電氣自動化技術在電網建設中的應用

劉坤

【摘 要】隨著近幾年來自動化技術發展的逐步完善，國家各級電網建設對于此技術的應用逐步深入，并切實地借助于電氣的自動化技術的積極作用為電網建設的各個方面進行了有效的優化。國家為了進一步滿足人們生產以及生活對電網建設提出的各種要求，使電網的建設以及應用實現對于嚴峻形勢的有效應對，在當前時期逐步地組織相關研究人員加大了對自動化技術的研討工作，力求以有效技術理論以及實踐，使自動化技術更好的為電網建設服務。

【關鍵詞】電網建設；自動化技術；技術運用

1 自動化技術在電網中的重要性

自動化技術是一門綜合性技術，它和控制論、信息論、電子學、系統工程、計算機技術、液壓氣壓技術、自動控制等都有著十分密切的關系。隨著自動化技術的不斷發展，自動化技術在電網中的應用主要體現在兩個方面，一種是智能化，另一種是信息化。電網的智能化只是電網能夠根據操作人員的指令直接進行操作，減少了人工的手動進行，避免了很多人為操作的失誤造成的事故的發生。電網的信息化是指能夠通過網絡技術將用戶數據信息、用電量分析以及事故監控等等有效的整合出來，最終將嚴謹、縝密的計算結果展示出來。自動化技術在電網建設中的廣泛應用就能夠保障高效率的配電。跟上生產、生活的腳步，能夠保障其安全、有序的進行。由此可以看出自動化技術在電網建設過程中起著非常重要的作用。自動化技術能夠將計算機技術、自動控制技術以及電子信息技術加以整合運用到電網的建設中。電網的運行狀態和電網所處的負荷狀態監測都是需要計算機評估系統進行監測和評估，計算機評估系統能夠全程實時的監控到電網現行的運行狀態，在電網的運行過程中如出現問題能夠通過電子信息技術對所發生進行傳輸，最后通過自動控制技術對各種事故以及下達的命令加以執行。這樣的操作能夠實現電網的智能化，可以很好的保障電網的準確運行。

2 電力系統自動化技術

2.1 電網調度自動化

電網調度自動化主要組成部分，由電網調度控制中心的計算機網絡系統、工作站、服務器、大屏蔽顯示器、打印設備等，其主要是通過電力系統專用廣域網連結的，下級電網調度控制中心、調度范圍內的發電廠、變電站終端設備（如測量控制等裝置）等構成。電網調度自動化的主要功能是：電力生產過程實時數據采集與監控電網運行安全分析、電力系統狀態估計、電力負荷預測、自動發電控制（省級電網以上）、自動經濟調度（省級電網以上）并適應電力市場運營的需求等。

2.2 變電站自動化

變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備；二次設備數字化、網絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監視實現計算機屏幕化；運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現代化的一個重要環節。

2.3 發電廠分散測控系統（DCS）

發電廠分散控制系統（DCS）一般采用分層分布式結構，由過程控制單元（PCU）、運行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數據通訊網絡（以太網）組成。過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O 模件組成。MCU 模件通過冗余的I/O 總線與智能I/O 模件通訊。PCU 直接面向生產過程，接受現場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號，經運算處理后進行運行參數、設備狀態的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執行機構，完成生產過程的監測、控制和聯鎖保護等功能。運行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機接口。運行員工作站接收PCU 發來的信息和向PCU 發出指令，為運行操作人員提供監視和控制機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統組態設置和修改、系統診斷和維護等手段。

3 自動化技術的具體應用

信息管理系統作為計算機技術中應用最為廣泛的技術之一，電力系統自動化技術與計算機技術結合所形成針對整個全局進行智能控制的技術，也就是智能電網技術，是一個最具典型性的技術，涵蓋了配電、輸變電和用戶以及調度、發電的各個環節。其中變電站自動化系統、穩定控制系統等被廣泛應用到計算機技術的系統中，同時一樣的還有諸如調度柔性交流輸電以及自動化系統等。目前這種數字化電網建設，一定程度上可以說是智能電網的雛形，實際上也為我國建設智能電網做著準備工作。智能電網中較為典型的有智能電網的通信技術，同時在建設的過程中需要很多依托計算機的技術，需要具備實時性、雙向性、可靠性的特征，需要先進的現代網絡通信技術的應用，而且該系統也是完全依托計算機技術而存在的，同時具有信息管理系統。

3.1技術具體應用

3.1.1變電運行自動化。電網系統中的變電站是維持系統運行的關鍵環節，以自動化技術輔助開展變電工作，使變電站中常規電磁設備被自動化的微機裝置所替代、電力信號電纜被光纖或計算機電纜所替代，進而保證變電站中各項設備的運行得到自動化的監控、記錄以及管理，避免變電運行中人為操作失誤的出現，可以極大地提升變電運行的工作效率。

3.1.2調動工作自動化。自動化技術應用于電網建設的主要部位，就在于調度工作的自動化，通過為中心調度室配備計算機系統、網絡（廣域網）、服務器、顯示器、工作平臺以及打印設備等，實現中心調度部門對于以下各級電網中工作部門、設備運行、數據采集、運行狀況等方面的自主遠程調控，進而使整個電網的運行實現有效的連通。

3.2技術應用成果

3.2.1智能化一次設備。設計人員利用自動化技術對電力的一次設備進行優化設計，在設計過程中，將二次常規設備的功能直接引入到一次設備中，保證一次設備達到對于自我運行的監控與保護，并且使一、二次設備在進行溝通時，減少對于電力信號以及控制工作的電纜的應用。比如，智能化的開關柜、開關及箱式的變電站等。這種自動化的設備可以充分地應對電網運行中的各種電子部件運行故障的出現，提升電網運行的穩定性。

3.2.2光電式的互感器。設計人員將自動化技術應用到電力運行的互感器設計工作中，使傳統的互感器升級為電子式或光電式的新型產品，可以充分地提升其運行中對于電流與電壓標準的使用，降低互感器運行中的過早飽和、信號諧波等問題的出現。但是，此種互感器的研究當前還存在著信號較小、絕緣保護、電源供給等方面的技術難點，需要進一步地進行研發。

3.2.3繼電保護及測控。建設人員利用自動化技術對繼電保護裝置中的保護器、測控設備等進行優化升級，省略原有設備中的隔離互感器以及電路轉換器、信號處理電路等裝備，可以充分地提升繼電保護裝備對于故障的應對速度。

4 結論

想跟上時代發展的步伐、追趕發達國家的發展腳步，電網的智能化發展已經迫在眉睫。電網的建設是我國社會主義發展、經濟的高速發展、工業生產的進一步提升起著非常大的作用，可以說是電力掌握著國家發展的命脈，由此可見電網的建設在國家的發展中起著非常重要的地位，將各種高新技術運用在電網的建設中已經成為了電網發展的必然趨勢。自動化技術在電網建設過程中的應用是我國電網發展的一大重要突破。

參考文獻：

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（作者單位：國網冀北電力有限公司唐山供電公司）