電氣自動化技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要：積極發(fā)展新能源，是我國推動新時代能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高能源發(fā)展質(zhì)量和效率，增強能源安全保障能力和水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[1]。近幾年來，隨著新能源裝機規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要電力系統(tǒng)在體系建設(shè)方使得其在新能源電氣工程當(dāng)中應(yīng)用不斷提升，既促進(jìn)了新能源的大規(guī)模開發(fā)推廣，也推動了我國自主電氣技術(shù)的不斷創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：新能源 能源轉(zhuǎn)型 電氣技術(shù) 開發(fā)推廣

一、我國新能源發(fā)展特點對電力系統(tǒng)影響

我國新能源資源與能源需求呈逆向分布，風(fēng)能資源豐富地區(qū)除東部沿海以外，主要集中在內(nèi)蒙古、新疆和、甘肅以及華北北部地區(qū)，太陽能資源豐富地區(qū)主要集中在西藏、新疆南部以及青海、甘肅和內(nèi)蒙古的西部，而受地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響，我國75 % 以上的能源需求集中在東部和中部地區(qū)，新能源資源與能源需求逆向性分布明顯[2]。我國新能源分布和需求特點客觀上決定了新能源發(fā)電存在消納問題，大規(guī)模發(fā)電送出需要大量長距離輸送通道建設(shè)配套。同時，由于新能源資源分布受時空氣候等方面條件綜合影響，所發(fā)出的電能質(zhì)量就具有不穩(wěn)定、反調(diào)峰、易被干擾等特點。

1.電網(wǎng)運行管理需更精密。新能源發(fā)電的大規(guī)模并網(wǎng)，需要相對平衡的供需平衡，同時，新能源發(fā)電設(shè)備大多處于自然條件比較惡劣地區(qū)，需要實時監(jiān)測涉網(wǎng)發(fā)電設(shè)備運行狀態(tài)，保障設(shè)備可靠性，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供保障。

2.智能化應(yīng)急管理要求更加突出。新能源發(fā)電不穩(wěn)定性使得電網(wǎng)運行環(huán)境日趨復(fù)雜，供需協(xié)調(diào)能力逐年加大，需要電力企業(yè)通過各種手段深入挖掘自身調(diào)控能力，在能源宏觀配置方面進(jìn)一步加大靈活性方式改造、加強儲能、蓄熱、調(diào)頻配置，將電力系統(tǒng)應(yīng)急智能化建設(shè)推上新臺階。

3.生產(chǎn)運行成本需進(jìn)一步降低。隨著新能源裝機大幅增加，為確保供電穩(wěn)定性和電能質(zhì)量，系統(tǒng)需要對火電機組等進(jìn)行深度調(diào)峰，一定程度上影響了火電發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，倒逼傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)從粗放型到集約型過渡。同時，隨著新能源補貼日趨下降，新能源企業(yè)也要面臨“平價上網(wǎng)”階段，需要進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)電效率，降低生產(chǎn)成本，保障效益提升。

二、電氣自動化技術(shù)

1.概念電氣自動化技術(shù)是以計算機技術(shù)、電工技術(shù)、通信技術(shù)、動態(tài)控制技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)，更是一門涵蓋面積廣系統(tǒng)性強的綜合學(xué)科。電氣自動化是以電力發(fā)展為基礎(chǔ)產(chǎn)生的一門技術(shù)。電氣自動化技術(shù)本身具有自我檢測、自我保護(hù)、自動調(diào)節(jié)的功能，這便是電氣自動化系統(tǒng)對變電站、發(fā)電廠等執(zhí)行終端可以良好發(fā)揮作用的優(yōu)勢，也是在新能源電氣工程中應(yīng)用的保障。

2.特點。電氣自動化技術(shù)具有系統(tǒng)化、可監(jiān)控、智能化的特點。它是由信號接收、處理、輸出等系統(tǒng)組成的，其組成具有系統(tǒng)化的特點；監(jiān)控功能可實現(xiàn)對設(shè)備運行狀況和系統(tǒng)運行進(jìn)行實時立體的清晰把握，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控體系；電氣自動化技術(shù)的自動診斷、自動調(diào)節(jié)控制、自我保護(hù)等功能在整個電氣工程中發(fā)揮了重要的作用，這也體現(xiàn)了這一技術(shù)的智能化特點。

3.應(yīng)用優(yōu)勢。電氣自動化技術(shù)相對于其他模擬數(shù)字技術(shù)來說，具有易操作、多樣性的優(yōu)勢，因此使得其在實踐中得以廣泛應(yīng)用。從整體來看電氣自動化技術(shù)有極高的適用性，在操作技術(shù)方面簡單，在操作方式上形式多樣，因此可使技術(shù)人員快速掌握，具有較強的可操作性和應(yīng)用優(yōu)勢。

三、電氣自動化技術(shù)在新能源電氣工程中的應(yīng)用

1.在電網(wǎng)調(diào)度方面的應(yīng)用。電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)在電氣工程中是借助相關(guān)服務(wù)器和自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)的，具有安全穩(wěn)定的特點。運用電氣自動化技術(shù)可以有效維持電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，利用自動監(jiān)控體制代替人工監(jiān)控，實現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度自動化。同時，電氣自動化技術(shù)利用自身的自動化特點，根據(jù)所采集信息在電網(wǎng)發(fā)生故障時及時診斷動作，有效避免了人力維修的低效繁瑣，保障了電網(wǎng)安全運行。

2.在變電站集中監(jiān)控方面的應(yīng)用。新能源電站大多處于偏僻地區(qū)，且自然條件較為惡劣，需要遠(yuǎn)程監(jiān)控來集中顯示運行狀態(tài)參數(shù)，實現(xiàn)對設(shè)備運行過程的全方位把握。早期的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，是單純模擬電路的系統(tǒng)，因其單獨運行無法示警的特性，存在較大隱患不適用于大型系統(tǒng)。電氣自動化技術(shù)不斷發(fā)展，使得總線監(jiān)控系統(tǒng)漸漸開始應(yīng)用于變電站。因其可通過改變電路設(shè)計優(yōu)化方案，從而改變了傳統(tǒng)方式中依賴人力監(jiān)控的模式，能夠在無人條件下進(jìn)行監(jiān)管，實現(xiàn)“少人值守，無人值班”，極大程度上節(jié)約了人力成本。電氣自動化技術(shù)具有安全、全面的監(jiān)控機制，通過計算機網(wǎng)絡(luò)隨時隨地進(jìn)行監(jiān)控，保證了數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確和快速響應(yīng)，為確保電氣正確操作提供信息保障。

3.在發(fā)電設(shè)備中的應(yīng)用。電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)了發(fā)電機組的分系統(tǒng)測控運行，各個系統(tǒng)通過模擬量輸入和數(shù)字量輸入進(jìn)行檢測，通過子系統(tǒng)故障診斷分析來精準(zhǔn)定位設(shè)備異常，同時將總數(shù)據(jù)匯總傳輸?shù)脑O(shè)備主站當(dāng)中。比如一些風(fēng)力發(fā)電機組整機控制通過核心控制系統(tǒng)實現(xiàn)，根據(jù)功能需要依次劃分子控制系統(tǒng)來實現(xiàn)安全控制和日常運行。常規(guī)控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向檢測、葉片變槳變速功率控制、機艙偏航及液壓控制、電量計量通訊等功能；為了實現(xiàn)設(shè)備的應(yīng)急安全管理，防止飛車等異常情況，并通過子系統(tǒng)故障及時停止整個系統(tǒng)的運行，機組一般獨立安裝了自帶的安全監(jiān)測系統(tǒng)。安全系統(tǒng)根據(jù)需要可細(xì)分，通過模塊和監(jiān)測觸點對傳感器監(jiān)測異常信號進(jìn)行反饋，及時觸發(fā)并使得風(fēng)機立即停機。整個安全系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣、互相聯(lián)系，保障了觸發(fā)停機的可靠性。除此之外，發(fā)電設(shè)備可以通過電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)主控模塊與總線模塊的人機通訊，從而可以通過遠(yuǎn)程實時查看運行記錄并進(jìn)行基本操作。

大力開發(fā)新能源是國家的重要戰(zhàn)略方向，電氣自動化技術(shù)有著光明的發(fā)展前景，尤其是在新能源電氣工程中的應(yīng)用取得了較高的成就，極大程度上便利了人們的工作生活。電氣系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了我國新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)能不斷升級改造。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國家能源局印發(fā)2018年能源工作指導(dǎo)意見.

[2] 張偉波，潘宇超，崔志強，張衛(wèi)東.我國新能源發(fā)電發(fā)展思路探析， 1003-2355（2012）04-0026-03.

作者簡介：梁汝南（1991-），男，山西朔州右玉人，運維技術(shù)人員。