基于電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展的思考

陳明哲

（山東科技大學（濟南校區）,山東濟南，250031）

1 基于電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展

電力自動化系統正式投入使用，在電力系統中，電氣工程及其自動化技術主要表現為自動化的發電控制、自動化的電力調度、自動化的安全分析、自動化的電壓控制、自動化的數據采集等多個方面。對于電力企業運營的效率具有明顯的提升作用，讓設備發生故障率與發電成本投入得到明顯降低。

自動化系統可以代替傳統的人力操作，完成多項操作，讓勞動強度得到降低，當前，自動化電力系統的操作界面已經相對靈活，以CC-2000、SD-6000等已經在電力調度自動化建設中得到廣泛應用的電力自動化系統為例，這些系統可以讓差異化的數據采集子系統得到提供，可以讓不同使用要求得到滿足，CC-2000依靠終端服務器系統、VME總線控制機系統，可以在保證適用性的同時具有良好的靈活性，利用開放式設計，融入封裝思想設計理論與事件驅動技術，可以讓性能得到保障。SD-6000系統最大的特點是自動回撥功能與云圖功能，此電力自動化系統相對先進，具有調動投影功能，利用安全穩定的元件模型，融合場站單線圖拘束，可以讓數據處理、響應的速度得到保證，如在我國廣州電力局中，就采用了這種系統進行電網數據采集、遠程控制和能量管理。

在電力工業領域，利用電氣工程及其自動化技術可以讓過去的供電與電力管理方式受到改變，可以讓電力工業的進一步發展得到保障，讓供電質量與效率得到提升。在過去的電力系統中，供電時經常會出現波形突變、電壓波動閃變和電壓偏差等現象，讓電能質量忽高忽低，而電壓偏低、電流偏低等現象會因此產生。在融入電氣工程及其自動化技術后，可以對這些現象予以避免。同時，在過去如果出現電力系統故障事件，在對其進行維修時往往要采用停機維護的方法，在對查找故障點時，免不了投入大量的精力與時間，讓效率無法得到保障。且故障的產生會讓設備運行人員帶來威脅，電力自動化系統在故障產生時可以對故障點進行自動隔離，讓故障點得到及時切除，讓其他節點的平穩運行得到保障，讓故障點擴大現象得到避免。故障信息自動生成，控制中心在接收到故障信息之后，負責運維的工作人員可以依照相關信息對故障點予以確定，讓電力系統的運行更為可靠、安全。

2 基于電氣工程及其自動化技術下電力系統自動化關鍵技術

2.1 動態安全監控系統

為確保電力系統的安全運行可以得到保障，動態安全監控系統的應用具有必要性，在電力系統自動化建設與實現中，該技術具有不可缺少的關鍵地位。一般情況下，監視控制系統、SCADA系統是動態安全監控系統中的重要子系統，自動故障檢測技術是動態安全監控系統的核心技術，它利用對電磁暫態的記錄，可以讓故障錄波得到分析，檢測效果相對較好，結合GPS技術，可以讓數據的傳輸更為同步，讓監控以及后期維護的效率得到保障，讓故障錄播儀中數據冗余問題可以得到有效解決。以我國天津電網為例，在該電網中，就采用了在線動態安全監控系統，結合軟件流程、硬件結構和數據庫系統可以形成系統的整體框架，在Linux集群環境下，系統可以對六大關鍵技術予以滿足，讓在線潮流數據得到處理與簡化，設定外部電網等效模型，對此進行調整，選取、排序預想事故，可以讓整個電力系統在運行投入后取得良好的效果，據統計，在5分30秒內，該系統完成的掃描故障數量約300個。

2.2 柔性交流輸電系統

早在2013年，市場研究公司MarketsandMarkets就做出預測，即中國是全球最具潛力的柔性交流輸電系統市場，在自動化輸電系統中，柔性交流輸電系統占有核心地位，本身對傳感技術、遠程遙感技術、微機處理技術、電力電子技術等技術予以涉及，對于新型節能技術予以涉及，如FACTS技術、串聯補償技術、SVC技術是柔性交流輸電系統的技術核心，自動化處理輸電系統的主要參數，讓控制和調節更為智能化，如FACTS裝置中輸電系統就包含了SVC、SVG、TSC、TCR、UPFC、SSSC以及FCL等裝置，這些裝置可以讓輸電系統性能得到有效保障，同時可以讓供電損耗與供電成本得到有效降低。在具體特性中，它可以大范圍對潮流進行有效控制，可以讓線路輸送能力增大，讓其和導線熱極限接近，如一條500kV線路安全送點極限在1000MW到2000MW之間，線路熱極限為3000MW，那么在應用FACT技術之后，就可以讓其輸送能力提升約50%~100%，而備用發電機組容量也可以從典型18%減少到15%[3]。在FACTS裝置中，靜止無功補償器可以對電力系統振蕩進行有效消除，可以讓系統穩定性得到提升。除此之外，特高壓電網是全球能源互聯網發展的骨干網架，主導為清潔能源的輸送，這是我國環境友好型與能源節約型社會發展的重要舉措，交流輸電的靈活性問題是交流電網控制研究的關鍵，在基于電氣工程及其自動化技術下的電力自動化系統在未來發展中需要緊密依靠柔性交流輸電系統的發展。

2.3 電力系統智能控制技術

將智能控制技術融入到電力能源產品的生產運輸應用技術系統中，可以讓該系統得到更大的支持與保障，在未來發展中，自動化與智能化的同步發展將是重要趨勢，也是未來電力能源產品生產運輸資源控制模塊中最為重要的技術形態。智能控制系統的應用具有十分廣闊的發展潛力，對于傳統控制技術形態面臨的疑難問題與復雜問題，它可以對其予以有效解決，在非確定性非線性電力能源應用技術系統對高級性應用技術系統相關要求予以適應的過程中，其技術性控制效果相對充分而穩定。現階段，在電力系統智能控制技術中，模糊方法已經得到了廣泛應用，其主要是通過模糊輸入量來推導出模糊控制輸出，主要包含三個部分、模糊化、模糊推理以及模糊判決，如在愛爾蘭國家調度中心，就利用模糊方法對調度員負荷預測方法進行描述，其負荷最高為230萬kW，調度員會選擇參考日負荷，然后在負荷曲線關鍵點進行負荷估計，依照曲線連接估計值，編制相應的數據庫供調度員選擇，取得效果相對較好。

3 基于電氣工程及其自動化技術的電力系統自動化發展趨勢

隨著電力自動化研究投入成本的加大，電力工業領域得到了電氣工程及其自動化技術的融入。現階段，我國已經取得了一定成果，在未來發展中，其本身發揮的功能與作用勢必得到提升，在輸配電、變電站、電能表、交互終端、配電網等多個方面，這種電氣工程及其自動化技術都將得到應用。以變電站為例，當前情況，我國部分變電站已經實現了無人看守的目標，如在220kV智能變電站中，結合自動化技術與智能技術已經可以完成自動多層巡視工作，此類智能變電站的分層分布控制網絡可以分為三種類型：環形網絡、星型網和總線型網絡。從技術角度對其進行分析，在其內部主要包含計算機監控與微機保護這兩個部分，依照部分的結構作用可以將其分為三個層次，即間隔層（綜保繼電器、多功能電表、保護控制柜）、通信層（光纜、電纜、通信管理機、交換機）和站控層（電腦、打印機監控屏幕）。

4 結論

基于電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展在我國已經取得了一定成果，動態安全監控系統、柔性交流輸電系統和電力系統智能控制技術是電力系統自動化中的關鍵技術，在未來發展中，通過不斷研究與實踐，可以讓電力系統自動化技術得到更為廣泛的應用，推動我國電力行業的全面發展。

[1]左飛.電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展分析[J].科技展望,2017,24：112.