電網系統中電氣自動化應用實踐分析與研究

徐德睿

（齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾161000）

綜合自動化技術被引入到電力系統中，新型電力系統隨之形成，電力供給過程也變得更加穩定。自動化技術與智能化技術給當前的電氣系統提供了技術層面的有效支持，除了升級電網系統中的各種設備之外，還需要充分運用現有技術資源，繼續優化電氣監控平臺，以太網等新型網絡技術給電網系統創造了全新完備的發展條件。現以電氣自動化技術為主要研究對象，分析其被引進到電網系統中的應用情況。

1 電氣自動化技術分析

電氣自動化系統構成包括專門接收相關設備信號傳輸構成、對接收信號進行處理的構成、電氣設備相關信號的輸出構成，其中電氣系統的發電廠、變電站、電氣系統的調度和電氣系統控制端是電氣自動化系統的重要組成部分。這兩個部門在電氣系統中有著不同的工作內容，通過不同的程序來完成相應的工作內容，進而實現對電氣系統重要數據信息的分析和控制。電氣自動化系統的工作內容包含以下三個方面：第一，對電氣終端系統運行數據和參數信息的收集整理；第二，對獲得的電氣系統運行情況進行有效的分析和判斷；第三，對電氣系統控制端的分析、判斷，之后對電氣設備的操作和參數信息進行調整，將調整之后的信息下傳到電氣系統的變電站、發電廠等，從而完成對電氣系統的測控任務。電氣系統自動化的功能有遙信、遙控、遙調、遙測等。電氣自動化系統導入是通過對中型計算機、微型計算機的使用來實現的，從而加強對電氣系統各項數據信息的分析，獲得相應的系統數據信息和反饋信息，實現電氣工程電氣系統的人性化、智能化和網絡化發展。

2 電氣自動化被運用到電網系統中的基本情況

2.1 自動化電網調度

運用電氣自動化技術可以有效實現自動化調度電網，調度工作是運行電網系統的關鍵工作之一，一般需要在電網調度控制工作重心來發出各種調度指令，可對系統中的服務器、工作站與計算機系統進行有效操作、將電網系統與計算機設備相互連接，基礎系統為廣域網，同時配合其他的調度單位與發電廠，實施化評估、檢測與應用數據信息資源，進一步支持電力單位。

2.2 自動化變電站

在過去的變電站中，運行電網需要有人工化監控管理與操作，同時外部條件也會給電網的正常運行帶去影響，最終導致變電站難以維持較高的工作效率。而電氣自動化技術給變電站帶去直接的積極影響，原有的電網監視功能得到拓展，變電站中的工作情況的可控性隨之增強，整個電網系統都變得更加穩定與安全，整個監督工作都變得更為全面化。

2.3 發電分散測控系統

從電網系統中的發電廠的情況來看，其形成的分散測控系統極具先進化優勢，設計該種測控系統時，主要運用分布式結構，需要形成多個可同時運行的工作部門：分別為高速數據通訊網絡、工程師工作站、運行員工作站與過程控制單元。該系統的基本功能具有實時化的特點，如控制、顯示與通訊等使用功能均可實現實時化需求，進而以分散的方式對發電廠施加操作控制，達到分級管理的工作目標。

3 電氣自動化的主要應用問題

3.1 運作問題

雖然電氣自動化技術已被研發至成熟程度，但是運作監控系統時的問題需被重視，啟用電氣自動化技術來支撐監控系統，計算機系統需要在工業控制條件下運行，向上傳遞電氣控制信息時，需利用工控計算機展開處理工作，向上設備所處的通信系統需要有遠方調度主站的支持，調度子站處于可控范圍內，穩定運轉管理變電站必須有工控計算機設備作為后盾，否則最為基本的管理、控制與監視工作目標均無法實現，機電系統的保護工作也會生成新的問題。升級現有的自動化電網系統后，原有的監控系統有極大概率出現癱瘓的情況。

3.2 增容受到限制

運用原來的監控系統來監管電網系統，需先完成整個監控系統的設計工作，但是多種因素會給最終的監控設計成果構成影響，使用的軟件與硬件資源的等級不高，不利于電網的長期運行與發展。升級電氣自動化體系后，雖然新增了一些電氣設備，但是監控系統并未發生變動，升級電網系統后，變電站也應隨之進行增容處理工作，舊版本形成限制條件，變電站增容受阻，電網系統中形成不穩定因子。

3.3 保護機制存不足

電氣變電站的正常運行不能脫離合適的保護機制。監控變電站即可找出電網以及變電活動中的問題，尤其是安全類的問題，而后將監控信息報告給上級管理部門。如果電氣控制系統出現問題，無法正常發揮作用，自動化電氣系統原有的安全預警功能也會因此而失效，當變電站再次出現問題后，工作人員無法及時實施處理，電網的正常運行也會受到阻礙。

4 應用實踐分析

4.1 升級電氣自動化應用系統

全方位升級當前電網系統中的自動化電氣系統，以原有變電監控系統為基礎，持續推進系統升級工作，在已有的監控系統中，收集各種與變電活動相關的信息時，需要利用處于間隔層中的各種測控設備，完成信息收集工作后，傳遞信息至變電層與通信層，在信息處理環節中，變電站層負責轉化數據信息獲取操作信息，最后再將信息送回到通信層中，實現對間隔層的有效控制。而電氣自動化技術改變了這一工作方法，運用IP、TCP 與以太網技術實現電氣管理目標，完善系統的原有升級思路。當電網系統中運用的IED裝置不具有新型以太網通信功能時，可將其與以太網進行連接，以此解決通信問題。規約轉換器在當前的電氣網絡結構中發揮重要作用，形成數據通訊需求后，為達到升級管理的工作目標，需管控測控裝置的以太網接口與串行接口。運用規約轉換器裝置時，需要引進嵌入型運動子站發揮輔助作用。獲取與整理內部變電信息后，繼續處理規約轉換器與電纜，處理后的信息可輸送到電網調度中心處。

4.2 優化電網調度技術

切實發揮出電網調度技術的作用，使用自動化電氣系統與服務器達到調度工作目標，首先應充分考慮到調度技術的經濟化程度，把握影響電網運行安全、穩定與安全的主要因素；引進可用的電力設備，分析電氣生產期間形成的數據資源，以自動化的方式來預測電氣系統的實際負荷，最后改進故障處理系統，縮短分析與排除故障問題的時間。獲取電網故障信息后，立即實施自動診斷，以智能化的方式判斷故障問題的具體位置，快速隔離出現故障的設備，重新構建網絡結構，這種故障處理方式能夠縮減開關次數，減少開關改造量，故障問題處理時間縮短，處理行為可靠性強，但是需要投入的技術資源與資金比較多。

4.3 升級發展自動化控制系統

形成一體化的測控保護系統，不少電氣自動化系統采用獨立型的保護方式，同時測量與控制系統也與其他的系統相分離，各個系統共同給電網管理工作提出數據支持，形成一體化系統后，可縮減技術資源損耗，提升電氣自動化管理工作的效率，減少重復性的電氣管理行為。融合保護與測控系統后，當電網系統中有一次設備產生異常情況后，一體化系統立即采集信息，高速處理問題，針對多樣化操作方面的問題，需要使電氣系統朝著國際化與標準化的方向發展，依照國家提供的質量標準形成通信系統，達到無縫通信的技術目標，提升電氣自動化系統的綜合自動化程度。發電廠發散性系統的實現方式包括對以太網的監控、對過程控制單元的監控和對數據通訊的控制幾方面。在實際的電網系統運行中，不同發電廠的發散監控系統大多采用的是分層設計結構，能夠對系統運作的過程單元進行實時性監控。電氣自動化技術在變電站應用過程中的應用主要是指變電站在應用各種信息處理技術、電氣系統自動化控制技術和信息傳輸技術的基礎上，實現運行自動化和管理自動化的過程。

結束語

電網系統規模擴大，同時其智能化水平也不斷得到提升，建設電網的工作難度提升的同時，電網運行管理工作中也出現了一些新的難題。因此本文結合電網的運行需求，探索了應用電氣自動化技術的實踐情況。相關技術研究人員應以揚長避短的態度應對電氣自動化問題，對現有技術缺陷進行及時填補，以電氣自動化為核心，研發出更多的新型技術措施，全力支撐電網系統的穩定運轉。