自动化运行技术在输配电及用电工程中的应用

国网济南供电公司 徐 刚

自动化运行技术具有显著的复合型特征，所以该技术在较多行业、领域中得到广泛应用，对于推动我国社会经济发展有着显著作用[1]。电力行业同样可以引入自动化运行技术，对供电效率和质量进行优化，同时改善以往人工管理不科学、操作不规范等问题，提高电力系统运行的安全性。但由于该技术在电力领域的应用时间较短，仍存在一些问题，因此需要更多时间来完善，促使自动化运行技术逐渐成熟。另外，加强各类影响因素的控制，降低对电力系统的负面影响，为电力行业发展创造良好条件[2]。

1 自动化运行技术发展概述

在现代社会发展过程中，自动化技术已并不陌生，甚至成为个别领域的动力来源，自动化运行技术主要由通信技术、计算机技术为基础，并且具有显著的智能化特点，充分解决现代化生产流程复杂的问题，简化生产步骤减轻工作量。目前，一些行业、领域都应用了自动化运行技术，这也加快了我国工业发展速度，包括人们日常生活也得到了极大便利，自动化技术得到广泛认可[3]。总体来说，自动化运行技术已经成为各行各业必然的发展趋势，并且具有显著的潜力，只要能够深入挖掘必然可以获得更大的发展空间。

2 自动化运行技术在输配电及用电工程中的应用优势与原则

2.1 自动化运行技术优势

自动化运行技术对于我国电力行业发展有着显著影响，运行优势主要体现在多个方面，如融合自动化运行技术后，电力系统将会得到全面升级，促使用电工程愈发安全。通过引进计算机技术，实现了电力系统设备自动化巡检，在减少人力资源投入的条件下，仍然能够提高设备巡检效率，从而减少电力系统故障问题，促使电力供应质量得到增强。除此之外，借助自动化运行技术，可以随时获取电力系统数据信息，通过分析整理即可判断是否存在故障问题，以确保电力系统的安全稳定。同时，自动化技术节约了人力资源投入，这也是降低运行成本的有效措施，能够实现电力工程最大化经济效益。

2.2 自动化运行技术应用原则

在应用自动化运行技术时，要确保与电力系统设备型号匹配，这样才能发挥出自动化技术的作用与价值，因此要根据电力企业自身发展需求，选择相应的自动化技术与设备，在引进前必须全面考虑，包括设备的运行操作、维护、功能以及价格预算，等等。另外，自动化运行技术正在不断发展、创新，使用过程中要保证技术的先进性，从而大幅度提高电力系统自动化运行效果。同时，要重视自动化运行技术应用安全，严格按照规范进行操作，通过强化安全意识避免造成安全事故，严格遵循自动化运行技术安全原则，为参与电力系统运行的工作人员提供更多安全保障。

3 自动化运行技术在输配电及用电工程中的应用分析

3.1 自动化运行技术在智能变电站的应用

3.1.1 组态软件的设计

对于自动化运行技术来说主要依靠计算机网络实现，充分融入的电路、电器的运行中，通过全程控制达到有效管理，维护智能变电站的基本运行。除此之外，自动化运行技术的应用实现了组态软件监控界面的设计，同时配置了PLC等设备。在设计过程中构建监控数据库，同时将数据库与PLC连接，就能设计出操作按钮等重要图形，并且保证图形与数据之间形成匹配、优化连接，在智能变电站运行过程中发现异常，即可以声、光等形式的报警给予提示，同时要设计操作说明书，提高使用过程中的便捷性。

3.1.2 图像监视与安全预警系统的设计

安全是智能变电站运行中的主要任务，可以借助自动化运行技术加强防范，优化图像监视与安全预警系统，以此来提高智能变电站的安全可靠性。一般情况下会在智能变电站的外围区域安装红外探测装置或电子栅栏，大门位置与进出口安装摄像头，内部同样需要安装监控，尤其是比较重要的防范位置。同时，应加强智能变电站的防火防盗系统，通过结合自动化运行技术，确保能够自行监控，并及时传递信息，发送到智能变电站的调度是预警系统，在出现意外情况时及时处理。

3.1.3 电子式互感器设计

智能变电站中的电子互感器主要由传感器模块、合并器两个部分组成，传感器模块的作用为划分高压电输电装置，首先获取运行过程中产生的数据信号，其次在输送前进行调频，确保信号能够顺利传达。目前，电子互感器以有源、无源进行区分，这两种设备在使用上有不同的优点，如有源式互感器的应用，提高了系统电流与电子检测，无源式互感器则增强了光传输检查过程中的精准性，确保获取动态话监控数据信息。电子互感器在运行时，可以加强智能变电站的安全性，通过高压信号检测、感应与分类，及时发现电流量中的异常现象，如智能变电站电流量过大、迅速上升等，并且电子式互感器能够有效扩大监测范围，通过保护装置进行分流处理，从而避免造成较大的安全事故，提高智能变电站运行安全。

3.1.4 电力系统广域保护

目前，自动化运行技术在电力系统广域保护中广泛应用，这也是维护电力系统运行的关键环节，电力系统广域保护的作用主要体现在后备防护上，能够为智能电网的运行创造有利条件。相比传统的继电保护装置，电力系统广域保护范围更大，并将智能电网作为整体展开实时监控，借助计算机设备获取数据、分析数据，即可详细判断电气量，最终得出警告或跳闸拟定结果。在实际运用中可以看，电力系统广域保护，无论数据采集还是防护效率都有明显提升。目前，广域保护大多分为IED分布式、集中式以及两者结合应用三种不同类型，大多会按照实际需求选择使用，以便能够对应智能变电站的实际工作情况，为智能电网的运行提供充分保护。

3.2 自动化运行技术在电网调度中的应用

在以往的电力系统运行过程中，大多采用人工操作控制模式，而自动化运行技术的推行、应用，主要从20世纪九十年代开始，在该时期融入通信技术、计算机技术，打造就具有智能化特点的自动化操作系统，伴随自动化运行技术的发展，已经逐渐成为电力系统中不可或缺的部分。目前，自动化运行技术在电网调度中得到广泛应用，切实提高了电网运行调度工作水平，尤其是电网调度数据采集、分析以及处理效率得到显著提高。除此之外，通过自动化运行技术，电网运行过程中大多为自动启动操作，自动下达指令开展电网调度工作，因此自动化运行技术能够有效控制各类生产设备，关乎电力系统的良好运行，实现了自动化调度控制的目标。

3.3 主动对象信息数据库技术

在现代社会中信息数据是非常重要的因素，也是现代科技中不可或缺的部分，只有及时获取数据信息，经过分析处理才能提高运行效率。以往我国电力系统在数据处理方面相对较为落后，但随着自动化运行技术研发，数据采集效率大大提高，并且从被动采集转变为主动采集，为电力系统的管理工作提供重要支持。简单来说，主动对象信息数据库技术，其核心是在特定的条件与时间，对数据信息展开自动化处理，包括提高数据分析精准度、远程管理电力工程系统等，若电力系统在运行过程中出现问题，管理人员借助数据库技术收集信息展开分析，即可获取相应的决策方案，对电力系统进行有效维护。

3.4 变电站自动化技术

自动化运行技术对于电力工程有着重大影响，尤其在变电站中的实际运用，结合了现代通信、计算机以及其他电子设备技术，增强了变电站的智能化操作，借助自动化技术即可实现无人值守、一体化倒闸操作等。相比传统人工管理模式，自动化运行技术有利于减少人为操作造成的失误，并且对运行过程展开优化处理，充分保障变电站的安全性。由于变电站本身结构复杂，在运行维护过程中，若采用人工的维护方式，必须保证各个环节精准否则将会造成严重的安全事故，相比之下自动化运行技术实现了无人值守、无人维护，变电站内某个环节出现问题，系统会自动获取信息并分析，同时反馈给维护人员，确保能够第一时间检修，避免故障问题继续扩大。

3.5 继电保护装置自动化技术

当前，无论是社会还是人们生活用电需求量都有较大提高，所以对供电质量有着严格要求，必须保证输配电过程中的安全性，所以我国也在加强研究电气工程技术，而自动化运行技术就是对电力系统运行效率与安全的保障措施，能够为人们提供更好的供电服务。在电力系统中继电保护装置是非常重要的部分，可以将自动化运行技术应用到继电保护装置中，以此来提高继电保护装置的整体性能。以往在电气系统运行过程中只能起到检测作用，通过运用自动化运行技术在检测异常的同时，对故障问题展开警报，同时根据故障的严重性切断异常点，避免异常故障扩大范围。由此可见，自动化运行技术与继电保护装置的融合，能够充分提高电力系统运行安全，同时为工作人员处理故障提供支持，降低故障问题造成的经济损失。

3.6 供电系统自动化监控技术

对于电力系统的运行来说，监控技术是必不可少的环节，现阶段基于自动运行技术研发的监控系统，可以实时对电力系统的运行展开分析，这也为输配电提供了重要帮助。另外，通过自动化运行技术监控系统逐渐朝着无人操作方向发展，通过提前设定相关参数，即可实现无人值守，由监控系统对电力系统展开监督管理，这也是自动化运行技术的显著优势，充分提高了电力系统的监督管理效率。

自动化监控系统主要分为三个部分，一是信号采集系统，在设备机房与线路中安装采集设备，以此来获取音视频信号、温湿度数据、数值报警信息等，为电力系统的调度与管理提供重要依据。二是信息传输系统，主要借助光纤通信技术，将获取的数据信息进行传输，同时配备了转换器、解码器以及交换机，避免数据传输过程中造成丢包等问题。三是控制中心，主要由计算机设备组成，接收信号采集系统获取的数据信息，并将信息以音视频或图表等方式展现在计算机中，管理人员通过观看即可掌握电力系统的运行状况。除此之外，监控系统与安全防护系统形成有效联动，在运行过程中可以探测烟雾、玻璃破碎等现象，并由监控系统发出报警，启动智能消防设备进行安全防护。

4 自动化运行技术在输配电及用电工程中的发展策略

4.1 加大自动化运行技术的推广

目前，自动化运行技术的应用，切实提高了电力系统运行效率与质量，在输配电与用电过程中的效果显著，不过自动化运行技术并没有在全国的范围内进行覆盖，个别地区没有实现电力系统的升级。因此，加大自动化运行技术的推广迫在眉睫，应借助自动化技术对电力系统展开升级改造，尤其是远程通信技术、自动化管理技术，是促进我国电力行业持续性发展的重要举措。另外，应加强输配电自动化系统的建设，将自动化技术与通信技术应用到其中，以此来对电力系统运行展开自动化监测和配电管理。当下，我国积极实施配网改造计划，并且提出了改造标准和要求，积极引入自动化运行技术，不断扩大技术应用范围，最终实现自动化发展目标。

4.2 提高电力管理人员应用能力

虽然自动化运行技术减少了人力资源投入，但是在电力系统运行过程中仍然需要有管理人员对系统进行操控，但是受到我国电力领域对于自动化技术的应用时间并不长，因此相关专业人才资源不足。同时，电力管理人员没能掌握充足的自动化技术，从实践运用就能看出，一些管理人员专业技能不足，无法熟练操作自动化运行系统，因此应加强培养力度，想要推动自动化运行技术的落实，必须依靠大量专业人才作为支撑，相关部门必须开展培训教育工作，注重培养电力专业与自动化技术专业方面的优秀人才。

4.3 健全自动化运行技术应用制度

在自动化运行技术全面应用的条件下，应构建完善的管理制度，如在制度中完善相关管理办法、划分管理节点、明确岗位职责、建立管理目标等，以此来找准着力点提高自动化运行技术的效能。在制度中落实供电定额管理，从而实现供用电单位月调度、年考核、调度督导等措施的落实。虽然自动化运行技术提高了电力系统的智能化水平，但归根结底仍然要通过人力资源操作和控制，那么过程中必然会涉及安全问题，在制度方面可以设置自动化运行技术操作规范、安全管理措施，同时完善奖罚制度，对操作不规范的管理人员展开追究责任等处罚措施，相反供用电管理人员行为良好、工作出色应给予奖励。

4.4 继续引进创新自动化运行技术

虽然自动化运行技术在电力系统中得到广泛应用，但由于发展时间短仍存在诸多问题有待完善，因此自动化运行技术的应用不能安于现状，必须持续引进或自主创新，从而形成技术上的突破。在自主研发方面应加大资金投入，同时借鉴其他国家的经验，根据我国输配电与用电工程现状，打造与之匹配的自动化运行技术。当然，也可以通过引进的形式，对自动化技术进行推广、应用，不断提高我国的供电水平，改善输配电与用电工程中的不足，减少供电过程中的损耗。如山东省相继引用了后台自动化监控系统，采用光纤通信技术与控制系统完成数据监测，同时利用IEC101平衡式规约、IEC104规约，实现输配电与用电工程的管理。

4.5 利用信息技术加强配电管控

自动化运行技术是以计算机信息为基础研发，从而对电力系统进行监控监测、故障分析等，提高了供电系统的管理效率，增强输配电可靠性、减少故障停电时间。未来在自动化运行技术的发展方面，应该继续围绕信息技术进行创新，除了优化供电系统的运行方式外，应加强供电系统安全防范，通过配电管控杜绝大面积停电，完善智能闭锁型接地线管理系统、小电流接地选线系统以及变电站监控系统，全面保障电力系统运行安全。除此之外，重点研究光线测温技术、供电就地补偿SVG技术，从根本上维护电力系统安全，切实提高远距离供电质量。为了减少人力资源投入，应落实用电计量自动化管理，也就是实现自动化计量，通过衡器计量数据集中到控制中心，借助数据采集技术、软件记录，真正实现无人值守自动化计量。

5 结语

当前，我国电力行业发展面临着巨大挑战和压力，无论工业生产还是日常生活中的用电量都在迅速增加，所以供电质量成为电力行业发展的重要考验。为了满足电力能源需求，我国电力行业全面应用了自动化技术，从根本上强化输配电与用电工程安全。自动化运行技术对于电力行业来说是必然的发展趋势，除了满足最基本的电力需求外，还能大幅度提高电力运输效率，减少管理人员的工作量，起到节省成本投入的效果。当然，电力企业也可以获取更多经济效益，根据自身的发展情况引进、创新自动化运行技术，积极推动电力工程智能化发展。