設(shè)備管理進(jìn)行預(yù)估。然而，通過可通信設(shè)備管理的智能化和信息化，電力企業(yè)決策層可以根據(jù)數(shù)據(jù)制定發(fā)展計(jì)劃，使其與電力企業(yè)供應(yīng)和自身發(fā)展方向相匹配，從而為區(qū)域內(nèi)電力提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)。電力企業(yè)的管理層可以通過在線連接信息化和智能化管理平臺，對區(qū)域內(nèi)所有資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)不同地區(qū)的電力管理特點(diǎn)和實(shí)際工作進(jìn)行內(nèi)部資源調(diào)配。這將促使戰(zhàn)略決策更加符合電力企業(yè)的發(fā)展方向，為電力企業(yè)的快速發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

三、電力系統(tǒng)智能化、信息化可通信設(shè)備主要功能和應(yīng)用

（一）主要功能

電力系統(tǒng)信息化和智能化管理應(yīng)包括自動抄表功能、電力供應(yīng)監(jiān)控、電力用量監(jiān)測和電力調(diào)配控制等基礎(chǔ)功能。當(dāng)這些數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生并上傳后，就需要在區(qū)域電力控制系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分類和處理工作。這些數(shù)據(jù)的存儲工作需要增加備份，以防止計(jì)算機(jī)異常導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。自動抄表功能主要針對用戶用電數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄，并收集和處理用電時(shí)間信息。同時(shí)，根據(jù)電力企業(yè)執(zhí)行的尖峰和谷峰時(shí)間段進(jìn)行分開統(tǒng)計(jì)。電力供應(yīng)監(jiān)控主要用于收集和統(tǒng)計(jì)三相和平均電壓、三相和平均電流、區(qū)域電力功率、有效電力供應(yīng)等數(shù)據(jù)。它能有效監(jiān)控電力線路和輸變電情況。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，并快速分析可能產(chǎn)生的影響，并記錄這些數(shù)據(jù)，為后續(xù)維修工作提供支持[6]。電力用量監(jiān)控與控制系統(tǒng)主要針對線路主回路供電需求進(jìn)行預(yù)測。當(dāng)線路供電異常發(fā)生時(shí)，需要發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員調(diào)整供電線路，以減輕電力系統(tǒng)的負(fù)荷，并提高電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和安全性。這些應(yīng)用主要基于遠(yuǎn)程控制軟件技術(shù)，并對所有監(jiān)控要點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯集，以實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)管理信息化和智能化的要求。

（二）應(yīng)用理念

隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域也在逐漸擴(kuò)大。電力企業(yè)也應(yīng)根據(jù)信息化和智能化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，進(jìn)行重點(diǎn)研究，以提高電力企業(yè)工作效率和質(zhì)量，促使企業(yè)核心競爭力得到全面提升。信息化、智能化系統(tǒng)可以為電力企業(yè)職工的工作情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并給出過去一段時(shí)間職工的工作情況。這使得電力企業(yè)管理者可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，并為電力企業(yè)管理層制定戰(zhàn)略決策提供參考[7]。目前，部分供電企業(yè)已經(jīng)根據(jù)自身電力供應(yīng)特點(diǎn)構(gòu)建智慧型管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動收集大量管理運(yùn)營信息數(shù)據(jù)，并在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理后，形成完善的管理數(shù)據(jù)。這為電力企業(yè)提高管理質(zhì)量奠定了良好基礎(chǔ)。通過這些數(shù)據(jù)信息的收集和處理，電力企業(yè)可以更合理地規(guī)劃內(nèi)部資源需求和分配，實(shí)現(xiàn)在線管理，方便管理層對各部門工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這對于制定部門工作計(jì)劃起到?jīng)Q定性作用，減少部門間的重疊問題，幫助電力企業(yè)優(yōu)化和調(diào)整內(nèi)部職能部門，明確不同崗位職責(zé)。

四、電力系統(tǒng)信息化與智能化可通信電氣設(shè)備策略研究

隨著我國對電力需求逐漸增加，電網(wǎng)智能化管理也在逐漸擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。各項(xiàng)先進(jìn)的智能化和信息化技術(shù)也被應(yīng)用到電力企業(yè)中，從而全面提高電力企業(yè)的管理和維護(hù)工作，提高區(qū)域電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。電氣設(shè)備在電網(wǎng)正常運(yùn)行中起著關(guān)鍵作用，而建設(shè)智能化和信息化電網(wǎng)則需要大量信息化和智能化的電氣設(shè)備。對于電氣設(shè)備生產(chǎn)制造企業(yè)來說，只有根據(jù)電力企業(yè)的需求進(jìn)行針對性地研發(fā)，才能確保信息化和智能化電氣設(shè)備的實(shí)用性得到增強(qiáng)，從而使得電力企業(yè)的設(shè)備和工作管理質(zhì)量得到本質(zhì)性的提高。

（一）新型電子式互感器技術(shù)

隨著信息技術(shù)逐漸應(yīng)用到電氣設(shè)備中，電氣設(shè)備逐漸向系統(tǒng)測量、電力保護(hù)裝置信息化方向發(fā)展。這使得電力企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對測量、保護(hù)與控制工作的智能化，進(jìn)而提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少人工參與電網(wǎng)運(yùn)行與維護(hù)工作，并能有效傳輸各項(xiàng)數(shù)據(jù)?？梢暬姎庠O(shè)備，由具有電力測量、保護(hù)、監(jiān)控和傳輸功能的組成，對于電力企業(yè)具有重要意義，已成為許多大型電氣企業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)方向，并取得了小規(guī)模應(yīng)用及一定的成果。新型電子式互感器按照信息傳播上傳的特點(diǎn)可分為有源和無源兩類，這種設(shè)備的絕緣性得到了大幅提高，并實(shí)現(xiàn)了抗干擾和傳播性良好的特點(diǎn)。因此，對于電力企業(yè)來說，新型電子式互感器具有巨大的應(yīng)用價(jià)值[8]。

（二）先進(jìn)傳感器技術(shù)

傳感器在電力企業(yè)的主要應(yīng)用方向就是對設(shè)備進(jìn)行在線檢測。傳感器能夠感知設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，形成可傳輸?shù)碾娦盘?。這些信號通過線路傳輸?shù)焦芾砜刂浦行模娏ζ髽I(yè)可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)控。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)還可以進(jìn)行分類和存儲，形成完善的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。在利用數(shù)據(jù)時(shí)，電力企業(yè)需要對數(shù)據(jù)信息可靠性進(jìn)行分析，特別是對傳感器信息收集方式進(jìn)行分析。通過與電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行對比，可以提高數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。先進(jìn)的傳感器技術(shù)對電網(wǎng)具有重要意義，它是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息化和智能化管理的重要技術(shù)之一。

（三）自動化仿真技術(shù)

電力系統(tǒng)自動化仿真技術(shù)主要是通過對電力系統(tǒng)的各種情況進(jìn)行模擬分析。這項(xiàng)技術(shù)可以根據(jù)電力系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)建立模型，使工作人員能夠通過模擬來了解電氣設(shè)備的運(yùn)行情況。仿真技術(shù)的應(yīng)用可以提高電力企業(yè)對數(shù)據(jù)信息的利用效率，對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而發(fā)現(xiàn)對電力系統(tǒng)管理有效的資源。這些資源可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的管理控制工作，使其更加便捷。通過系統(tǒng)性分析所有電氣設(shè)備的運(yùn)行情況和潛在隱患，電力企業(yè)可以使電力系統(tǒng)自動化和智能化管理技術(shù)更加成熟，并擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。這有助于電力企業(yè)增強(qiáng)對電網(wǎng)的管理和控制能力，提高區(qū)域電力供應(yīng)的質(zhì)量，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供充足的電力支持。

（四）主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵所在。只有完善的數(shù)據(jù)收集、分類、處理和管理技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)信息化與智能化管理，使電力系統(tǒng)管理工作質(zhì)量得到全面提高[9]。但以往使用數(shù)據(jù)處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中效果并不理想，數(shù)據(jù)處理效率也沒有得到大幅度提高。但是，主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以將以往手工數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣硬杉c處理，從而改變了電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式。這項(xiàng)技術(shù)可以消除數(shù)據(jù)處理工作受時(shí)間和空間限制的問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集與處理效果，不僅提高了數(shù)據(jù)處理質(zhì)量，還能加強(qiáng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。主動對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)是一種新型智能技術(shù)，電力企業(yè)可以根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間設(shè)定時(shí)限，以完成數(shù)據(jù)處理工作，從而使電力系統(tǒng)能夠更高效地進(jìn)行管理。

（五）現(xiàn)場總線技術(shù)

現(xiàn)場總線在電氣工程中主要是對各項(xiàng)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝工作，這種自動化設(shè)計(jì)和安裝工作對電氣領(lǐng)域是具有非常重要意義。現(xiàn)場總線技術(shù)可以有效解決電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞工作，并具有非常強(qiáng)的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性，對操作人員的技術(shù)要求相對較低，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。在進(jìn)行現(xiàn)場總線操作過程中，可以實(shí)時(shí)收集變送設(shè)備的運(yùn)行情況數(shù)據(jù)，并通過線路上傳到電力系統(tǒng)控制中心，實(shí)現(xiàn)雙向互動溝通和聯(lián)絡(luò)。這有助于電力企業(yè)了解電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，并支持在線指令下達(dá)，從而形成電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的互動交流，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

（六）電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度工作是電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分，它關(guān)系到電網(wǎng)的正常運(yùn)行。電網(wǎng)調(diào)度自動化是應(yīng)用于發(fā)電企業(yè)和變電設(shè)備之間的智能化系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效地采集發(fā)電企業(yè)和變電設(shè)備之間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控與控制工作，對所有的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總和分析，以實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度工作的自動化管理。它可以對電網(wǎng)的用電和供電需求進(jìn)行規(guī)劃，并發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，為搶修電力故障提供數(shù)據(jù)支持，協(xié)助電力企業(yè)提高管理水平和質(zhì)量。電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)主要應(yīng)用于系統(tǒng)故障方面，解決了傳統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)上傳不及時(shí)的問題，使電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向互動式的管理。它主要安裝在電氣自動化設(shè)備中，并利用數(shù)據(jù)線路進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動化管理。這樣可以使電網(wǎng)承擔(dān)更高的電力負(fù)荷，并對電網(wǎng)故障進(jìn)行快速定位和分析，幫助電力企業(yè)快速制定維修技術(shù)，減少電氣設(shè)備故障所帶來的損失。

五、結(jié)束語

綜上所述，電氣設(shè)備信息化與智能化是電力系統(tǒng)未來發(fā)展的重點(diǎn)方向，更是電力企業(yè)開展各項(xiàng)工作的重要應(yīng)用方向。隨著智能化技術(shù)的不斷成熟，我國電力系統(tǒng)的整體發(fā)展質(zhì)量和水平也會得到全面提高，這為電力系統(tǒng)信息化和智能化技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造了有利的空間。因此，可以致力于打造全自動化電力系統(tǒng)。為此，電氣設(shè)備的研究人員需根據(jù)電力系統(tǒng)管理和維護(hù)的需求進(jìn)行針對性研究，并根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)和發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)判，進(jìn)一步提高電氣設(shè)備的自動化應(yīng)用水平。同時(shí)，將人工智能、信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，才能逐漸完善電力系統(tǒng)的信息化和智能化系統(tǒng)，為我國社會和經(jīng)濟(jì)提供充足的電力能源。

作者單位：付垠瑞 郭世浩 山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司

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