基于電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展分析

王磊 劉田田 侯衛靜 王洋 郭佳

摘要：電能是科學進步和經濟發展的基石，電力工業是基礎性產業，在社會發展建設中占有重要地位。隨著電力體制改革的不斷深入，電力市場競爭日益加劇，且用戶對供電質量要求越來越高。電力企業想要適應新的市場環境，增強競爭優勢，降低經營成本，就要加強對電氣工程及其自動化技術的應用，以構建自動化電力系統，提高供電質量，保障電力系統的安全運行。電氣工程及其自動化技術在電力系統中的應用實現了自動化、無人化供電，實現了設備故障自動檢測與排除，大幅度降低了供電人力物力消耗，提高了電力企業的社會效益與經濟效益，促進了我國電力工業持續發展。

關鍵詞：電氣工程；自動化技術；電力系統；發展趨勢

電氣工程及其自動化作為一門交叉性的學科，包括計算機操作系統、可編程系統、電氣控制相關理論、自動化實踐等。電氣工程及其自動化技術在我國各行各業中的應用范圍非常廣泛，尤其是在制造業中，利用電氣自動化技術不僅可以代替人工操作、減少人力成本，而且也能夠提高生產效率。電氣工程及其自動化在電力系統中的應用也能夠減少前期投入成本，無需后期人工檢修，保障電力系統穩定運行，促進電力系統自動化發展。

1 概述

電氣工程及其自動化技術是一門同時兼具了網絡控制技術、計算機技術、電力電子技術、自動化技術、機電一體化技術等多種新型技術手段的綜合性學科。其最為突出的一項特征即為突出了強弱電之間的互相結合、軟硬件的結合、系統和元器件的結合。作為電氣信息領域當中的一門新興學科內容，此項技術最初產生于20世紀70年代，在20世紀90年代后期在工業領域開始逐步引入電氣工程及其自動化技術，并由此推動了工業產業步入了新的發展時期，極大地提升了工業生產效率，轉變了傳統的工業化生產方式，極大地推動了經濟發展效率。直至發展到21世紀初，這一技術被納入國家重點科學，技術水平也有了大幅度的提升，技術類型更加多樣化，技術體系也日臻完備，所涉及的范圍內容也越來越多，在很短的時間之內便成了工業生產的絕對核心，實現了工業生產的自動化。

2 電氣工程及其自動化關鍵技術分析

2.1 控制系統

電力智能控制系統是實現電氣工程及其自動化的關鍵技術，通過對電力系統的智能化控制，可以實現整體系統的合理管理和控制，為電力工業的發展提供更加科學的發展方向。電力智能控制系統通過計算機技術對整個電力系統進行智能化的監控、操作和使用，減少人工操作系統帶來的風險，應用的潛力非常巨大，將系統操作復雜的問題進行解決，使得不穩定性系統和非線性等得到更加全面的發展，為電力系統的整體運行提供了較為穩定的操控效果。

2.2 柔性交流輸電系統

該系統是目前自動化輸電系統的核心，在系統中涉及到較多的遠程遙感技術、傳感技術、電力電子技術和微機處理技術等高科技的技術成果，同時將一些新型的節能技術使用的控制系統中，實現串聯補償、SVC技術等各項先進的技術使用到輸電系統中，對整體的操作系統進行智能化和自動化的調控，對整體的電力系統進行調節，使整個輸電更加的可靠，提升了輸電的效率和輸電系統的性能，整個輸電系統更加的穩定可靠。

2.3 安全動態監控系統

在進行系統管理的過程中電力系統的運行存在一定的風險，因此需要對系統進行安全動態監控，發現故障及時調整，這是電力系統自動化實現的關鍵技術，因此在電力系統運行的過程中加入了SCADA系統與監視控制這兩個模塊，主要的目的是為了對發生的故障進行整體全面的檢測，并對出現故障的位置進行記錄，將故障發生的信息進行傳輸，這樣就能夠全面的提升系統的監控和維護的效率，將傳統管理中故障記錄的問題進行解決，提升數據監控的準確性與可靠性。

3 電力系統自動化技術的實際應用

3.1 電力系統自動化在電網調度中的應用

電力系統自動化能夠保證對計算機技術和信息技術進行充分整合，及時的收集電網調度中的各種數據信息，并且計算電網調度的實際運行效率，通過電力系統自動化可以針對電網調度進行實時的處理和監控，并且及時發現電力調度存在的異常情況，通過這樣的方式也能夠保證電力調度的整體質量，另外在電力系統自動化運行的過程中，還可以針對電網的實際運行情況進行判斷，保證對于電能資源進行充分的調節，例如通過在峰值期加強電力調度的活躍性，而在低谷期針對電能進行存儲，通過這樣的方式可以保證電能資源的合理分配。

3.2 電力系統自動化在配電系統中的應用

在配電系統中，通過電網改造能夠保證配電的質量與水平得到全面的提升，而通過運用電力系統自動化能夠實現多層次的控制，促進配電系統的整體運行效果，加強通訊的聯系。

3.3 電力系統自動化在變電系統中的應用

變電系統中最主要的就是針對二次設備進行處理和監控，通過電力系統自動化能夠實時針對二次設備的運行情況進行監督與測量，針對二次設備的各種信息進行全面的收集與把握，及發現變電系統可能出現的故障隱患，并且將搜集到的信息傳輸給相關的控制人員，通過這樣的方式也能夠幫助控制人員更加清楚的了解變電系統實際運行的效果，提高變電系統運行的質量。

3.4 電力系統自動化在光伏電站中的應用

太陽能光伏發電技術包括太陽能電池矩陣、電源轉換器、控制系統、儲能系統、電網技術等。太陽能光伏發電板安裝的傾角方向、安裝位置等因素會導致太陽能受光面積發生變化，產生不同的發電效率。不同的氣候條件、配置情況、輸出情況也會影響太陽能的輸出功率，所以在太陽能光伏發電板設置的過程中，必須要保證太陽能光伏發電設置轉換效率最大化。對于數據中心來說，由于數據中心承擔著數據處理、數據存儲、數據運算等繁重的計算任務，如果供電系統出現突然斷電的情況，不僅會造成數據大量丟失，而且也會導致數據中心經濟效益受損。為此，必須要保證數據中心供配電的連續性，所以只有保障光伏發電站的連續性和穩定性才能夠在數據中心進行廣泛的應用。

4 結語

綜上所述，隨著科學技術發展，電氣工程及其自動化技術作為一項新興技術，具有高效、靈活特點，能夠為工業現代化發展提供技術支持。電力體制改革背景下，引入該項技術，能夠改變以往電力系統運行模式，實現自動化操作，同時能夠實現對電力設備運行狀況的監督和控制，及時發現潛在故障，并采用合理措施加以調整，不斷提高電力系統運行穩定性。技術更新日新月異，電力自動化技術，還將朝著視覺信息、GPRS技術融合等方向轉變，促進電力工業進一步發展，從而推動電力系統朝著智能化方向轉變，加快電力體制改革進程。

參考文獻：

[1]展宗波，趙健.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].山東工業技術，2016，（11）.

（作者單位：河北華凱光子科技有限公司1 2 3 4

國網河北省電力有限公司經濟技術研究院5）