電力系統中電氣自動化技術的研究

蔣躍平

（國網電力科學研究院，江蘇南京210003；南京南瑞集團公司，江蘇南京210003）

電力系統中電氣自動化技術的研究

蔣躍平

（國網電力科學研究院，江蘇南京210003；南京南瑞集團公司，江蘇南京210003）

在信息研究不斷深化的基礎之上，自動化水平越來越高，由此出現了電氣自動化這門新型的學科和技術。電氣自動化技術自產生以來就表現出了強大的社會適應性和實效性，所以在社會生產和生活中的利用范圍在不斷擴大。從目前的應用來看，此技術作為高新技術的重要組成部分，在建筑工程、機械制造等領域實現了應用深化。從具體的研究看，電氣自動化技術的應用價值還在不斷提升，其應用范圍也在不斷擴展，深化其研究，強調其實效性價值意義顯著。在目前的電力系統中，電氣自動化技術也有了較為廣泛的應用。為了推動其應用的進一步發展，就電力系統當中的電氣自動化技術進行了全面性分析。

電力系統；變電站；自動化技術；自動控制

電氣自動化是電氣信息領域的一門新興學科，但由于與人們的日常生活和工業生產密切相關，發展非常迅速，現在也相對比較成熟，已經成為高新技術產業的重要組成部分，廣泛應用于工業、農業、國防等領域，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。從目前的實用研究來看，其觸角伸向各行各業，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究，都有其身影。簡單來講，電氣自動化能夠在系統運行、自動控制、信息處理、經濟管理等領域進行應用，所以，其應用范圍廣泛。在目前的電力系統中，電氣自動化技術的應用已經相當普遍，積極研究其在系統構成當中的位置以及未來發展，對于提升技術的應用價值和系統的實用效果有著突出的意義。

1 電力系統自動化技術

1.1 變電站自動化

在技術不斷發展的過程中，電力自動化操作系統由理論變成了現實。從目前的實際情況來看，變電站已經實現了基本的自動化，而這種自動化對過去煩瑣的人工操作進行了取代，從而有效地節省了人力資本，并大幅度提高了變電站的工作效率，使得變電站的服務范圍和監控能力有了提升。因為監控效果得到了強化，目前的變電站運行安全性得到了大范圍提升。綜合來講，實現變電站的自動化之后，電氣設備的全程監控效果明顯加強，而計算機智能化的裝置控制也實現了提升。計算機智能化裝置在數字化、集成化和網絡化方面有著突出的優勢，所以，利用其優勢實現了變電站整體的現代化、科技化和信息化。

1.2 電網調度自動化

在電力系統當中，電氣自動化技術的應用還體現在電網調度自動化當中。從目前的分析來看，電網調度的自動化主要包括中心計算機網絡系統、服務站、工作站、顯示器和打印機。在具體的應用中，利用系統專用的廣域網可以對電網調度當中的自動化設備進行有效連接。在具體連接中，包括設備有電網調度控制中心、變電站以及發電廠的各類電氣設備等。在整個電力運行的過程中，電力自動化的應用能夠實現對電力數據的及時采集，也可以對電網運行的數據進行具體分析。電力自動化在系統狀態估計和電力荷載的預測分析中有著重要的價值體現，所以，利用電網調度進行發電控制和自動控制對滿足電力市場具體調控要求意義明顯。

1.3 發電廠分散測控系統

在電力系統當中，電氣自動化技術的應用還體現在發電廠分散測控系統當中。在發電廠的控制中，過程控制系統有著重要的價值，而過程控制系統則由可冗余配置的智能軟件和主控模件部分構成。

從具體的系統分析來看，PCU是控制系統的核心構成部件，其能夠在電力的網絡中進行運用，所以，可以利用其進行現場熱電偶、開關量、電氣量以及變送器等信息的接收工作。在數字化利用的過程中，能實現設備運行狀態和運行參數的實時顯示，無論是輸入信息，還是輸出信息都能夠直接進行執行機構的驅動。在電力工程中，電氣自動化技術的運用，能有效建立起發電廠分散測控系統，進而實現整個電力系統監測控制水平的提升。

2 變換器電路從低頻到高頻的發展

電力電子元件在技術不斷發展的基礎上實現了不斷進步，而這種進步促成了變換器電路的更新換代，所以，變換器在不斷換代的同時實現了應用范圍的擴大。從目前的應用來看，PWM變換器在電力上有著廣泛應用，而在具體的應用中，其表現出了3方面的優勢：①有效地提高了功率因數；②避免了高次增波對電網的影響；③有效解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。雖然說PWM應用優勢比較突出，但其應用中的電流和電壓產生的諧波分量造成了電機繞組振動而發生的噪聲。在不斷發展中，變換器電路從低頻在向高頻發展，這種方向是一種主要的發展趨勢。

3 電力系統自動化IT技術的利用

在目前的電力系統應用中，自動化IT技術有著廣泛利用，以下從3個方面進行技術利用的探討。

3.1 電力一次設備智能化

在當前電力系統自動化技術IT利用中，表現最為明顯的是電力一次設備的智能化。從目前的電力工程實踐來看，一次設備的安裝和二次設備的安裝地點在選擇時對距離有一定的要求，一般要求距離在幾十米之上，在達到這樣的要求之后，利用信號加強的電力電纜與大電流實現設備之間的控制。在技術具體利用時，要實現一次設備的智能化，需要進行相應的結構設計。而在結構設計時，需要將二次設備的安裝也考慮在內。只有這樣，二次設備電力信號的鋪設和安裝才能實現有效控制。就目前的IT技術具體利用來看，還存在著電磁干擾的情況，所以，對電子部件的供電電源、電磁兼容等標準的考慮是關鍵。

3.2 電力一次設備在線狀態檢測

在電力系統當中，IT技術利用的另一個方面是電力一次設備的在線狀態檢測。從具體的設備劃分來看，變壓器、壓電機、斷路器以及開關等都屬于電力系統的一次設備。強化對這些設備的運行參數監控，能及時掌握設備的運行情況，而根據其運行概況可以準確判斷出參數的變化趨勢，在此情況下，設備的問題和故障預測會更加準確。目前，我國大力倡導以知識生產力為基礎的發展，在這樣的大環境下，企業與高校積極展開合作，可以實現電力設備技術的飛躍性發展，即在知識推動下，電力設備的發展在向高端化邁進。

3.3 光電式電力互感器

光電式電力互感器是現階段電力系統中自動化IT技術利用的代表。從目前的電力互感器利用來看，其是輸電線路中具有重要的設備，因此，需要利用儀表測量輸電線路上的高電壓和大電流數值。在實際應用中，絕緣難度會隨著電壓等的升高而變得更大，設備的質量和體積也會增大。此時，如果設備的信號動態范圍縮小，則電流互感器會出現飽和的現象，進而導致信號發生畸變，出現互感器信號輸出、計算機計量和保護上的連接缺陷。在最近幾年的發展中，我國在光電式互感器的研究方面有突破，但問題依然存在，所以，進行進一步系統研究的價值巨大。

4 結束語

電力系統在我國的經濟發展中有著重要的作用，積極強化電力系統的建設對于我國的發展價值巨大，所以，強化系統中的技術利用意義重大。電氣自動化技術在電力系統當中價值巨大，加強對其的研究意義重大。

［1］周亞峰.淺談電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢［J］.中小企業管理與科技（下旬刊），2011（06）.

［2］任杰.電氣自動化技術在電力系統中的運用淺談［J］.科技傳播，2012（06）.

［3］常文華.電氣自動化技術的發展趨勢探討［J］.電子世界，2014（12）.

［4］曾海寧.有關電氣自動化控制的探析［J］.科技創新與應用，2015（23）.

〔編輯：張思楠〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.067

2095－6835（2017）14－0067－02