输配电工程中自动化控制技术的运用分析

黄种川

广东建能电力工程有限公司，广东，广州，511400

0 引言

输配电工程系统比较复杂，为实现电力稳定输配，必须将自动化控制技术良好地融入输配电管理体系中。在输配电工程实际运行过程中，受到内外部不稳定因素的干扰而容易发生各类故障问题，不利于社会电力的稳定供应，为提高输配电工程的运行质量，可依托于自动化控制技术对电气设备进行监测管控，尽可能降低故障发生率。一旦出现故障隐患，则可实现快速响应，降低故障问题给电力供应带来的危害。

1 输配电工程自动化控制概况

输配电工程包括电气设备、车间变电所、高压变电所线路、低压配电线路、总降压变电所等，呈树形管理结构，故对电力系统线路提出较高要求，在实际运行管理期间，需以用户需求为依据做好系统布线，故在输配电工程中形成了复杂的系统线路，在此形势下，合理应用自动化控制技术成为保障输配电工程稳定运行的关键[1]。在自动化控制条件下，可通过监管控制等措施管理输配电工程，以计算机系统及自动化设备为核心控制输配电工程硬件设施及软件系统。根据输配电工程实际情况，可将其划分为多个技术层次，即用户层次、馈线层次、管理层层次、变电站层次，使输配电工程能够按照技术层次有序进行自动化管理。自动化控制技术在输配电工程中实现稳定运行时，可将电力系统运行数据转化为数字信号，数字信号传输至计算机系统，数字信号被计算机系统接收并处理后再次传输，以此实现了运行数据在整个输配电工程中的畅通流转，为实时监测控制奠定了基础。在上述过程中，无需人为干预，在自动化控制技术作用下即可完成，以此极大提高了输配电工程监管效率，并减少了人为失误，继而依靠自动化控制技术完成了输配电工程的各级信息管控。

2 自动化控制技术在输配电工程中的应用优势

2.1 节能智慧化

电力输配电工程系统建设成本相对较高，且在运行期间存在较大能耗，在现代化社会背景下，可借助自动化控制技术优化输配电工程系统运行管理模式，降低线损，实现智慧节能。对于输配电工程而言，降低能耗的关键在于减少输配电期间的能量损失，在自动化控制技术应用下，可对输配电工程运行数据进行监测，及时发现并解决异常数据，为电力供应营造稳定性环境，以此优化用户用电体验。但在输配电过程中，自然因素与人为因素同样可造成电力损失，故为实现电力能源最大化利用，需引入并应用自动化控制技术，尽可能减少电力损耗[2]。

2.2 降低运营成本

依托于自动化控制技术，能够进一步搭建输配电工程智能管理平台，借助该智能管理平台，可将部分人为操作工作转为自动化控制管理，例如远程监测输配电工程运行参数与数据，并对输配电工程内电气设备进行自动控制，继而实现无人值守，减少人力成本。除此之外，在自动化控制技术应用下能够精准获取电力系统数据，以真实数据信息为支撑制定输配电工程供电策略，以此可提高供电科学性，并降低供电期间的能源损耗，以此削减输配电工程的运营成本。

2.3 减少安全隐患

自动化控制技术在输配电工程中的应用可在一定程度上优化电力质量，合理制定供电方案，提高电源质量及稳定性，以此能够有效规避闪边、电源冲击等故障问题，为输配电工程电力设备稳定运行创造良好条件。此外，自动化控制技术可实时监控输配电系统运行状态，一旦电力系统内出现异常数据可被第一时间捕捉，及时发现异常故障并快速响应，进行快速定位并解决故障问题，自动隔离故障线路，将输配电工程故障所带来的安全隐患降至最低。

3 自动化控制技术在输配电工程中的具体应用办法

3.1 规划配电系统

随着现代化社会的进步发展，用电量逐年上升，据国家能源局数据统计，我国2021全社会用电总量为83128亿千瓦时，图1为2016年至2021年用电量统计数据。不难看出，电力用量稳定增加，为满足逐年增长的电力需求，应对输配电工程进行合理规划，尽可能降低电力损耗，提高电力利用率，缓解目前的电力供应难题。

图1 2016年至2021年用电量统计数据

自动化控制技术在输配电工程中的应用可减少电力损耗，实现合理供电，为切实发挥出自动化控制的技术优势，需合理规划输配电工程系统。

（1）更新控制方法。在智慧电网持续推进期间，输配电工程致力于打造无人值守的新型管理控制模式，此时可融入自动化控制技术，以数字信息信号载体，使输配电信息能够在整个系统体系内高效稳定传输，并实现数字信号实时接收，以此提升输配电工程控制效果。相较于传统管理控制模式，该控制办法具有显著优势，在自动化控制技术帮助下能够初步实现无人值守，减少输配电工程运行成本，同时，通过电力系统数据实时传输控制，可为供电决策的制定提供数据支持，以此提高电力资源利用率。

（2）提升管理水准[3]。在自动化控制技术应用下，可将输配电工程各要素进行关联结合，将输配电工程整合，构建既统一又分散的管理结构，以此全面监测输配电工程所有设备，预防故障问题的发生，使输配电工程管理工作更为高效。

（3）简化运行流程。从用户层次、馈线层次、管理层层次、变电站层次进行输配电工程管理，对日渐复杂的电网结构进行简化，在完成层次划分基础上，改进输配电操作流程，依靠自动化控制技术革新管理模式，以此实现电力资源的稳定配置，减少电力损耗。

3.2 增强控制功能

为确保自动化控制技术能够在输配电工程中切实发挥出其优势，需将自动化控制技术切实融入输配电工程的各个方面，尽可能拓展并增强自动化控制技术的功能。

（1）智能控制功能。在实践应用期间，依托于自动化控制技术进行电路调节，并自动控制输配电工程中的供电设备。例如：在自动化控制技术帮助下，可依据用户用电数据，在非用电高峰阶段智能关闭部分电力系统，或将部分电力资源跨区域运输至产业单位，避免出现输配电系统闲置运行的情况。待进入用电高峰阶段后，可在自动化控制技术运行下开启供电系统，用于满足用户用电需求，继而实现灵活化调节输配电系统，提高电力资源利用率。

（2）电气保护功能。运用自动化控制技术对输配电工程设备进行实时监测，分析故障隐患，当有故障发生时，可自动化分析输配电线路电流、电压等参数，完成故障定位后自动化切断故障线路，将电气设备故障危害降至最低。获取电力故障信息的同时，相关信息数据能够直接传输给运维人员，为故障抢修作业提供依据，使故障问题可在最短时间内解决。

（3）可视化监视。在输配电工程运行期间，可根据电气设备状态进行可视化显示，如运用绿灯代表带电设备，运用灯源闪烁现象代表电压不稳等，故障严重时，在自动化控制技术作用下可发出警报声，通过视觉与听觉提醒管理人员及时检查，继而使输配电工程系统运行状态可始终处于可控状态下。

3.3 人工智能技术

在输配电工程自动化控制期间，可融入人工智能技术，对神经传导及人体感官进行模拟，提升电气设备智能化程度，进一步提高自动化控制效果。在输配电工程中，人工智能技术的自动化控制功能主要体现在以下两个方面。

（1）借助智能诊断技术模拟人体神经传导网络，在集成电路及传感器设备帮助下传递设备信息，通过人工智能诊断技术进行故障自动诊断。结合输配电工程实际概况来看，当电气设备发生故障问题后，将会发出振动，并将振动信息转化为电信号，并通过电信号筛选整合分析故障线路所呈现出的不稳定信号，以此为依据进行故障识别定位。

（2）人工智能诊断技术在故障识别定位方面具有显著优势，但无法实现故障切断与自动修复，为弥补该技术不足，可将智能诊断技术与计算机信息技术相结合，将人工智能专家系统接入到计算机网络中，借助逻辑算法、建模系统、数据库等方式，使智能诊断所发现的故障信息转化为可视化模型，根据故障表现从专家系统内检索筛选解决应对措施，并通过自动化控制，自行解决常见故障问题，以此缓解输配电工程故障压力，实现自动化排故。

3.4 远程控制管理

输配电工程的自动化控制管理能够实现电网运行状态的实时监控，第一时间捕捉异常数据及故障表现，并及时隔离故障线路及设备，避免故障恶化，为输配电工程的稳定运行奠定良好基础。城市化进程的持续推进，带动了输配电工程的发展建设，增大了电力系统维护压力，若仍采用人工方式进行管理维护，则会形成较大工作量，且会造成较高成本，故在现阶段建设发展中，如何在实现稳定供电的同时降低成本成为输配电工程关键性问题。在此形势下，可迎合输配电工程自动化控制趋势，应用远程控制手段监控管理输配电工程，以计算机网络为纽带，对异地输配电系统设备进行操作。随着智慧电网的持续建设，远程控制现已逐渐被应用到输配电工程中，通过远程监测避免电力流失等问题，实时把控输配电工程运行状态，继而使输配电工程实现无人值守。为满足日益增长的电力需求，输配电工程建设规模及数量均得以提高，传统化人工监测无法满足高精度监测要求，故在输配电工程自动化控制建设过程中实现远程控制是极有必要的。在远程控制期间，应根据输配电工程实际情况设计信息输送点及网络交换机，做好闸门配置工作，使远程控制技术所采集的输配电工程运行信息数据能够以可视化的形式呈现出来，继而实现输配电工程的远程高效管理[4]。

3.5 多种技术关联

在现代化背景下，各先进技术日渐完善，为进一步提高输配电工程自动化控制效果，应逐渐融入先进技术，通过多种技术关联释放技术红利，使自动化控制技术能够在输配电工程中切实发挥自身优势。

（1）将大数据技术关联至输配电工程自动化控制体系中，根据实际需求设计多种数据库，用于分类存储故障报警、电能质量、远程计量、运行参数等信息，可进一步挖掘应用数据信息，以真实化、精准化信息数据为依据分析供配电工程内的故障隐患，定位管理盲区，分析低效内因，使输配电工程运维工作更为科学有序。

（2）可将BIM关联至输配电工程自动化控制体系中，根据输配电工程系统结构将其转化为立体模型，依托于立体模型可实现直观的线路管道分析管理，消除潜在质量隐患，并为输配电系统的稳定运行奠定良好的基础。

4 结语

综上所述，自动化控制是输配电工程建设发展的必然趋势，应结合实际情况，最大限度地发挥出自动化控制技术在输配电工程中的优势。在自动化控制技术实际应用期间，应合理规划运行系统，逐步增强自动化控制功能，引入人工智能技术，并对输配电工程进行远程管理，对电力系统的运行情况进行实时把控。此外，还可将自动化技术与其他技术进行关联，进一步提高自动化控制效果。