基于電氣自動化技術的電力系統自動化發展探究

張達

【摘 要】隨著國民經濟的快速增長，電力系統中電氣綜合自動化技術在變電領域已得到了普遍應用和發展，功能技術水平也已漸漸完善。本文介紹了電氣自動化控制系統的監控方式和應用，以及闡述了綜合自動化技術的發展趨勢。

【關鍵詞】電力系統；電氣自動化；監控

電力建設雖然取得了一定的成果，但還是經常存在著供電不足的壓力，而通過電力系統的自動化可以緩解我國的用電壓力，促進電力事業的現代化建設。對電氣自動化技術及電力系統自動化發展進行了深入的探究，希望能夠給我國電力系統自動化的研究發展提供實際的參考價值[1]。

一、電氣自動化技術的基本概述

電氣自動化技術一般具體來說就是針對電氣進行自動化的技術，其中電氣是整個技術的基礎和前提，自動化是實現的目標和途徑。電氣自動化是一種系統的自動控制原理，電氣自動化技術的使用需要以計算機終端設備作為載體，以信息技術為基礎，對整個電力的應用設施實現全面的掌控、處理以及管理等，從而可以最大化的提升電力在應用過程中的效率，節省時間，還可以保障電力使用的安全[2]。

目前，電氣自動化技術在我國很多領域都得到了應用發展，實現了我國電力事業的跨越式發展。電氣自動化技術在電力事業中的應用主要有以下優勢：第一個是能夠全面的把控電力系統，指導配電決策的實施，從而保障電力傳輸的安全性能；第二個就是能夠針對電力的負荷數值進行預測，當電路負荷過大就會出現警告；第三個就是能夠對整個電路系統的故障進行準確定位，提升維修和管理的水平，因此在電力事業中電氣自動化技術的應用對于我國電力事業的建設發展有著十分重要的現實意義。

二、綜合自動化監控系統在電力系統中的應用

（一）集中模式

集中模式也就是傳統的硬接線方式，將強電信號轉變為弱電信號，采用空接點方式和4mA～20m A標準直流信號，通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O模件柜，進入DCS進行組態，實現對電氣設備的監控。

電氣量的采集集中組屏，便于管理，設備運行環境好；硬接線方式成熟，響應速度快。缺點主要有：電纜數量大，電纜安裝工程量大，長距離電纜引進的干擾也可能影響DCS的可靠性；DCS系統按“點”收費，不僅投資大，而且只有重要的電氣量才能進入DCS，系統監測的電氣信息不完整；所有信息量均要集中匯總至DCS系統，風險集中，影響系統可靠性；由于DCS調試一般是最后進行，采用集中模式通常難以滿足倒送廠用電的要求；沒有獨立的電氣監控主站系統，無法完成較復雜的電氣運行管理工作，不能實現電氣的“綜合自動化”。

（二）分層分布式模式

分層分布式模式從邏輯上將ECS劃分為三層，即站級監控層、通信層和間隔層。間隔層由終端保護測控單元組成，利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計，將測控單元和保護單元就地分布安裝在各個開關柜或其他一次設備附近。網絡層由通信管理機、光纖或電纜網絡構成，利用現場總線技術，實現數據匯總、規約轉換、轉送數據和傳控制命令的功能。站級監控層通過通信網絡，對間隔層進行管理和交換信息。間隔層測控終端就地安裝，減少占用面積，各裝置功能獨立，組態靈活，可靠性高。模擬量采用交流采樣，節省二次電纜，降低了成本，抗干擾能力增強，系統采集的數據精度大大提高。系統采集的數據量提高，監控信息完整，能實現在遠方對保護定值的修改及信號復歸，運行維護方便。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊（部件）正常運行。設置獨立的電氣監控主站，便于分步調試和投運，滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統的運行、維護和檢修。

三、綜合自動化技術發展趨勢

（一）保護、控制、測量一體化

鑒于目前的運行體制、人員配備、專業分工，我國的自動化系統主要采用站內監控采集數據而保護相對獨立的模式，以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術合理性、減少設備重復配置、簡化維護工作量以及發展趨勢等方面考慮，將保護與控制、測量結合在一起會更有優勢。因為保護和控制、測量的信息源都是來自現場：保護主要采集一次設備的故障異常狀態信息，通常要求測量范圍較寬，一般按額定值考慮，但測量精度要求較低；而控制和測量主要采集運行狀態信息，要求測量范圍較窄，通常在測量額定值附近波動，對測量精度要求較高。總控（CPU）單元直接接受來自上位機（當地）或遠方的控制輸出命令，經必要的校核后可直接動作至保護回路，省去了遙控輸出、遙控執行等環節，簡化了設備，提高了可靠性。但是這種裝置的運行可靠性必須很高。因此需要設計、制造、運行、管理部門打破專業界限，通力合作，以適應這一變化。

（二）以太網技術的興起

隨著電力系統的發展，綜合自動化系統需要傳輸的數據越來越多，對通訊的實時性要求越來越高，以速度快、傳輸數據量大為特點的以太網滿足了這一要求。以太網最典型的應用形式是Ethernet+TCP/IP。未來的發展應該是在繼承了以太網技術的基礎上，結合工業過程應用，產生新一代以以太網為核心的現場總線技術。目前，對于以太網（Ethernet）、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，且已經積累了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展，這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了良好的基礎。

四、結束語

自動化技術在電力系統中的應用越來越廣泛而深入，這也使電網管理方式產生翻天覆地的變化。新技術、新理論的應用使一些概念不斷被更新和修正，傳統的技術界線逐漸模糊，各種原來看似不相關聯的技術會彼此融合和滲透，這些推動著電力自動化系統的不斷發展和變化。

【參考文獻】

[1] 于洋.電氣自動化技術在電氣工程中的應用研究[J].科技創新與應用，2015（6）：90.

[2] 曹國偉.電力系統自動化發展探析[J].價值工程，2013（36）：41-42.