淺談電力工程中的電力自動化技術應用

摘要：隨著國民經濟的發展，國內對電能資源的需求日益增長，電力系統隨之趨于多功能化和復雜化，從而影響了其安全性和穩定性，而電力自動化的出現為實現電力系統的自動化管理和全天候監控提供了技術保障。本文對電力自動化技術在電力工程中的重要應用進行了介紹，同時對電力自動化技術的應用發展方向進行了分析。

關鍵詞：電力工程 電力自動化技術 應用

電能作為一種具有易控制、輸送便利、轉換速度快、環境污染小等諸多優點的能源，在上個世紀八十年代成功取代蒸汽動力，成為社會經濟發展的能源基礎。與此同時，為適應現代化生產的節奏，具有對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理的電力自動化技術應運而生。電力系統是一個地域分布廣泛、網絡結構復雜的綜合性系統，主要由變電站、發電廠、輸配電系統網絡以及終端用戶群組成，實行統一調度和運行，電力自動化技術的出現，很好的解決了電能在輸送過程中的各種問題，極大的推動了電力工程的發展。

1 目前電力自動化的主要技術應用領域

電力自動化系統應用領域廣泛，從上個世紀五十年代開始發展到今天，電力自動化系統從開始局限于單項自動裝置，到廣泛采用遠動通信技術裝設模擬式調頻裝置和經濟功率分配裝置，再到后來以計算機為主體的電網實時監控系統的出現，電力自動化系統逐步邁入現代化發展的軌道。電力自動化技術主要包括電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息自動傳輸系統、電力系統反事故自動裝置、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等方面，以下針對其中主要的幾個方面作簡要的介紹。

1.1 電網調度自動化 現代電網調度是基于計算機為核心的控制系統，實現信息的采集、安全性檢測、屏幕顯示、運行工況計算分析和實時控制的功能。其基本結構按照功能可分為信息采集和命令執行子系統、信息收集處理和控制子系統、信息傳輸子系統以及人機聯系子系統。電網調度在電力工程中主要應用在變電站自動化、配電網管理系統以及能量管理系統中。該技術的發展使得管理人員可以隨時掌握全網的信息，便于對系統進行實時的維護和管理，應對突發情況采取及時有效的措施，從而保證電網系統穩定和安全。

1.2 供電系統自動化 供電系統自動化主要包括地區調度實時監控、變電站自動化和負荷控制三個方面。地區調度的實時監控系統通常由小型計算機組成。變電站自動化主要由計算機和通信技術實現，通過對信息的集中處理和應用，對電力系統進行優化組合，從而可以更好的對電力系統進行實時監控和維護。負荷控制通常采用工頻或者聲頻控制方式來進行，根據負荷記錄描繪出負荷曲線，以實現對電能使用情況進行控制的目的。

1.3 水、火力發電廠自動化 水力發電廠實施自動化的項目主要包括水庫調度、大壩監護和電站運行三個方面。通過水庫水文信息的自動監控系統，自動采集雨量等水文信息，從而為制訂水庫調度計劃、攔洪和蓄洪的方案制定提供了數據支持。在大壩監控方面，通過大壩監控系統對相關數據的采集分析，提供相應的預警和維護服務。電站計算機監控系統對全站設備運行、發電機組的安全檢測等進行監視和控制，保證電站運行的安全和優化。

火力發電廠實施自動化的項目主要包括廠內機、爐、電運行設備的安全檢測、計算機實時控制、有功負荷的經濟分配和自動增減、母線電壓控制和無功功率的自動增減以及穩定監視和控制等。

1.4 電力系統信息自動傳輸系統 電力系統信息自動傳輸系統的功能是實現調度中心和發電廠變電站間的實時信息傳輸。自動傳輸系統由遠動裝置和遠動通道組成。遠動通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導通信等多種形式，遠動裝置按功能分為遙測、遙信、遙控三類。

2 電力工程中電力自動化技術的應用

電力自動化技術利用現代化通信技術、網絡技術、電子技術等將電網用戶數據、在線離線數據、電網結構等信息整合，形成一套完整的自動化控制系統，實現在相關設備正常運轉狀態下的監控、維護和管理。

2.1 現場總線技術 現場總線技術是指在電力工程中將自動化裝置和儀表控制設備進行連接，形成多向多站的信息網絡，并且將數字通信、智能控制以及計算機設備等集成一體化的綜合性技術。目前典型的現場總線有CAN、LONWORKS、HART、PROFIBUS等。這種技術通過相關設備和傳感器，將電流、電阻等信息參數傳遞到主機上，工作人員根據數學模型對數據進行分析整理，并最終將指令發送到控制設備上。近年來通過對35KV級變電站等一系列的自動化改造表明，現場總線技術在節省硬件數量與投資、安裝、維護等方面表現突出，同時給予用戶高度的系統集成主動權，讓用戶自主選擇設備品牌，市場潛力巨大。

2.2 電力自動化補償技術 傳統的低壓無功補償技術采集單一信號和三相電容器，三相互補。采用這種補償方式對于主要用電為單相負荷的用戶，會出現三相負荷不平衡的情況，導致在一定程度上出現過補或者欠補，而且該補償技術沒有考慮到電壓的平衡關系，且一般不具備配電檢測的功能。

智能無功補償技術通過固定補償與動態補償相結合、三相共補與分相補償相結合、穩態補償與快速補償相結合的方式，彌補了傳統技術單純固定補償的缺陷，能夠較好的適應負載變化。并且采用先進的投切開關、科學的電壓限制條件等技術模式，實現電容器投切的智能控制，提高補償精度，同時具備缺相保護功能。

2.3 主動對象數據庫技術 主動對象數據庫技術的出現，對軟件工程帶來了巨大的變革，對軟件的開發、封裝、設計方向等亦產生了深刻的影響。在現代電力工程中，主動對象數據庫技術被廣泛應用于電力系統的自動化監控方面，與傳統的技術相比，該技術在對象技術和主動功能的支持方面占據著絕對的優勢。由于對象技術和觸發機制的引入，數據庫自動監控得以實現，同時處理后的數據準確率高，利用價值高、能夠為相關的操作提供可靠的數據參考。隨著數據庫技術的發展，以及對監控系統中觸發子和對象的函數功能的進一步研究，有望實現電力系統自動監視與控制的更加復雜的功能。通過在國際上借鑒先進技術和國內專家研發完善，主動對象數據庫技術得以不斷發展和提高，極大地滿足了工業生產和生活的需要。

3 電力自動化技術的發展趨勢

隨著人們生活水平的提高，用戶對供電系統的可靠性和穩定性要求越來越高，由于電力企業的各部門職能不統一，各系統之間沒有實現信息共享，導致在供電過程中不可避免的出現紕漏。因此，在今后電力自動化的發展中，必須整合電力系統各部門的資源，逐漸改善這一現狀。將原本分散、具有單一功能的電力自動化系統轉化為信息共享的系統，將數據采集與配電系統、監控系統、管理系統、地理系統、高級應用軟件包、通信系統集成和饋線自動化整合為一個體系完善、平臺開放、信息共享、高效便利的信息系統。

近年來，在社會發展和現代科學技術的推動下，電力自動化技術得到突飛猛進的發展。隨著電力工程的發展，電力自動化程度將會越來越高，新一代的電力自動化技術，即智能電力自動化技術應運而生。它在第二階段的配電自動化系統的基礎上增加了智能配電功能，更科學地管理復雜的電路網絡。智能配電系統不僅能夠在故障時發揮作用，而且在配電網正常運行時，也能為供電企業提高經濟效益和社會效益。

4 結語

從目前電力工程的發展趨勢可以看出，電力自動化的發展必將推動電力工程發展，通過工業生產和生活廣泛對電力自動化技術的應用，未來的電力自動化技術將朝著提高供電設備的利用率、提高供電穩定性和安全性、降低運營成本、改善供電質量的方向不斷努力推進，這一技術對推動電力事業的發展具有重要意義。

參考文獻：

[1]周洪斌.電力工程建設與管理[J].價值工程.2012（10）.

[2]全成浩.電網建設工程中的造價控制與管理[J].價值工程.2012（03）.

[3]程鵬.電網中變電運行技術的研究與分析[J].中小企業管理與科技（上旬刊）.2012（03）.

作者簡介：

臧悅姌，女，（1984-），天津人，助理工程師，研究方向：電力工程及其自動化。