數字技術在電力電氣自動化中的應用

楊 波

（廣安市人民醫院，四川 廣安 638000）

1 數字技術應用優勢

數字技術是信息化技術發展的結晶，是一種綜合性技術，是基于各種先進技術，將聲音、文字、圖像等信息變成數字化信息，以二進制的方式進行存儲、傳輸、處理，這些信息可以被計算機有效識別，并經過計算機的運算、處理、加工，再輸出相關的命令，去控制其他的機構，或者與其他計算機進行通信。其現已被廣泛應用于各個領域，如電力電氣自動化領域。

傳統的電力電氣自動化系統包含大量的硬件式邏輯運算器件，這些器件往往體積十分龐大，而且其功能比較固化、邏輯處理能力偏弱以及可靠性偏低。而數字技術的應用可對電力電氣自動化控制流程予以簡化，通過相輸入應指令，工作人員即可實現邏輯功能的描寫，從而讓其達到預定的功能。其柔性較強，當預定的控制流程無法實現電力電氣自動化控制時，重新對程序進行編寫、下載即可，在一定程度上彌補了傳統自動化控制系統的不足，如大規模使用繼電邏輯電路等，進一步縮小設備空間[1]。

2 數字技術應用特點

近年來，作為高新技術和智能化聯合產物的數字技術在多個領域得到了廣泛的應用，如在電力電氣自動化中的應用有助于實現電氣自動化管理，最大化減少生產成本。相較于其他技術，數字技術可靠性高，其集合了信息技術、計算機技術等，將其與高端智能化設備有效結合，有利于持續性優化管理流程，不斷改進管理措施。例如，將光纖技術應用于自動化設備中，能及時發現設備運行安全問題或隱患，可提高自動化生產的效率及安全性，充分展現了數字技術的升級、進步，促進了網絡化、數字化等模塊快速發展。

在電力電氣自動化中，計算機、通信技術作為關鍵性的技術支撐，其自身的進步與發展直接影響自動化管理目標的實現，實際應用時通過合理篩選、配置設備，能進一步提高運作效率及科學性，滿足現代社會對整體性、統一性的需求。特別是通信技術的合理應用有利于更加全面地獲取相關信息資料，在一定程度上推進同一標準的實現，不僅能不斷改善運作智能化水平，而且能在一定程度上降低管理成本，提高工作效益[2]。另外，相較于國外發達國家，數字化技術在我國的應用時間較短，應用過程中會遇到較多問題，如標準不統一、缺乏規范性以及人才隊伍不夠專業等，特別是技術運行基礎薄弱、智能化聯網程度偏低，對數字化技術的推廣、應用產生了較大的制約，故重視對該技術的探索及創新顯得尤為重要[6]。

3 數字技術在電力電氣自動化中的應用

3.1 GOOSE虛擬端子技術

GOOSE虛擬端子技術是數字技術中較為常見的一種，以傳統電力電子自動化系統為例，存在非常多的節點信號卡入及流出繼電器接口，而在光纖技術不斷優化及大范圍應用的背景下，一對一接口連接方式被光纖接口代替，主要是在基于黑匣子原理的前提下，結合設備外部特顯，做好保護工作，各設備的傳輸協議具有統一性，能對設備二次回路的性能進行改善，有利于工程調試簡易化。同時，以往設備接口往往較多，應用GOOSE虛擬端子技術后，可減少設備接口，在一定程度上規避了接口接觸不良而導致的不良事件，提高了設備運行的可靠性及安全性，而且節省了布線空間。傳統的電力電氣自動化技術信號傳遞主要以點對點的形式實現，應用GOOSE虛擬端子技術后，各設備間可實現有效信息傳遞，在一定程度上實現了工作的協調發展，對于相同的問題可及時給出響應，加之跳合閘功能的開啟，在一定程度上對遙控裝置的安全性起到了強化作用；端子可在基于系統端設置的前提下，進一步控制非電量信息，彌補了以往二次回路功能的不足[3]。

3.2 微處理器

由于數字技術的高速發展，其處理器體積呈逐漸縮小狀態，而且出現了單片機系統，通過較強的運算能力，其效果與早期電腦處理器效果極為接近，在具備標準的I/O端口的同時，還實現了各通信協議的有效融合，提高了信息傳輸的高效性。一些單片機還具備AD轉化功能，替換了傳統數字邏輯電路，在一定程度上減少了電路體積，增強了系統功能，促使電力電氣自動化功能水平逐漸提高，可更好地控制一些復雜流程[4]。另外，通過對單片機功能的合理應用，可對系統功能進行進一步的擴展，最終達到創新系統功能的目的。

3.3 通信技術

通信技術在數字技術中占據重要地位，以網絡技術使用率最高。在科學技術持續發展的背景下，電力電氣自動化向著遠程、無人化方向發展，而在此過程中，通信技術的應用不可缺少。值得注意的是，受單片機技術快速發展的影響，大部分單片機具備數字通信功能，在電力電氣自動化中應用數字技術后，通過使用通信功能，可將系統信息予以處理，使其以數字形式呈現，之后經數字通信線路實現信息的遠程傳輸，相關管理人員獲取信息后予以處理，發出控制命令信息，信息被傳輸到單片機系統經處理后會形成具體控制指令，從而實現對各執行機構的系統控制。而且新型單片機具備網絡通信功能，提高了遠程通信的簡便性[5]。針對電力電氣系統而言，在監控電力中斷或傳遞信息時，往往需要借助智能終端，傳輸速度相對較慢，并會受到電磁干擾。而應用光線通信技術后，可實現光信號傳遞，從而規避電磁干擾問題，增強了信息傳輸的安全性及可靠性。另外，現代化電力電氣系統對接口規范性的要求越來越高，為系統功能的可擴展及兼容奠定了基礎，使用光纖通信后，相關人員可通過對TCP/IP傳輸協議的應用，實現內部信息的傳輸，而且可將單位的電位系統與制造執行系統予以連接處理。

3.4 智能終端技術

智能終端技術也是數字技術的一種，將其應用于電力電氣自動化中，可提高電力電氣自動化保護水平。例如，跳閘雙重保護可進一步提高電力電氣的安全性，通過電力保護中斷，從而實現遠程測控及信號發送。另外，在數字化程序接口的前提下，智能終端技術的應用可避免計算機平臺自動化問題的加重，為電氣自動化運行創造更為優越的條件，有利于確保電位系統和執行系統間通信連接順利。

4 數字技術在電力電氣自動化中應用存在的問題及對策

4.1 數字技術應用存在的問題

首先，智能技術有待進一步完善。傳統電氣自動化操作系統的操作流程具有復雜性特點，而數字技術的應用可彌補這一不足，簡化操作，節約人力、財力。但由于數字技術還未完全發展成熟，實際應用經驗缺乏，在計算機數據和該技術關聯等方面缺乏完善性，需要利用計算及轉換才能對信息資源進行轉化，在一定程度增加了計算機運行工作強度。

其次，技術人員素質有待進一步提高。在數字技術的應用中，技術人員的能力水平直接影響應用效果。目前，部分技術人員的能力存在一定局限性，沒有完全掌握數字技術的優勢、特點，無法靈活熟練地開展應用，直接阻礙了數據共享目標的實現，不利于電力電氣自動化的進一步發展。

最后，缺乏對電力電氣自動化設備的維護。在應用數字技術的過程中，設備屬于基礎支撐，只有確保設備正常運轉，才能充分發揮出該技術的作用。但目前，技術人員缺乏對設備的維護，需引起重視。

4.2 數字技術應用創新對策

首先，為體現數字技術的應用價值，在電力電氣自動化中應用數字技術后，要重視對技術的完善，積極探索與其他技術的聯合應用，從實踐中積累經驗，提高技術水平，緩解計算機運行強度。同時，對運作程序進行優化完善，將各軟硬件設備進行結合，不斷提高電力運作設備的控制及辨別能力，避免電力電氣自動化運行效率提升緩慢。

其次，應用數字技術時，需定期展開培訓活動，增強技術人員的專業能力水平及綜合素質，盡可能規避人為因素帶來的不利影響。同時，幫助技術人員樹立代碼控制觀念，能進一步完善自動化操作水平，如通過變電站時間端頭的應用，能更加全面地測控線路、開關，在降低或預防潛在安全隱患方面發揮積極的作用[7]。

最后，加強對自動化設備的維護，如仔細檢查自動化設備的零件，確保及時發現故障位置，以盡快恢復設備運行[8-9]。電力電氣自動化設備的安全性及穩定性還會受到環境的影響，對于在室內運行的設備，要保證環境干燥，如果設備受潮，則無法正常運行；對于在室外運行的設備，需落實防雷措施，確保設備穩定運行。

5 結 論

現階段，隨著傳感器技術的持續進步，加之集成電路技術越來越成熟，促進了數字技術的進步，增強了數字技術的實用性。將數字技術應用于電力電氣自動化中，不僅可實現對系統功能的擴展，而且可提高設備運行的平穩性及可靠性。

具體來看，數字技術在電力電氣自動化領域的應用，能強化電力電氣自動化信息處理能力。通過各觸感器作用的發揮，可實現進一步收集各系統信息情況或者收集各I/O信號，收集結束后經內部處理器的加工處理，將相應的數字控制信息進行輸出或者進行I/O控制信號輸出，最終達到控制整個執行機構的目的。而且通過預定控制動作，能合理、及時調整電力電氣系統。簡單來說，數字技術的應用基礎是對系統運行進行優化。

值得注意的是，雖然數字技術憑借運行效率高等優勢在電力電氣自動化領域得到了大范圍應用，但是在實際應用過程中會受到各種不利因素的干擾，影響應用效果。因此，在實際應用中，需落實責任制，明確人員的責任范圍，以充分調動人員的工作熱情及積極性，促使其及時發現問題、及時予以糾正，以避免隱患的出現，確保電力電氣設備正常運行。同時，需要進一步完善、優化數字技術，積極探索與其他技術的聯合應用，以進一步促進電力電氣自動化發展。