電氣自動化技術在電力系統中的運用探究

張春霖（中國能源建設集團西北電力建設甘肅工程有限公司，甘肅蘭州 730070）

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電氣自動化技術在電力系統中的運用探究

張春霖
（中國能源建設集團西北電力建設甘肅工程有限公司，甘肅蘭州 730070）

【摘要】電力行業是我國支柱型產業，對于國民經濟的發展具有重要的意義。近年來，隨著社會經濟的不斷發展，電力行業發展的速度不斷加快。計算機技術和信息技術的出現促進了電氣自動化技術的發展，使得電氣自動化技術的水平不斷提高。將電氣自動化技術應用于電力系統中不僅可以大幅度提高電力系統運行的效率，同時還可以提高電力系統服務的質量，進而促進電力行業的進一步發展。本文將結合電力系統運行的實際情況，分析和研究電氣自動化技術在電力系統中的運用，希望對以后電力行業的發展能有所幫助。

【關鍵詞】電氣自動化技術 電力系統 運用

國民經濟的快速發展帶動了科技的進步，而科技的進步又反作用于國民經濟，提高國民經濟發展的速度。在這樣的背景環境下，我國出現了很多高新技術，這些高新技術被廣泛地應用于各行各業中，促進了行業的發展。電氣自動化技術作為一種新型技術，將其應用于電力系統中可以改變電力系統運行的現狀，大大提高電力系統運行的效率，提高電力企業的經濟效益。由此可見，在電力系統中運用電氣自動化技術是具有一定合理性的。本文將從介紹我國電氣自動化技術發展的現狀入手，介紹電力系統中電氣自動化技術的運用方向，分析電氣自動化技術在電力系統中的具體運用，研究電氣自動化技術的發展趨勢。

1 我國電氣自動化技術發展的現狀

在上世紀80年代就已經出現了電氣自動化技術，但由于當時電氣自動化技術還不成熟，無法將其應用于電力系統中。而且，在當時的情況下電力系統運行的規模比較小，在電力系統運行的過程中更多的是依靠人工操作。在人工操作的情況下，電力系統在運行的過程中也沒有出現太大的問題，因此也就不需要運用電氣自動化技術。后來，隨著我國社會經濟的不斷發展，人們生產生活過程中的用電量不斷增加，人們對電力系統服務質量的要求越來越高。在這種情況下，電力系統建設的規模不斷擴大，所承擔的壓力越來越大。在電力系統規模不斷擴大的過程中，電力系統運行的安全性和可靠性出現了較大的問題，人們開始尋找提高電力系統運行安全性和可靠性的途徑。經過多年的研究發現，將電氣自動化技術運用于電力系統中可以有效解決電力系統運行過程中存在的問題，提高電力系統運行的效率，保證電力系統服務的質量。隨著科技不斷發展，電氣自動化技術越來越成熟，在電力系統中運用的優勢愈加凸顯。進入21世紀以后，隨著計算機技術和信息技術的不斷發展，電氣自動化技術也發生了較大的變化，電氣自動化技術智能化成為一種主流的發展趨勢。目前，我國電力系統建設的規模仍處于不斷擴大之中，運行過程變得越來越復雜。在這種情況下，依靠人工操作是不能保證電力系統的正常運行，必須要實現電力系統自動化運行?，F在，電力系統 “五遙”的目標已經實現，隨著電氣自動化技術的不斷發展，電力系統運行自動化程度會越來越高，這樣就可以有效減輕工作人員的工作量，提高電力系統運行的安全性和可靠性。

2 電力系統中電氣自動化技術的運用方向

2.1 電力系統自動化實現仿真系統方向

將電氣自動化技術應用于仿真系統中可以獲取大量的實驗數據。同時，該種仿真系統還可以同步進行多種電力系統運行狀態的模擬。此外，基于電氣自動化技術的仿真系統還能夠幫助科研人員完成新裝置的測試工作。仿真系統在運行的過程中可以和多種控制裝置兼容，這樣就可以和這些控制裝置形成閉環系統，以便為輸電系統的研究和智能保護控制策略的研究提供良好的實驗條件。電力系統中的數字模擬實時仿真系統是從國外引進的，該種仿真系統可以進行電力系統負荷動態特性監測和仿真建模等方面的研究。同時，還可以利用該種仿真系統建立具有仿真環境的實驗室，以便科研人員進行相關方面的研究。

2.2 電力系統中的人工智能方向

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對電力行業服務質量的要求越來越高，進而也就提高了對電力系統的要求。在這種情況下，傳統的電力系統運行模式已經不能滿足人們的需要，必須要建立更加先進的電力系統。將人工智能技術應用于電力系統中可以實現電力系統智能化運行，進而提高電力系統運行的效率和服務的質量。目前，人工智能化技術在電力系統中的應用主要是為了提高查找電力系統運行故障的準確度和效率。電力系統比較復雜，在運行的過程中難免會出現故障，如果不及時找到故障發生的位置并解決故障將帶來嚴重的后果。但是依靠人工查找故障的難度是比較大的，而且效率也比較低。人工智能化技術在電力系統中的運用可以有效解決這一問題，不僅能提高故障排查的效率，同時還可以提高故障排查的準確度，從而提高電力系統運行的安全性和可靠性。

2.3 電力系統配電網自動化方向

配電網自動化技術是一項比較先進的技術，該種技術采用的是國際上最為先進的標準信息模型，在使用的過程中不僅考慮到了配電網的實際情況，同時還應用了輸電網的理論算法。配電網自動化技術在電力系統中的運用需要通過高級應用軟件實現。配電網自動化技術在應用的過程中需要使用到兩種算法，一種是人工智能灰色神經元算法，該種算法主要是用于負荷預測。另一種是配網遞歸虛擬流算法，該種算法主要是用于計算潮流。這兩種算法的出現使得配電網自動化技術的應用范圍變得更廣。就目前的情況來看，配電網自動化技術具有較為廣闊的應用前景。配電網自動化技術不僅可以應用于信息配電網一體化模型建設方面，還可以用于解決配電網在運行的過程中存在的問題，從而使得提高配電網運行效率。

2.4 電力系統綜合自動化技術與智能保護方向

現階段，我國關于綜合自動化技術的研究處于國際領先水平，關于智能自動化保護技術的研究也已經追趕上了國際水平。我國研發出的分層式綜合自動化裝置具有較強的適應能力，可以在各種類型的電站中使用。將較為先進的綜合自動化技術和智能保護技術應用于電氣自動化保護裝置中，不僅可以提高電力系統運行的安全性，同時還可以提高電力系統運行的智能化水平。

3 電氣自動化技術在電力系統中的運用

隨著電氣自動化技術的不斷發展，電氣自動化技術在電力系統中應用的范圍越來越廣。電氣自動化技術在電力系統中的應用提高了電力系統運行的穩定性和安全性，減輕了工作人員工作的負擔。電氣自動化技術在電力系統中的應用主要包括兩方面，分別為計算機技術在電力系統中的應用和PLC技術在電力系統中的應用。

3.1 計算機技術在電力系統自動化中的應用

計算機技術在電力系統中具有較為廣泛地應用，是實現電力系統自動化的技術保障。隨著計算機技術的不斷發展，計算機技術在電力系統中應用的范圍越來越廣?，F階段，在配電、輸電、發電等環節中均需要使用到計算機技術。下文將具體介紹一下計算機技術在電力系統中的應用。

第一，介紹智能電網技術的應用。計算機技術在各行各業中都具有較為廣泛地應用，信息管理系統是其中一個典型代表。在電力系統中，計算機技術和自動化技術結合在一起，從而形成了可以對電力系統運行過程進行全面監控的智能化控制技術，也被稱之為智能電網技術。智能電網技術在電力系統中應用的概率比較高，無論是在配電環節還是在調度環節都使用了智能電網技術。此外，計算機技術還被應用于電力系統中的各個子系統中。例如在變電站自動化系統中和調度柔性交流輸電系統中都使用到了計算機技術?，F階段，我國已經開始進行數字化電網建設，進行數字化電網建設的目的有兩個，一個是為了提高電網運行的效率，保證電網運行的安全性和穩定性。另一個是為未來的智能化電網建設做準備。智能化電網在建設的過程中不僅需要使用到智能電網技術，同時還需要使用到計算機技術、先進的通信技術等。此外，在智能化電網系統中還應包括信息管理系統，這樣才能保證智能化電網運行的安全性和可靠性；

第二，介紹變電站自動化技術的應用。變電站實現自動化運行是電力系統自動化目標實現的重要保證，是其中比較關鍵的一個環節。變電站自動化運行目標的實現主要是依靠計算機技術，在變電站自動化運行目標實現的過程中使用到了大量的計算機技術。此外，計算機技術在變電站中的應用還實現了二次設備集成化、網絡化的目標，不要再使用電力信號電纜，取而代之的是計算機電纜和光纖。要想實現變電站自動化運行的目標必須要保證記錄統計工作自動化、操縱自動化和監視自動化目標的實現。變電站對于供電企業實現供電目標具有重要的作用，如果沒有變電站和輸配線路的存在則無法實現供電的目標。將計算機技術應用于變電站運行管理中不僅對實現整個電力系統自動化具有重要的意義，同時也可以滿足變電站的使用功能；

第三，介紹電網調度自動化的應用。電力系統自動化包括很多內容，而電網調度自動化則是其中最為重要的一部分內容?，F階段，我國電網調度系統可以分成五種不同的級別，分別為國家電網調度、跨區電網調度、省級電網調度、地區電網調度和縣級電網調度，這些電網調度自動化目標的實現都是依托于計算機技術。為了實現電網調度自動化，需要在電網調度控制中心建立一個計算機網絡系統，通過計算機網絡系統來控制電網的調度工作。電網調度自動化系統包括很多的設備，例如工作站、變電站終端設備、打印設備等。將計算機技術應用于電網調度系統中不僅可以對整個電網的運行情況進行監控，同時還可以獲取電網運行的實時數據，根據獲得的數據對電網運行的負荷情況進行評估。

3.2 PLC技術在電力系統自動化中的應用

PLC是可編程控制器的英文縮寫，PLC技術的實現也是依托于計算機技術。PLC的組成和計算機很相似，其中也有存儲器、處理器、輸入輸出設備等。其中，存儲器不僅可以存儲相應的數據信息，同時還可以執行操作指令。PLC技術在電力系統中具有較為廣泛地應用，PLC技術在電力系統中的應用有效解決了傳統控制系統存在的問題，提高了電力控制系統運行的效率，降低了能耗。

第一，介紹PLC技術的數據處理?？删幊炭刂破鞅旧砭途哂袛祿幚淼墓δ?，利用可編程控制器可以收集數據，并按照一定的算法對數據進行分析和處理。同時，還可以將數據以及數據處理的結果傳輸到其它的設備中。在電力系統中應用PLC技術可以通過對數據處理功能實現控制系統的目的；

第二，介紹PLC技術的閉環過程控制。過程控制的對象只能是具有連續變化特點的數據，例如溫度、壓力等均可以成為過程控制的對象。PLC實現閉環PID控制主要是通過I/O模塊。此外，通過I/O模塊還可以進行數字量和模擬量之間的轉換。在進行閉環PID控制時對PID沒有限制，可以是專用的PID，也可以是PID的子程序；

第三，介紹PLC技術的開關量控制。在電力系統中存在兩種控制形式，一種是順序控制，另一種是開關量控制。現在，很多行業都采用開關量控制方式，而該種控制方式是通過可編程控制器實現的。例如，電機控制、機床電氣控制等均采用的是開關量控制方式。開關量控制方式還可以細分成不同的類型，在工業生產過程中使用頻率最高的開關量控制方式是開關量邏輯控制。采用開關量邏輯控制方式可以擴展控制的輸入、輸出點數；

第四，介紹PLC技術的順序控制。近年來，隨著科技的不斷發展，很多大型的火電廠都開始使用PLC控制系統，代替了傳統的繼電控制器。PLC控制系統在電力行業中的應用不僅可以降低能源消耗，同時還可以提高電力企業的經濟效益。隨著社會的不斷發展，人們對自動控制系統的要求越來越高，PLC控制系統可以滿足生產的要求。

4 電氣自動化技術的發展趨勢

電氣自動化技術在電力系統中應用的范圍越來越廣，在電力系統中的地位愈加凸顯。在這種情況下，必須要重視電氣自動化技術的發展。未來，隨著科技的不斷發展，電氣自動化技術也將呈現出新的發展趨勢。

第一，電氣自動化技術將向著保護、測量、控制一體化的方向發展?，F階段，由于人員配備、專業分工等多方面因素的影響，我國現行的電力自動化系統主要是用于站內數據采集和監控，還是一個相對來說比較獨立的系統，可以提供較為詳細的事故分析數據。未來，隨著相關技術的不斷發展，電力自動化系統將逐漸向保護、測量、控制一體化的方向發展，這樣不僅可以減少整個電力系統中設備的數量，同時還可以精簡系統的運行程序，從而更好地凸顯電力自動化系統的優勢；

第二，電氣自動化技術將逐漸向國際標準靠近，和國際接軌。目前，國際上有IEC61850國際標準，為了和國際接軌，我國在進行電氣系統研究的過程中也逐漸向該國際標準靠攏。在電力系統中應用符合國際標準要求的電氣自動化技術是有一定合理性的，對于促進電力系統的進一步發展具有重要的作用。

5 結語

總之，社會經濟的不斷發展使得人們對電力系統的要求越來越高，使得電力系統承擔的壓力越來越大。電氣自動化技術在電力系統中的應用緩解了電力系統的壓力，提高了電力系統運行的安全性和可靠性，同時也提高了電力系統運行的效率。

參考文獻：

［1］張俊.電力系統中電氣自動化技術的探索［J］.中國新技術新產品，2011，03：196.

［2］蔡蔚.試論電力系統中電氣自動化技術［J］.農家科技，2011，S1：47. ［3］潘建平.電氣自動化技術在電力系統中的應用綜述［J］.企業技術開發，2013，17：131-132.