电网工程建设中电气自动化技术的应用和发展

贵州电网有限责任公司建设分公司 郑世寅

在当前的电网工程建设中，出于对提升工程建设成效及电网运行质量的考量，普遍引入了电气自动化技术，结合其他多种先进技术的搭配使用，实现电网工程建设升级。能够看出，电气自动化技术在现阶段的电网工程建设中能够发挥出较为明显的价值性，显现出了理想的应用与发展前景。

1 我国电网工程建设中常用的电气自动化技术分析

1.1 人工智能技术

人工智能技术作为电气自动化技术被应用于电网工程建设中，能够结合联动中央控制系统实现对电力系统现实运行数据信息的全面采集与整合分析，并在此基础上组织开展对电力系统及其中各个电气设备运行情况的自动化检测，迅速输出参考价值更高的检测报告，并在发现故障与异常时及时发出报警提示。此时，相关工作人员可以参考检测结果，完成对电力系统维修方案的编制，实现对故障与异常问题的迅速、有效处理，避免产生更大的经济损失。

1.2 仿真技术

仿真技术的应用能够模拟出已知的信息与软件，真实化、直观性呈现虚拟信息，促使电力系统对于电气数据信息的处理效果有所提高。在仿真技术的支持下，获取电力系统运行信息的效率有所提升，在传输信息方面所消耗的时间缩减，也可以实现对传输信息数据准确性的有效维护。在此基础上，还能够进一步推动电力系统运行信息管理工作向着规范化、标准化的方向发展，为电力系统操作统一实现提供支持。通过应用仿真技术，可以模拟出电气设备的运行故障，为故障问题解决方案的加速形成提供参考，体现出对电力系统运行效率与质量水平的有效维护。

1.3 监控技术

监控技术主要被应用于对电力系统运行的实时性监控方面，保证可以在电力系统发生故障后，第一时间实现问题识别与报警，提升对电力系统的管控效果，保护电力输出供应的安全性与平稳性[1]。结合电气自动化管控系统中的监控技术模块，相关人员能够全面掌握电力系统及其中各个电气设备运行期间的现实状况，也可以明确耗电情况，以此提升电力管控工作的展开成效。

2 我国电网工程建设中电气自动化技术的具体应用场景分析

2.1 在自动化控制方面的应用

电网工程的实际建设期间，出于对建设安全问题的考量，需要应用电气自动化技术构建起自动控制系统，并将其引入电网工程中，推动防控与保护工作持续向着自动化的方向发展，体现出对电网工程工作安全性的有效维护。在构建自动控制系统期间，可以在电网工程的相关电气设备与装置中加设GPS 系统，结合传感技术的应用，在系统内完成对电网工程各类信息数据的录入，在数据库内分类保管；采集电网工程建筑与运营信息，对比分析设定的标准数据，保证可以在第一时间发现异常问题并展开处理。能够看出，通过在电网工程建设中应用电气自动化技术，能够使工程的自动化控制效率有所提高。

2.2 在电网调度方面的应用

在实际的电网调度实践中，需要完成多种控制参数的计算，并结合所确定的参数落实对电网调度方案的设定与实施。例如，要计算电网调度控制的电压敏感负荷调节范围，此时就要求搭建起电压敏感负荷调节范围计算的变量集合，即有：

在实际计算期间，需要完成的计算量较大，且有着较高的复杂性。为避免产生较大的计算误差，并尽可能缩减计算时间，可以应用电气自动化技术搭建起电网自动化调度系统，由系统自主完成计算，结合计算结果完成对电网的合理调度与控制，以此实现对电网调度效率与质量的同步提升。同时，结合电气自动化技术与云计算等先进技术的综合应用，能够推动电网调度的自动化、智能化发展。例如，可以搭建并使用电网调度云超算平台，如图1所示。完成电网调度，推动电力企业在电力调度领域加速数字化转型。电网调度云超算平台使用了飞天云操作系统和神龙超级计算集群，每秒可进行825万亿次浮点运算，节点性能较普通云服务器提升5倍。同时这些算力以云服务的形式提供，普通应用不需要任何改造即可获取。电网调度云超算平台可支持精细化数值天气预报、电力现货市场和新能源功率预测等多种大型计算场景，可提高大电网的认知水平和运行管控能力[2]。在台风季来临前期，可以基于该平台搭建的精细化数值天气预报系统台风功能，提前7天预测台风动向，6h 短临天气预报最快每30min 就可输出一次计算结果。结合当前的使用情况来看，电网调度云超算平台可以将电网总调的全网负荷预测准确率提升到97.63%左右。

图1 电网调度云超算平台结构图

2.3 在发电厂分散测控系统方面的应用

发电厂在电力生产与运输期间占据着核心位置，其建设质量受到分散测控系统运行稳定性的影响。对于分散测控系统而言，其可以细化为现场层、控制层、网络层、监控层，监控层与网络层相连接、现场层与控制层相连接，实现数据交换与共享。通过在发电厂中建设并应用分散测控系统，可以实时监测到现场的生产运行情况，体现出对发电厂作业安全性的有效维护，促使相关工作人员能够在更加安全的环境中展开各项工作。

2.4 在变电站方面的应用

通过在变电站这一电力运输核心环节中引入电气自动化技术，能够实现对整个变电站运行情况的实时性、全面性监控，完成对电力设施设备的自动化监管。 结合对电气自动化技术的合理利用，可以实现对传统监控工作问题的有效弥补，对监控流程进行简化，促使工程管控工作的效率得以提高。当发生电气设备运行故障后，在电气自动化技术的支持下，可以迅速做出反应并完成故障的分析与处理，推动电网工程建设高效、高质量、高安全性展开。

同时，依托在变电站运维工作中综合应用电气自动化技术及大数据技术、云计算等先进技术，能够完成变电站运维云平台的构建，如图2所示。以此实现变电站运维工作的转型升级，为智慧电网的建设提供有力支持，进一步提升电网工程建设质量。对于变电站运维云平台而言，其主要利用互联网和大数据技术为电力运维企业提供线上运维服务平台，实时集中监测所有变电站用电情况、统一调度运维巡检安排，线上线下联动；将广泛分布的变电站集中统一管理，提高运维效率、提高故障响应速度；为电力企业提供电能集抄服务，即时掌握用户用电量情况，避免偏差考核；响应泛在电力物联网的政策，增加客户黏性，为后期的增值服务开展做准备。

图2 变电站运维云平台结构图

变电站运维云平台的主要配置包括工业通讯网关、无线智能仪表、智能仪表、工业开关电源、IO 模块、5G 路由器、摄像机、温湿度、水浸探测器、烟感探测器、门磁开关等，可以实现的主要功能包含：电力监测，实时监测变电站用电情况，查询该配电回路的各类详细用电参数；环境监测，实时监测变电站的运行环境；故障报警，实现遥信变位报警、遥测越限报警、运行报警；能效分析，统计并对比各类用电数据、统计各配电回路的用电量及用电金额、统计各个回路的最大需量及发生值等；设备管理，配置多种设备信息，结合报表确定当前需要保养或更换的设备[3]；巡检消缺，编制并发放巡检计划，监测巡检任务完成情况，记录缺陷并生成消缺任务；用户报告，自动汇总变电站一个月的运行数据，自动生成运行报告。

3 中国电网工程建设中电气自动化技术的发展方向探究

3.1 向着产业化方向发展

为确保电网工程能够长时间稳定运行，就需要电力企业切实把握市场发展的实际情况，持续拓展电力市场，对电力产业结构落实持续性完善调整，更新自身体质，加深对电气自动化技术的应用程度，助推电网工程产业化发展。在此过程中，电力企业势必会遇到一系列问题，包括技术开发周期相对较长等。此时，如果电力企业能够对一些技术含量相对较低的项目实施外包处理，就能够实现对上述问题的适当缓解，结合物资、人力资源等多种资源在大型项目开发工作中的充分投入，可以推动技术自主开发水平的进一步提升。

3.2 向着智能化方向发展

电气自动化技术在电网工程建设中的应用使电气设备的自动化控制逐步成为现实，当前，结合对虚拟仿真技术、高压直流输电技术、柔性交流电输送电技术等先进技术的综合应用，能够加速推动电网工程建设的智能化发展，最终实现智慧电网的构建[4]。可以说，智能化是当前电网工程建设中电气自动化技术应用与发展的主流趋势。在这样的大背景下，可以应用智能系统完成对电力系统内所有电气设备的动态性监管，并在一些重要板块搭建仿真模块，实现对海量、复杂、多变信息量的高效、合理处理，更好维护电网工程建设与运行的安全性与效率性。

3.3 向着统一化方向发展

依托电气自动化技术在电网工程建设中的应用，无论是电力生产工作，还是电力调配与传输，其效率与质量水平均实现了显著性提升。在这样的大背景下，电力企业的统一化管理也逐步成为现实，而这也是当前电网工程建设的主流发展趋势。在统一化管理的支持下，通用化电力系统的搭建成为可能，确保电力企业可以切实参考用电用户的现实需要展开各项管理工作，体现出对电力设施设备安全、稳定运行的有效保护，提升电气设备运维工作的展开及时性和实效性。

综上所述，人工智能技术、仿真技术、监控技术等先进技术为当前电网工程建设中较为常用的电气自动化技术，结合大数据、云计算等信息化技术的应用，能够促使电气自动化技术的应用优势在自动化控制、电网调度、变电站运维管理等多场景中得到最大限度地发挥，提升电网工程建设质量与效率，提高电力系统的运行安全稳定性，推动智慧电网的建设逐步成为现实。