电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用

申 亮

（北京国电电力有限公司上湾热电厂，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

0 引 言

电网的正常运转和人们的日常用电息息相关，可以为人们的日常生活和工作提供可靠的能源。同时，作为城市建设的重要组成部分，电力系统的正常运转有利于加强工程建设，也就是通过不断进行施工来提高电网的稳定性[1]。为了保证电网的稳定和可靠运行，除了要进行相关的维护保养外，还要保证故障发生后的正常运转，以便为后续的抢修争取更多的时间。

1 电气工程自动化技术

首先，从技术发展的角度来看，与国外先进国家比较，我国在电力自动化方面的应用起步较晚，发展较缓慢，但在不断提高。电气自动化技术的应用具有明显的优越性，因此在各个行业中得到了广泛应用，尤其是在工业生产中。而工业用电自动化是未来发展的主要方向，它能促进工业的长期发展，保障工业产品的品质[2]。因此，必须加强电力系统自动化技术的应用。从技术要求的角度来看，电气自动化技术是网络技术、计算机控制技术与电子信息技术相结合，对技术人员的素质要求比较高，除了要进行基本的技术训练外，还应注重技术人员对综合技能的掌握，并为其提供一套完整的技术培训方案，从而提高电力系统的自动化应用价值。

2 电气工程自动化技术在电网运行中的作用

2.1 功率数据的收集

由于社会总用电量较大，给电网的数据收集和生产带来了很大的困难[3]。电力数据采集是电网的重要组成部分，它的采集结果与电网参数调整、电网安全运行以及设备调节效果之间有着密切的关系，通过采用电力工程自动化技术，实现了对电网运行状况自动化、智能化的实时监测，也真正实现了对电力系统维护、信息采集、数字通信和信息统计的实时采集。同时，通过多种智能技术手段可以确保电网的稳定运行，大大提高了资料处理的工作效率和质量。此外，电力工程自动化技术可以实现对电力系统的实时监测，对现场设备设施进行全面的收集和维护。

2.2 维修系统故障

在具体操作中，电力系统受各种因素的作用和制约，导致各种运行频繁失效，不能确保其运行的稳定和安全。过去，电力系统发生故障及相关问题都是由人工来解决，耗时太久，维修和检修工作量太大，在某些情况下还可能会对电力系统的可靠度和安全造成很大的影响。同时，电力工程自动化技术的灵活运用将极大提高故障点的定位准确率，并能极大减少手工检测的工作量，确保了整体检测的准确度和精度，为以后的检修和维修工作提供了方便，此外可以通过上传故障问题进行数据信息分析。

2.3 协调电网生产

电网的运行状态是影响电网安全和稳定的重要因素。在电力系统中应用电子技术可以建立健全的电力调度自动化系统，以达到对电力系统进行科学、合理的调度，并极大地提高了相关设备的运行协调效率。同时，将电气工程自动化技术运用到电网生产中，不仅可以改善电网调度的工作效率和质量，还可以实现对电力系统中所有生产、加工设备的协调，保证各个生产环节的有序进行，直到彻底替代传统的电网协调，从而达到更好的协同效果和便捷性。

2.4 体系架构的变更

目前，智能化已成为我国各行各业的重要发展趋势，电力系统也是如此。如何达到智能发展的目的，正日益受到人们的关注和重视。实现电力系统智能化目标的方法多种多样，特别是能够灵活应用多种现代技术手段。因此，在电力系统中采用了电力工程的自动化技术，它不仅可以改变整个电网的整体结构，而且能够适应由复杂的电网到信息化的需要。与此同时，将电气工程的自动化技术引进到电力系统中，更好地发挥自动化技术在电网中的作用，管理效率得到极大提高，减轻了人力资源的负担，使复杂的系统管理趋于简单化和信息化。

3 电子技术在电力系统中的应用

3.1 自动模拟技术

采用自动模拟技术可以减少电网运行中的复杂度和运行费用。在原有的电网运行中需要进行大量的实验和参数分析，只有当参数和数据符合一定的要求时才能进行电网的正常运转，而采用自动模拟技术可以直接采集和发送到终端的数据，由终端进行审核、分析、处理，得出相应的结论和处理结论，这样既能提高电网的防护能力，又能有效地对电网进行有效维护，减少故障出现的概率和维修费用，提高电网的运行安全。

3.2 AI技术

在电网运行过程中，由于采用了自动模拟技术，可以有效减少故障的发生，但并不意味着完全消除了故障，因此在电力系统的运行中需要运用人工智能（Artificial Intellience，AI）技术来精确地确定故障点[4]。在原有的故障诊断中，不仅需要大量的人力、物力，还会导致维修效率低下，从而使得维修工作的效率下降，同时会产生大量的资源损耗，不过利用人工智能技术可以将整个电网的运行情况反馈到监控中心，由监控中心进行分析、处理，判断出问题所在，并将相关的数据发送到维修人员，让维修人员能够更快地做出合理的判断，使维护工作效率提高，降低维护成本，加速恢复电源，减少断电所带来的间接损失。基于人工智能技术的电力系统故障检修流程如图1所示，对降低电网运营成本有一定的参考价值。

图1 电力系统故障维修流程

3.3 电网控制技术

我国幅员辽阔，电网的分布也比较宽广，不同区域之间的电网也有很大的差别，因此在电网的运行中，电网的控制和管理都有很大的差别，光靠人工进行控制和调度将会造成电网的运行费用大幅上升。为了实现对不同地区电网的合理调度，需要运用网络控制技术提高数据处理速度，同时能提高供电的可靠性[5]。

3.4 柔性交流输电系统

为提高电网的运行效率，必须根据实际情况建立自动化的输电线路，其中柔性交流输电系统（Flexible Alternative Current Transmission System，FACTS）是其中较为普遍的1种，如图2所示。FACTS是将远程遥感、自动监测、远程监测以及集成传感等自动化技术有机结合起来的综合技术，可以对电网的传输过程和运行状况进行实时监控，保证数据的真实性和准确性。在电力系统中，采用FACTS还可以智能地分析电力系统的运行状态，降低输电过程中的损失，从而提高电力系统的传输效率。

图2 FACTS运行流程

FACTS在电网中的运用具有明显的优越性，设备分类如表1所示。通过将远程控制、传感、微机控制、智能电网等技术有机融合在一起，可以对电力进行灵活的传递和调整，并能较好地进行串补和调整，从而使电网的运行得到最优的调整。

3.5 自动继电保护技术

日常工作中，通常采用继电器来实现对电网的自动控制。在发生意外时，采用继电器保护能迅速断电，避免更大的意外。常规继电器在反应时的响应速度较慢，很难在操作中发现故障。一旦出现意外，要想在很短的时间内发现事故的起因和处理是非常困难的。当这些隐患积累到一定程度时，就有可能引发火灾等严重的事故。计算机保护系统是一种有效的继电器保护系统，由主控板、跳闸、信号继电器板、输入/输出端子和显示屏幕等组成，具体如图3所示。首先，它的型号尤其全面，可以满足各类设备中的继电器。其次，它的中央处理器（Central Processing Unit，CPU）使用了最新的芯片，并使用专门的软件进行数据修正，确保了系统的精确度和可靠性，从而提高了系统的反馈效果，提高了继电保护设备的性能。最后，该系统具有较好的抗干扰性，并与电器设备相结合，减轻了设备维修、更换的负担，并可减少维修费用。

图3 微机保护装置硬件组成

4 电力工程自动化技术在电网运行中的应用前景

在我国电网运行过程中，随着电力工程自动化技术的日益普及，它的工作效率得到了很大的提升，其自动化和智能化水平也有很大的提升。目前，国内的电力自动化技术还不够成熟，特别是在实际应用中没有一个明确的参照指标，因此借鉴国外的先进经验，引入国际先进的标准，这对于我国电力行业的长期发展具有十分重要的作用。另外，考虑到以太网技术的发展，特别是电力系统中电气自动化技术的运用，须强调以太网技术的重要性，强调其对系统的分析与分享，使之更好地保障电力系统的安全性与可靠性。

5 结 论

电网运转效率越高，越能推动社会和经济的发展。因此，各有关电力公司应坚持具体问题具体分析的工作方针，加强对电气工程自动化技术的运用，使其在技术上的应用更加广泛，并不断拓展其应用领域，注重技术的深度开发，为今后的电网运行提供有力支撑。