電力系統中電氣自動化技術應用

燕莎莎 趙冰冰

摘要：隨著電力系統的快速發展，電氣自動化技術在變電站領域得到了廣泛的應用和發展，其功能技術水平也得到了日益提高。我國電力自動化系統的應用取得了顯著的效果，對提高電網的安全運行水平發揮了重要作用。本文主要介紹了電氣自動化在電力系統中的應用和發展過程，并對未來的發展前景進行了分析。

關鍵詞：電氣自動化;電力系統;技術發展;技術設計

引言

科技進步促進了我國電力工業的技術創新，尤其是將電氣自動化技術引入到電力系統，大大提高了電力系統的運行、維護和管理水平。它不僅可以降低系統負荷，提高系統運行管理效率，而且可以實現整個電力系統的集約化、綜合化管理。智能化水平的提高促進了我國電力系統的發展，超越更高效、更安全、更可靠的發展方向。

一、自動監控技術在電氣工程中的應用

1.1 遠程性監控技術

在電氣工程中，采用合適的遠程監控，可以改善電氣行業的運行模式，節約電纜成本、消耗品成本、人工成本等生產和使用成本。通過遠程監控，我們還能夠實現對電氣設備的遠程控制，盡可能節省勞動力，并且為提高技術人員的工作效率提供技術保障。但在正常的應用過程中，由于地形的復雜性、傳輸信號的距離等因素，信號接收狀態不理想，在很大程度上會減少部分遠程監控功能。

1.2 監控技術的集中及現場應用

將監控技術與電力系統結合能夠提高電力系統的可靠性，并且會在一定程度上降低電網的運行成本。監控技術安裝使用后，可節省部分機械設備購置資金，更方便日常維護。現場總線監測技術是電力系統中應用最廣泛的技術，它采用串行通信線路，可以遠距離統一控制生產過程中的基礎設施。這種監測方式可以對不同的電氣工程進行監測，各種設施之間不存在相互作用和干擾。通過網絡信號與總監控室直接相連，具有較強的靈活性和獨立性。

二、電氣自動化技術的發展

2.1變換器電路從低頻向高頻方向發展

變換器電路是電力系統的主要組成部分之一，變換器電路的發展情況會直接影響電力系統的運行效率。通常來講，決定電氣自動化發展速度的主要因素是電子元器件的更新周期。在以往廣泛應用晶閘管時，直流電路并不能減少交流變頻帶來的危害。隨著電子元器件的快速發展，PWM開關逐漸取代了普通的晶閘管，使電力工業解決了電機低頻運行時的正向轉矩脈動問題，電機的有效功率也明顯。然而，PWM開關的使用帶來了更大的振動和噪聲。直到威斯康星大學研制出直流環逆變器，它才能實現電器元件功能的靈活轉換，不僅能在零電流下轉換，而且能完全消除開關損耗。利用本研究開發成果，有效降低了電力系統運行成本，提高了逆變器的集成度，也大大提高了電氣自動化技術。

2.2交流調速控制理論

測量并控制異步電動機的定子電流矢量，進而有效掌控勵磁和轉矩電流，然后實現對轉矩的有效控制。在上述理論知識的支撐下，可以將異步電動機的控制技術與滯留電動機類比，極大地提高了交流調速的性能，最終將異步電動機的整體性能帶上新的臺階。

2.3智能保護與綜合自動化技術

近年來，國內電網機構和相關學者都加大了對電力系統的研究力度，并且依據適應國情的理論將最新技術及時應用在國內電力系統。因此，新型保護裝置已進入智能化時代，大大提高了電力系統的安全可靠性。截至2011年底，統計結果表明，國產產品已應用于220千伏及以下電壓等級變電站的自動化改造，再高層次的變電站還有別的選擇。目前，我國研究人員為我國電力系統開發的分層分布式綜合自動化裝置已在我國35～500kV各級變電站還有新投入的變電站中運行。

2.4電氣自動化的實時仿真系統

為了保證檢測電力系統的數據真實，研發團隊對整個電網進行了相應的仿真實驗。通過建立實驗模型可以實時模擬電力系統，使電力系統的穩態和瞬態試驗可以在不同的環境下進行，為研發團隊提供一手資料，同時也可以形成由控制數據組成的完整體系，進而監控整個電力系統設備。實時仿真系統還可以為電力系統智能保護和新輸電系統的研究提供實驗條件。

2.5電力系統配電網自動化技術

中國的電力系統由發電、輸電和配電三部分組成：發電部分全部在電廠運行過程中;輸電部分主要由高電壓輸電和變壓電兩部分;配電系統會直接面向具體的電力用戶。配電自動化技術主要是面向城鄉配電網，它主要將電子技術與計算機網絡技術相結合，通過配電網潮流計算，將人工智能應用于負荷預測。

2.6人工智能在電力系統中的應用

人工智能浪潮的推進使得研究人員致力于研究卷積神經網絡，將神經網絡、支持向量機、模糊邏輯和進化理論應用于電力系統的故障診斷、設計規劃和運行分析，進而實現電力系統的自動化。

三、電力系統中電氣自動化技術設計

隨著計算機和網絡通信技術的發展，保護、控制和測量的信息源從信息流的角度出發，通過網絡與電力系統之間的通信都是來自現場。為了保護主采集設備的異常狀態信息，主控單元直接接收上位機或遙控器的控制輸出命令。在對設備進行仔細檢查以后，會省去了遙控輸出、遙控執行等環節，簡化設備，提高可靠性。從電力自動化系統的監控和遠程調度兩方面考慮電力系統電氣自動化技術系統的選擇。對于電氣自動化系統的保護，應優先選擇微機保護的綜合自動化系統。計算機監控系統使用后增加的設備數量和類型應在單線系統圖設備類型說明中注明，如電源轉換器、電源監控器等。對于需要通過計算機監控系統進行遠程控制操作的開關，必須選擇能夠執行遠程打開和打開功能的自動開關。通常來講，應該將合適的開觸點融入到計算機監控系統中。在設計低壓自動開關時，務必要滿足上述需求，并依據實際情況選取合適的觸點。在設計人員設計繼電保護時，應該予以足夠的變電保護，并且優先選用綜合性的自動化技術。

結束語

作為整個國家的能源心臟，電力系統的發展水平很大程度上會決定一個國家的整體水平。將電氣自動化技術充分融入到電力系統中，能夠協助電力系統走向更高水準。除此之外，在計算機網絡技術盛行的時代，電氣自動化的應用能有更好的天地。受到起步較晚的限制，國內的部分技術與國外相比存在一定距離。因此，我們不僅要借鑒國外先進技術，還要注意自主研發能夠自主智能運行的電力系統，為我國電力系統的發展做出貢獻，從而將我國的電力事業帶向一流水準。

參考文獻：

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