电气自动化技术在电力系统中的应用

甄佳鹏

赤峰宏基建筑（集团）有限公司 内蒙古 赤峰 025550

引言

当前国内电力系统设施运行时间较久，给供配电环节带来了诸多不可控的影响因素，导致国内电力系统的运行效率同市场中的电能需求程度之间存在不匹配的问题。但就实际发展情况来说，由于国内技术水平逐年提升，电力领域的发展也出现了诸多变化，特别是一些先进设施和高新技术的实际应用，成为电力领域突破的关键所在[1]。其中将自动化技术应用在系统的各个环节之中更是成为研究的重点所在，也是未来国内电力系统运行质量和运行效率提升的基础，为电力事业前行创造出有利条件。

1 电气自动化技术在电力系统中应用的重要性

1.1 提高了电力系统自动化水平

电气自动化技术是将电子、信息、网络等技术作为基础，达成自动控制的目标，通过机械设备替代人工操作。也就是说，未来自动化技术的发展将带领电力系统朝着智能化、无人化的趋势前进，并且自动化的实现也将进一步提升电网的运行质量和运行效率。

1.2 提高智能控制水平

电力系统所涉及的环节较多，且设施复杂，应用电气自动化技术后可以利用计算机设备、网络通信等实现不同设备之间的快速交互，进而提升电网运行的自控性能。就实际运行情况来说，根据电能输送指标、荷载能力等参数进行调控系统工况，可以有效提升系统的经济效益。不仅如此，自动化技术也能够推动电网不断突破，朝着智能化目标持续发展。

1.3 提高了电力系统的稳定性

电网运行需要各个模块之间有着良好衔接，同时因为外部环境条件和突发状况的存在，可能会给电网运行带来不可控的影响，造成系统运行波动以及电能供给的不稳定。但随着自动化技术的融入，最大化降低了故障发生频率[2]。一方面，通过自动化技术能够有效实现系统故障的检测预警，确保在最佳时间段进行检查，显著降低经济损失。另外一方面，通过继电保护模块可以实现系统的自主修复，为电力系统运行提供有力保障。通过自动化技术替代人工操作，也消除了人为因素的不确定性，进一步提高系统的稳定度和可靠度。

2 电气自动化技术的应用方向

2.1 仿真技术

仿真技术中综合了计算机技术、信息技术、软件技术、多媒体技术等多项高新技术的优势，是主流发展趋势。对于电力系统的运行来说，利用电气自动化技术进行仿真处理，可以更好的对系统暂稳态进行调控，并且快速获取运行参数，为系统实验提供可靠的数据支撑。

2.2 智能技术

智能技术综合了计算机、传感、定位等技术，同时也是未来研究的主要对象。将智能技术融入电力系统，可以更加方便地进行数据分析，为技术人员快速提供系统运行状态和异常情况报告，针对运行环节中存在的问题精确处理，制定出有效的解决方案，确保系统问题不扩散，不仅减轻技术人员的工作压力，还有效提升工作效率。

2.3 技术集成

技术集成主要是将原有的一些独立技术进行重构和融合，进而获得更加高效的技术。利用技术集成能够满足单一技术无法实现的运行需求，进一步扩展了系统技术的多样性。就电力系统自身来看，配电网属于系统终端，是最为关键的环节[3]。在配电网中增加电气自动化技术，可以推动配电网朝着数据化、智能化、自动化发展，显著降低了运行中维护成本和技术难度，也有效提高数据的采集效率。利用技术集成，对系统中原有技术进行重组分析，可以为系统运行提供更加稳定的功能，进而提高效率和质量。

3 电气自动化技术在电力系统的应用

3.1 电网调度自动化技术

该项技术主要应用在系统的各个层级之中，是对不同模块、不同架构之间的综合调配，可以合理控制不同模块的运行状态，以此实现对系统中不同层级之间网络和模块的集成化，更好的统筹管理系统运行，确保电网系统的稳定性。

3.2 PLC技术

PLC技术自身具有较高的稳定性，同时还有极高的抗干扰能力。利用PLC技术可以将系统内部的电气开关控制精确到千分位，以此降低了系统异常出现频率。不仅如此，PLC还具有异常诊断的功能，不单单可以对系统故障进行快速确定和及时预警，还能自主调整，确保系统运行不发生中断。通过PLC技术能够实现系统不同数据间的综合分析，利用控制指令完成相应操控，进而提高运行质量和运行效率，合理调配电能的输送量和荷载量，进一步控制成本投入，以达到最佳的经济性。

3.2.1 信息集成处理。技术人员根据系统运行数据进行相应的综合分析和处理，并根据环境情况筛选有用信息，并利用相关技术完成对应的状态分析，结合对应程序完成采集计算，生成结果报告和综合评定，最后将综合分析结果发送到指定位置。系统中融入自动化技术后，不仅提升了数据处理效率，还降低了工作的重复强度，确保工作效率满足实际需求。

3.2.2 系统顺序控制。电力系统架构分为不同的子模块和电网层级，同时也包括了诸多的独立系统。通过PLC技术能够按照系统运行顺序精准连接不同模块，实现数据信息的综合分析，为不同模块的稳定运行提供数据保障，进而提高了系统的稳定性和安全性。

3.2.3 系统的模拟闭环控制。电网系统运行时所面对的外部环境较为复杂，同时由于电能传输所覆盖的范围较大，加之电能传输自身的特殊性，会在系统运行过程中生成大量热。而系统中的温度参数、荷载指标以及输送量又会对系统造成影响，所以如何精确控制就成为关键所在。采用自动化技术，能够快速获取系统运行数据，实时进行状态模拟。利用建模对系统运行情况进行综合分析，能够模拟出运行过程中可能发生的异常，并结合建模运行结果对相应参数进行合理调节，以此保障电网系统的运行效率、质量达到实际需要。

4 电气自动化在供配电系统中的应用

4.1 电气自动化的应用特点

从供配电系统的运行来说，采用电气自动化技术主要是为了加强对系统运行的监控和保护。对于国内应用最多的电力自动化系统来说，其最为核心的是计算机装置，能够完成对系统中不同模块和设备间的自控控制，并合理调节电能指标，实时监测系统工况，对存在的异常问题及时检修，同时还能对不同电流参数进行综合分析，一旦发现数据异常或者存在隐患，及时向技术人员发出警报进行快速处理，以保证异常影响不扩大[4]。应用电气自动化技术后可以有效提高电力系统的稳定程度和可靠性能，为用户提供更高质量的电能。一般来说，供配电系统自身可以分为以下3个层级：基础层，通过终端装置完成数据信息获取，并通过计算机设备进行相应的监控保护；中间层，用于终端装置和主控系统的信息交互；管理层，主要用于调整系统处于最佳状态。

4.2 电气自动化的应用功能

4.2.1 控制功能。将电气自动化技术融入电力系统运行之中，可以突破传统人工操作的局限性，真正实现远距离控制，提高技术人员的安全性。同时实现远距离操作后，系统控制所需人员数量和专业能力会显著降低。

4.2.2 保护功能。实际应用电气自动化技术时，还会涉及继电保护系统，其稳定的自控性能可以进一步提高系统运行质量。同时由于继电保护系统的自动化性能，能够在电网出现运行异常后快速确定异常范围，并进行自主调控，防止发生电能供给中断等问题。

4.2.3 监测功能。应用自动化技术将是未来发展的趋势，其中很重要的一项便是监测技术。主要包括对系统的质量监测、参数监测以及状态监测等。

（1）电力质量监测。根据供配电情况确定是否存在其他电力装置的干扰，一旦存在会实时报警，确保能够及时处理。

（2）远程测量监测。远程测量能够显著降低抄表技术人员的工作负担，减轻工作压力，提高抄表效率，同时还能让用户实时查看自身的电力使用情况，确保用户能够更好地进行成本把控。

（3）运行参数监测。参数监测的意义在于可以实时测定系统的常用数据，并对其进行综合分析和数据存储，便于后续的参数对比，进而能够快速确定系统异常原因。如果电网参数波动较大，能快速警报，确保影响控制在最小范围内。

4.3 电气自动化的技术应用

4.3.1 利用自动化技术完善数据网络技术体制。为了使电气自动化技术更好地应用于供配电系统中，需要对电力系统的数据网络做出合理的改善。按照国内颁布的相关规章制度，严格遵守电网安全的相关规定，因为电力系统内电能分配数据网络的规模与服务具备固定特性，所以应当满足电力自动化系统对安全、稳定性的更高标准，而且需要创建专用电网的外在环境。因此，可以采用在电网通道层构建电能分配专用线路的方法，来完成电能供配电系统与另外的网络之间的相互隔离，从而使供配电系统的安全性和稳定性得到更加有效的保障。

4.3.2 利用自动化技术保障数据网络安全。电力调度作为电力系统运行的关键环节，其是否安全直接关系着电网性能。因此，要采用更加高效和合理的技术进行电网调度，并不断完善相关技术，确保技术同实际需求相匹配。

（1）从管理制度分析。根据电网系统不同节点的数据运行情况，确保电力调度信息安全，进而提高系统整体的稳定度。

（2）建立综合化的网络管理体系。加强对技术人员的管理，确保操作过程中的数据安全，防止造成不必要的经济亏损。

（3）加强系统的安全检查。聘请专业技术人员定期对系统的数据信息进行安全测定，保证系统安全可靠。

（4）将生产系统和调度系统综合分离。保证数据传输的单向性，在生产过程和控制系统间建立起可靠的数据保护屏障，为生产调度创造良好环境。

4.4 电气自动化技术应用的需求与调试

利用综合保护系统可以为供配电系统提供有力的安全保障，并通过接口进行数据采集下载；远程控制可以让系统全天处于实时监测下，确保开光状态处于标准状态；在线监测设备能够在部署完成后利用软硬件系统实现相应功能。

4.5 电气自动化技术的应用实践

4.5.1 在集中监控中的实践应用。对于供配电系统来说，使用电气自动化技术更加方便快捷且可以实现远程管理，同时电气自动化的应用较为简单，只需要分析对系统运行产生影响的相关参数，例如说：集中监控系统中的数据分析和交互均是有统一设备完成，而电缆线路的距离又会对集中监控产生一定影响，这就需要在集中监控系统中部署电气自动化技术，以保证监控的稳定性。

4.5.2 在电缆与电缆监控器中的实践应用。采用电气自动化技术还便利了外部电缆的规划部署，进一步提高了系统的经济收益。对于外部电缆设计来说，电源线和电缆最为关键，因此选择监控设施时，要着重分析设备的抗干扰性能和电源型号，从而保证变配电过程的质量和效率。

4.5.3 在变压电站中的实践应用。变电站的电气自动化系统设计中设备选型至关重要，不仅仅需要确定相应的参数指标还要结合实际情况保证系统能够充分发挥作用，并且利用好数据库和网络为系统运行提供良好的数据信息交互。

5 结束语

伴随电力领域的不断发展，电气自动化技术不断完善，应用范围也不断扩增。可以说未来电力系统对自动化技术的依赖程度会不断加深，这就要进一步提高相关设备的智能化水平，以保证系统可以处于最佳状态。