浅谈我国电力系统自动化技术的应用与发展

张中力 亓梁 曹德参

摘 要：随着我国科学技术迅速的发展，电气自动化技术正逐步趋于成熟，越来越多自动化技术被应用于电气领域。电力是我国最大、最重要的能源产业，其发展关系着整个社会生产及生活。电力系统自动化是一直以来力求的发展方向，本文从电力系统的自动化发展现状出发，探讨了电力系统自动化技术应用前景，最后简要分析了电力系统自动化技术未来的发展趋势，从而对提升电力系统的自动化控制水平有一定指导意义。

关键词：电力系统 自动化技术 应用与发展

随着我国电力系统自动化市场的快速发展， 电力系统自动化技术在人们的生活中越来越重要，电力自动化越来越受到电力企业的重视，并成为未来发展的主要趋势。由于电力系统自动化技术是现阶段电力系统中的关键技术，对我国传统的电力技术而言， 始终存在自动化效率不高等问题， 因而传统的电力系统自动化技术已经不能满足现代电力系统快速发展需求。电力系统自动化新技术作为一种新型的自动化控制技术， 充分运用计算机等多种新科技， 不仅大大提高了电力系统自动化控制的效率， 还可以提高电力系统的整体质量与水平。目前， 我国电力系统中的自动化技术已得到较快发展， 并且具有非常广阔的应用前景。

1.电力系统自动化技术概述

所谓电力自动化，又称为电自动化或电网自动化，包含了电站自动化、馈线自动化、配电通信系统及配电管理自动化。电力自动化技术是目前电力系统最高层次的技术，涉及范围广泛，如无线技术、信息化技术、信息安全技术、直流电源技术等。

电力系统由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成。通常将发电机、变压器、开关、及输电线路等设备称作电力系统的一次设备，为了保证电力一次设备安全、稳定、可靠运行和电力生产以比较经济的方式运行，就需要对一次设备进行在线测控、保护、调度控制等。在电力各个环节中，馈线自动化能够有效排查、诊断线路故障，变电站自动化是最常见的自动化系统，配电管理系统则起到中心作用、确保配电网稳定运行。电力自动化通过计算机技术收集有效信息，来实现电网与电力设备运行的自动化。通过自动化技术，有效提高了电力系统运行精度和运转效率，也实现了电力系统运行过程中的自动监控和保护。此外，电力自动化还大大降低了电力系统的成本，保证了日常工作的方便与快捷。

电力系统自动化技术主要有以下两个特点：

（1）技术涵盖面广泛：由于自动化技术在电力系统中的广泛应用，因而在电力企业实行自动化技术， 不仅要加强对电力系统自动化的硬件设计，还需要加强电力系统自动化的软件设计，使得计算机网络设备能够满足新形势下电力系统自动化技术发展的需要。

（2）对电子技术依赖性强：目前，电力系统自动化技术对现代化电子技术具有很强的依赖性， 尤其是对一个完整的电力系统自动化技术， 无论是信号采集还是自动化系统中的传感器， 都需要采用计算机技术实现对信号的控制。因此，现代化的电力系统自动化技术是建立在电子技术基础上的，对电子技术和网络技术等都具有很强的依赖性。

2.电力系统对自动化技术的要求

2.1 便于维护

目前， 在电力企业应用自动化技术时，重点是解决安全问题。对电力企业来说，应用电力系统自动化技术旨在提高企业的工作效率，仅仅提高工作效率而忽视了自动化技术应用中的安全问题也是不正确的。同时，电力系统自动化技术还应该具有安全可靠和便于维护等性能，保证电力企业自动化产品能够稳定运行。与此同时，自动化技术应用于电力企业时，还应能促进电力企业对自动化设备的检测，这也是新形势下电力系统自动化技术的最大优势。因此，新形势下的电力系统自动化技术不仅能够提高电力企业的工作效率，还能在一定程度上降低电力企业的工作难度。

2.2 信息化要求较高

随着电力企业利用自动化技术的普遍推广，电力系统自动化技术的应用对设备的要求也越来越高，特别是对设备操作人员的技术要求更是严格。虽说先进的信息化技术能够提高电力系统自动化技术应用的水平。但是，电力企业在采用自动化技术中还需要对信息化系统进行不断维护，这些要求对电力企業的工作人员提出了更高的要求。结合电力系统自动化技术的发展，将先进的信息化系统应用在电力企业中，能够极大地推动电力企业朝着信息化、自动化的方向发展。这也说明实现电力企业的电力系统自动化控制是必然选择。

3.电力系统自动化技术的应用现状

在以前自动化技术一直被国外垄断，经过引进才一步一步的研究出属于我国自己的自动化技术。企业当中的电气自动化技术包含了电子技术、微机技术等，其应用领域包括可编辑程序控制器、微电子装置、大型企业控制平台等，结合自动化技术的电气设备极大的促进了我国电力事业的发展，而且对于我国的电气自动化进程迈出了一大步。目前电力系统自动化技术主要应用在以下几个方面：

3.1安全保障和监视

电力系统是24 小时不停运作的，在自动化控制系统运行过程中，电力系统自动化控制技术出现一些故障是很常见的现象，在这期间自然无法单纯依靠人力进行安全监控，这就需要依靠电力系统自动化技术。电力系统的自动化监控主要是如果温度过高、发电功率增强，就说明电力系统出现了问题，监控系统则会发出预警。此外，自动化技术还会对电力数据、电力日常运作等进行安全监控，提高电力系统的安全性。然而，在电力系统自动化应用过程中，电力企业一定要做好维护工作，尤其对自动化系统进行全面的诊断，旨在提前发现电力系统中存在的故障。如变压器是电力设备中非常重要的设备之一，这就需要技术人员及时对其进行检测和维修。因此，为能及时将电力设备的故障诊断出来，将电力设备的故障所带来的损失降到最低，电力系统自动化技术的应用无疑是最好的选择。

3.2数据共享

电力系统自动化技术具有数据共享的能力，其主要体现在两个方面：首先，电力系统自动化技术能够对物理实体进行标准的定义。几何属性的分析对于提高电力系统的安全性和有效性具有重要的意义，电力系统自动化技术能够通过对电力系统所覆盖的所有物理实体的几何属性进行准确的判断和定义，将复杂的电力系统控制对象数据化和简单化；其次，电力系统自动化技术能够对物理实体的物理属性进行标准定义。电力系统涵盖着的物理实体不仅具有几何属性，同时还具有差异性较大的物理属性。判断出物理实体的物理属性指的是对物理实体的各个组成部分、功能和运作规律等进行信息数据分析和信息共享。

3.3数据整合（闭环）

电力系统自动化技术的数据整合主要是通过以下几方面来实行的：第一，电力系统自动化技术能够加强系统的信息化和自动化。也就是说，通过信息技术的支撑，用户能够对用户界面进行有针对性的操作，拓展数据整合的宽度和广度；第二，能够更加完善数据库的信息和数据。电力系统自动化技术建立了数据安全机制和备份机制，更加具有安全性。图1为电力系统自动化数据整合传输过程示意图，根据图示我们可以发现，电网实施自动化的过程实际上就是传感和量测、实时数据分析以及在线决策这三个环节循环闭合运行的过程。

3.4智能电网发电

近年来，随着智能电网的发展， 电力系统自动化技术在智能电网发电中的应用也越来越广泛，主要是由于电力系统自动化技术能够有效地完成对发电系统内部的自动化控制， 进而为实现对智能电网的发电过程进行自动化控制提供了可能性。与此同时，将电力系统自动化技术应用在智能发电过程中，能够有效地降低电力系统中机电设备的损耗费用，有效地提升了电力系统的运行效率。因此，电力系统自动化技术在智能电网发电过程中的应用也显得非常重要，图2即为电力系统自动化技术在“智能电网-配电自动化系统”中应用的实例。

4.电气自动化控制技术的应用前景

现阶段，电力企业正快速的进行技术革新，自动化技术不断结合新的科学技术，以应对未来社会用电量高发展趋势。下面是对电力系统自动化技术未来发展的预测：

十三五”期间，我国电力工业发展面临一系列新形势、新挑战，电力系统智能化，绿色化是其中的重要方面。

第一，现阶段电力企业的电气自动化控制技术的发展正在逐步完善智能化的方向发展，智能化的电力系统可以真正的实现无人化的电力正常输送，而且控制管理也非常的便捷，对于在发电、供电以及终端的信息数据统计也相当的准确快速，而且对于线路等也可以实现全方位的监控，极大的促进了电力企业的发展。

第二，电力系统作为优化资源配置、保障能源供应的重要手段和关键环节，在能源绿色、低碳转型中的作用至关重要。风电、光伏发电大规模并网、核电的安全运行都对电力系统的灵活性和适应性提出了新的要求；分布式电源、电动汽车、储能等多元负荷的快速发展和广泛接入对保障供电以及用户互动提出了新的需求；为应对国际气候政策，实现碳减排目标，发展多领域电能替代和清洁高效用能成为必然的趋势。电力在未来能源体系中的占比将大幅度提升。

第三，在应用领域上通过电脑作为主体控制并以网络作为平台的电气自动化控制技术，已经成为当今最为前沿自动化技术。这种新的自动化技术可以实时的监控电力线路的稳定性、安全性。而且可以对每次出现的信息数据进行记录储存，进行高精度的计算后形成数据表，如果供电网络出现问题会第一时间进行预警提示。而且在电力企业发电站当中电气自动化控制技术是最为重要的技术，对于发电站内部的各个发电机组的监控以及能量的掌控全部要依靠它的控制來完成，还负责对发电机组进行抗干扰的保护工作，充分的保证发电机组的正常发电能力。

结 语

综上所述， 目前我国电力系统自动化技术主要应用在安全保障和监视、数据共享以及数据整合、智能电网发电等方面。未来我国电力系统自动化技术的发展应该朝着智能化、绿色化、前沿化等方面努力。由于智能电网的自动化程度相对较高， 这就需要在智能电网运行过程中时刻保持一个正常的工作状态，才能够保证智能电网所提供的电力质量高和稳定性强。针对这样的情况，需要利用电力系统自动化技术有效排除谐波对电力系统的破坏，防止智能电网的运行受到干扰。截至目前，智能电网在运行过程中已经较广泛地使用了超导无功补偿设置来满足智能电网内部无功补偿的需要。

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