電子電工技術在電力系統(tǒng)中的應用

王琳 左世飛

1. 中聯(lián)西北工程設計研究院有限公司 陜西 西安 710077；

2. 陜煤集團榆林化學有限責任公司 陜西 榆林 719000

引言

隨著工業(yè)信息化的發(fā)展，我國電工電子技術產(chǎn)業(yè)有著良好的發(fā)展前景和廣闊的發(fā)展空間。針對電工電子技術領域現(xiàn)存的問題進行準確把握與深入分析，研究行之有效的解決方法，對促進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、適應時代需求有著極其重要的意義。

1 在電力系統(tǒng)中電子電工技術的應用價值

從電力系統(tǒng)的運行情況來看，電子電工技術包含了電子技術和電工技術的獨特優(yōu)勢，在實踐工業(yè)生產(chǎn)管理中具有重要作用，具體體現(xiàn)在以下幾點。①科學配置各項資源，逐步提升電能質量。在電力系統(tǒng)中運用電子電工技術，能在保障系統(tǒng)運行安全和穩(wěn)定的基礎上，準確監(jiān)控所有可能出現(xiàn)的運行故障，確保各項運行指標處在規(guī)定范圍內(nèi)，這樣不僅能減少資源的過度損耗，還可以科學配置各項資源，逐步提高電能的質量和水平。②真正實現(xiàn)機電一體化發(fā)展目標。機電一體化技術是機械工程和自動化技術整合發(fā)展的主要成果，當前很多行業(yè)都離不開這一技術。特別是電力系統(tǒng)，為了真正滿足社會居民的用電需求，解決原有系統(tǒng)存在的問題，在構建機電一體化管理模式后，要利用電子電工技術進行創(chuàng)新研究，這樣不僅能增強系統(tǒng)運行的安全性，還可以為用戶需求提供技術支撐。③創(chuàng)新技術為電力系統(tǒng)運行提供力量。在現(xiàn)代電力市場的革新發(fā)展中，只有逐步優(yōu)化電力系統(tǒng)的管理模式和應用功能，才能真正滿足不同地區(qū)的用電需求，充分展現(xiàn)電能資源的應用價值。在這一過程中，利用電子電工技術加快技術理論的創(chuàng)新步伐，能在優(yōu)化電力系統(tǒng)功能的同時，引導電力系統(tǒng)的整體發(fā)展。④電子電工技術的智能化發(fā)展。將信息技術、人工智能等與電子電工技術融合到一起，不僅能構建自動化發(fā)展的電力系統(tǒng)，還可以減少資源成本支出，使電力系統(tǒng)運行真正實現(xiàn)智能化的發(fā)展目標。這也是當前電力行業(yè)探討的重要課題之一。

2 電工電子技術的意義

電網(wǎng)既與人民生活密切相關，又為各大公司的生產(chǎn)提供穩(wěn)定的電源。對現(xiàn)代電工電子技術進行持續(xù)的發(fā)展，將電力系統(tǒng)組建成網(wǎng)絡，實現(xiàn)智能化管理。降低電力工人的勞動強度，營造一個安全的工作環(huán)境.電子智能化必將得到更多的關注和重視，在相應的資金和政策的支持下，將會使電力系統(tǒng)變得更好，這也是目前電力系統(tǒng)步入現(xiàn)代電工電子技術管理的一個重要因素。電氣、電氣、機械、“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術的結合，為電網(wǎng)的發(fā)展提供了新的動力，并為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了技術保障。

3 在電力系統(tǒng)中應用電子電工技術及網(wǎng)絡化技術的必要性

3.1 對于電力系統(tǒng)的完善起到了關鍵性的支撐作用

電子電氣技術是一種由多種知識概念體系通過科學的融合而形成的一種創(chuàng)新性的技術，將其應用于電子系統(tǒng)中，可以在很大程度上提升電子系統(tǒng)的性能，保證其具有良好的能源供應效果。目前，我們國家正在進行的社會主義現(xiàn)代化建設的一個重要階段，在過去，在各行各業(yè)專家的齊心協(xié)力下，中國復興的大幕正在徐徐拉開。不過，想要實現(xiàn)這個目標，讓更多中國人變得更加富有，就必須要有足夠的財力和財力，不然就算是有天大的主意，也很難實現(xiàn)。電力系統(tǒng)是支持各項工作正常進行的基礎，它的質量將會對國家的經(jīng)濟建設水平產(chǎn)生影響，所以，建立一個具有較強功能的電力系統(tǒng)，是一件很有意義的事情。而使用電子電工技術及網(wǎng)絡化技術，可以為電子系統(tǒng)的正常運行提供關鍵的支撐，可以進一步提升電力系統(tǒng)的可靠性，并積極利用各種再生資源來推動發(fā)電，實現(xiàn)節(jié)能降耗的戰(zhàn)略目標。所以，電氣、電氣和網(wǎng)絡技術是很有必要的。

3.2 提高電能利用率的需要

對于電力的利用，這一點毋庸置疑。在運行中，若能提高電力的使用效率，促進電力對各方面的支撐，將極大地提升建設的品質，為推動社會主義現(xiàn)代化建設提供必要的保證。為此，有關人員從未放棄對提高電量利用率的探討，在實踐中，克服重重困難，采取多種行之有效的方法，由于他們的堅持不懈，電力系統(tǒng)的表現(xiàn)得到了顯著的改善。同時，通過運用電子電氣技術和網(wǎng)絡化技術，可以使電能的利用率得到更大程度的提升，從而保證在現(xiàn)代化建設的標準之下，電力系統(tǒng)能夠達到標準和健康的運行狀態(tài)。為了使電網(wǎng)的各項功能得到更好的提升，保障各行業(yè)的健康發(fā)展，為早日實現(xiàn)現(xiàn)代化奠定基礎。

4 電子電工技術的特征分析

4.1 集成化

集成化主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡信息技術和搭載計算機系統(tǒng)等方面，不僅能關聯(lián)處理電力系統(tǒng)的所有組件，還可以保障內(nèi)部信息在傳遞過程中精準表現(xiàn)出不同載體的應用屬性。比如說，在連接電力的一級設備和二級設備時，可以運用具有直接性的數(shù)據(jù)進行關聯(lián)處理，這樣不僅能減少系統(tǒng)緩存的時間，還可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|量。從實際應用角度來看，電子電工技術可以利用載體集成、組件并聯(lián)、處理器緩存等途徑，并聯(lián)處理系統(tǒng)內(nèi)部的電力組件，以此在有效驅動的同時減少不必要的資源消耗。

4.2 全自動或半自動控制的特點[1]

采用電氣技術對電氣設備進行全自動化或半自動化的控制，一方面具有操作簡單，使用方便，安全可靠等優(yōu)點；二是方便，效率高。比如，有的單位安裝了兩套供電設備，當其中一個供電線路發(fā)生問題或者故障的時候，在0.2～0.3s內(nèi)，配電設備就會自動將供電線路切換到另一路，這樣就在不知不覺中完成了電路的轉換，從而確保了工作的連續(xù)性和安全性，避免了因為突然斷電，數(shù)據(jù)因為沒有來得及存儲而丟失的現(xiàn)象發(fā)生。

4.3 全控化

全控化是指電子電工技術會對電力系統(tǒng)進行全過程或階段式的管控，能進一步提高系統(tǒng)的應用效能。從電力設備的運行功能來看，全控化系統(tǒng)不僅能為技術設備應用提供智能化功能，還可以提高自主調(diào)控和處理時系統(tǒng)運行的效率，保障各項功能的應用質量。同時，電子電工技術的信息傳輸功能可以幫助系統(tǒng)用戶簡化處理電力系統(tǒng)的電路傳輸模塊，保障系統(tǒng)內(nèi)部和多項功能實現(xiàn)精準對接，以此全面管控系統(tǒng)設備的運行狀態(tài)。

5 如何在電力系統(tǒng)中應用電工電子技術

5.1 電工電子技術在輸電環(huán)節(jié)的應用

電氣電氣技術在輸電線路上的運用，能夠使輸電線路達到較高電壓，從而降低了電能的自然損失。采用最先進的電子裝置，能夠將從發(fā)電機輸出的中高壓交流電轉變?yōu)楦邏航涣麟娀蚋邏褐绷麟?，通過最先進的電子裝置，將高壓直流或交流電輸送到下游，能夠減少下游客戶所用的變壓器的數(shù)目，提高下游客戶用電的靈活性，從而降低客戶的電力成本，提高客戶的資金周轉速度，并為其他的社會公司樹立榜樣。與機械控制技術相結合，實現(xiàn)了靈活的交流輸電功率，使電能的損耗降到最低，使電流的傳輸更安全、更穩(wěn)定。由于傳統(tǒng)的機械電器開關在工作中存在損耗，利用電工電子技術的晶體管效應，可以對靜止無功補償器進行補償，從而降低了輸電成本，確保了電力系統(tǒng)的安全性。利用電工電子技術，可以對電器進行精準、智能的控制，降低了功率的損失，使得電力輸送更加簡便、高效。

5.2 配電環(huán)節(jié)的應用

電力系統(tǒng)的安全、可靠運行與配電環(huán)節(jié)的運行質量有直接的關系，需要該環(huán)節(jié)更加精確和細致，才能保證電能的利用率。充分利用電氣與電氣技術和網(wǎng)絡技術，確保了配電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運行[2]。對已有的資源進行了科學的計劃和管理，以保證配電網(wǎng)的平穩(wěn)運行。通常情況下，工頻變電器會被用在配電裝置中，但是，它的使用，有可能會對環(huán)境造成一定的污染，而且，它的體積比較大，給使用帶來了很多的不便。所以，在配電網(wǎng)中，可以采用電子電氣變壓器，從而保證電能轉換的可靠性，從而保證電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運行。并通過網(wǎng)絡技術的運用，保證了整個配電系統(tǒng)的服務質量。為對用戶的用電信息進行有效采集，可以使用高低壓電力用戶用電信息采集系統(tǒng)，并通過使用RS485總線通信技術，來實現(xiàn)對用戶用電信息的高效采集。首先，它是一個簡單的插入和使用。電力網(wǎng)絡技術能夠將多個終端和配網(wǎng)連接起來，通過電力系統(tǒng)的電力接口，實現(xiàn)電力的迅速轉化和與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)。其次是能源分配。利用能源交換機，使能源能夠向兩個方向流動，并與低電壓區(qū)域電網(wǎng)連接。在中壓配電系統(tǒng)中，通過電源交換機為低壓直流母線供電，從而達到高效地傳輸數(shù)據(jù)的目的。最后，是一個標準的OS。本系統(tǒng)采用了網(wǎng)絡化的方式，為能源路由器和電源接口提供了保證，并與地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心建立了互聯(lián)互通，能夠對電力用戶的用電量進行了有效的分析。

5.3 電力設備的通信

在電力系統(tǒng)中，不同的電力設備之間有著非常緊密的聯(lián)系，他們可以通過各種各樣的安排，將有效的信息傳遞給對方，從而為電力系統(tǒng)的性能提供保障，確保電力輸配等環(huán)節(jié)的效率，進而促進電力系統(tǒng)的功能得到最大程度的發(fā)揮。也就是說，為了確保電網(wǎng)的暢通和穩(wěn)定，有關人員必須先采取多種手段，將所有的電源裝置都密切地連接起來，實現(xiàn)互通有無。在過去，一般都是通過修建變電站等方法來解決，但是，這樣的方法不但十分煩瑣，而且一旦工作人員的一個不小心，就有可能造成電網(wǎng)發(fā)生故障，使電網(wǎng)不能正常運轉，而且代價很大，如果一些電力組織的條件不夠好，就有可能達不到目的。通過網(wǎng)絡技術的運用，可以使這種情況得到很大的改善。目前，以太網(wǎng)（Ethernet）工業(yè)控制系統(tǒng)已被廣泛應用于電網(wǎng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電網(wǎng)中不同位置的電能的高效控制，同時也可以保障遠程設備間的通訊，進而提升電網(wǎng)的穩(wěn)定和運行效率[3]。

5.4 發(fā)電系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)中運用電工電子技術，有助于部門員工在實時了解所有設備運行狀態(tài)的情況下，保障電力設備穩(wěn)定運行。以電力發(fā)電系統(tǒng)為例，主要從以下兩方面入手運用電工電子技術[4]。①靜止勵磁技術。從本質上講，這項技術就是借用晶閘管構建自并勵模式，全面掌控電力系統(tǒng)所有機組的運行狀況，確保機組可以在工作狀態(tài)下充分發(fā)揮自身的應用價值。同時，企業(yè)無須投入過多的成本資源，就可以在基礎上保障系統(tǒng)功能運行的安全性。②變頻調(diào)速技術。在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)下，利用變頻調(diào)速技術處理內(nèi)部基礎問題，能在減少能源消耗的同時提高系統(tǒng)運行效率?，F(xiàn)如今，我國變頻調(diào)速技術在創(chuàng)新優(yōu)化中得到了廣泛運用。特別是對電力系統(tǒng)運行而言，不僅能強化自身的應用功能，還具有節(jié)能環(huán)保的獨特優(yōu)勢。

6 結束語

當今社會，我國的經(jīng)濟正處于一個飛速發(fā)展的“萬物互聯(lián)”時代，在這個信息技術飛速發(fā)展的社會中，沒有電力的有力支撐是不可能的。沒有了電，因特網(wǎng)等一切電器都將失效。我們的人生，將會是手機，電腦將會變成一個擺設；許多運輸方式，如火車，飛機，都將停止運轉；家用電器和生活用水都會被污染。新型電工電子技術的應用讓電力企業(yè)擁有了堅實的發(fā)展支持基礎，在電力企業(yè)系統(tǒng)中應用電工電子技術，對促進機電一體化的發(fā)展、提高電能使用水平、促進電工電子智能的運用發(fā)展都有好處。