淺析自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉香琴

摘 要：近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的智能化技術(shù)也在各個(gè)行業(yè)進(jìn)行了大范圍的應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用成果。在電力需求增多的趨勢(shì)下，電力企業(yè)需引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行能力，為用戶提供可靠穩(wěn)定的電力服務(wù)。基于此，文章從電氣自動(dòng)化技術(shù)的特征與優(yōu)勢(shì)入手，總結(jié)電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，為電力企業(yè)開(kāi)展相關(guān)工作提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù);自動(dòng)化;電氣工程;自動(dòng)化控制

引言

隨著行業(yè)信息化建設(shè)，自動(dòng)化技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用增多，電力行業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)以電氣自動(dòng)化技術(shù)為核心，將其用于電力系統(tǒng)中，可優(yōu)化電廠、輸配電系統(tǒng)、用電終端的電力運(yùn)行，發(fā)揮電廠機(jī)組的效能，提高輸配電效率，保障用電終端穩(wěn)定用電，推動(dòng)電力行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)是電氣工程進(jìn)行控制和信息處理的重要技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的介入使得其工作效率極為可觀，但基于自動(dòng)化技術(shù)衍生出了智能化技術(shù)擁有更加高效、更加精準(zhǔn)的 技術(shù)優(yōu)勢(shì)。將兩者進(jìn)行結(jié)合，勢(shì)必會(huì)發(fā)揮出最大化的效果，推進(jìn)電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的提升。

1 智能化技術(shù)優(yōu)勢(shì)

電氣自動(dòng)化技術(shù)是指利用電子技術(shù)及信息技術(shù)進(jìn)行電氣工程各項(xiàng)操作的優(yōu)化，包括電路分析、PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)及電氣控制技術(shù)等。在電力系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用中，電力系統(tǒng)覆蓋發(fā)電、輸電、配電等全過(guò)程，表現(xiàn)出顯著的復(fù)雜性、系統(tǒng)性、整體性、技術(shù)性特征，應(yīng)配置先進(jìn)技術(shù)為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供支撐。電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可優(yōu)化電力生產(chǎn)、供應(yīng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。特別是在電氣工程領(lǐng)域，產(chǎn)品的生產(chǎn)需要較高的精確度和較復(fù)雜的工藝，而高速度高精度、柔性化正是智能化技術(shù)的特點(diǎn)，這些技術(shù)特點(diǎn)能夠在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì)，從而提升產(chǎn)品的品質(zhì)和優(yōu)化生產(chǎn)成本。細(xì)化來(lái)說(shuō)，電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：

1.1 高速高精度高效化

智能化的電氣工程控制系統(tǒng)中包含運(yùn)算能力強(qiáng)大的芯片，配合高靈敏度監(jiān)測(cè)元器件后能夠大幅度提高設(shè)備 進(jìn)行生產(chǎn)加工時(shí)的速度和精度，使得電氣產(chǎn)品的各項(xiàng)指 標(biāo)得以輕松符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 柔性化

智能化技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)的一個(gè)結(jié)果就是減少了人力資源的投入，但這同時(shí)也意味著人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和 維護(hù)的頻率會(huì)降低。若是設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性不夠，極易發(fā) 生設(shè)備故障、延長(zhǎng)維修時(shí)間，從而影響生產(chǎn)進(jìn)度。而智能化技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)就是具備較好的柔性化，能夠很好的 協(xié)調(diào)各系統(tǒng)之間的工作并進(jìn)行一定程度上的自我維護(hù)，提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。

1.3 實(shí)時(shí)智能化

隨著計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的進(jìn)步和傳感器件的發(fā)展，使得應(yīng)用了智能技術(shù)的電氣控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí) 獲取信息、處理信息的強(qiáng)大能力。人工智能可以在一定程 度上模擬出人的思考和行為方式，使得控制系統(tǒng)更為智 能，對(duì)信息進(jìn)行針對(duì)性的處理，使得智能技術(shù)的實(shí)用性大大增加。

2電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，電力企業(yè)應(yīng)結(jié)合電氣自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)，在合適的電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

2.1 仿真技術(shù)的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，常用的仿真技術(shù)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可將其用于電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路巡查及技術(shù)培訓(xùn)等環(huán)節(jié)，可通過(guò)其真實(shí)體驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，預(yù)防、規(guī)避電力系統(tǒng)運(yùn)行故障，提高線路巡查效率，強(qiáng)化電力工作者專業(yè)素養(yǎng)，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供保障。

在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的仿真模擬，結(jié)合虛擬環(huán)境中的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況，評(píng)估各項(xiàng)設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用效果，進(jìn)而明確電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的不足，為設(shè)計(jì)方案優(yōu)化提供參考。例如，某電網(wǎng)公司將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D建模、無(wú)人機(jī)等技術(shù)整合，共同開(kāi)展電力線路遷改規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，利用無(wú)人機(jī)獲取電力線路的地理信息，通過(guò)3D建模與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造虛擬環(huán)境，明確各項(xiàng)遷改規(guī)劃方案的應(yīng)用效果，使配網(wǎng)線路設(shè)計(jì)更貼合工程實(shí)踐，提高設(shè)計(jì)合理性及可行性。

在線路巡查中，電力企業(yè)可引進(jìn)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的巡檢設(shè)備，為巡檢人員獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況提供幫助。例如，在電表箱巡檢中，電力企業(yè)可為巡檢人員配置VR增強(qiáng)設(shè)備，通過(guò)該設(shè)備的攝像頭對(duì)電表箱粘貼的標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，獲取電表箱的基礎(chǔ)信息，如線路圖等，評(píng)估電表箱是否存在異常。

在技術(shù)培訓(xùn)中，電力企業(yè)可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬電力系統(tǒng)操作的各種環(huán)境，組織電力人員進(jìn)行模擬操作，提高電力人員的專業(yè)技能，保障電力系統(tǒng)的精準(zhǔn)操作。例如，在變電站檢修培訓(xùn)中，電力企業(yè)可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬變電站的運(yùn)行環(huán)境，展示操作設(shè)備的各項(xiàng)細(xì)節(jié)與參數(shù)，并以可視化方式下達(dá)操作指令，參訓(xùn)人員可在虛擬環(huán)境內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)操作，掌握變電站檢修的各項(xiàng)要點(diǎn)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)維有效性。

2.2 PLC技術(shù)的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，PLC技術(shù)是最常用的電力自動(dòng)化技術(shù)，其功能在于電力系統(tǒng)的有效控制，可自動(dòng)控制電力系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備、器件及參數(shù)，保障其穩(wěn)定可靠穩(wěn)定。細(xì)化來(lái)說(shuō)，PLC技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）順序控制。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，PLC技術(shù)的應(yīng)用可全面采集設(shè)備、器件的各項(xiàng)參數(shù)，如開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、模擬量等，傳輸至控制中心，協(xié)調(diào)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，保障穩(wěn)定可靠供電。

（2）電源控制。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，備自投裝置以手動(dòng)或自動(dòng)方式控制，在備自投裝置投入瞬間出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，影響供電持續(xù)性。PLC技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)備自投的可靠投入，防止斷電現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（3）斷路器控制。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)斷路器控制模式為繼電器，該控制方式存在接觸不良故障，降低控制可靠性。針對(duì)該問(wèn)題，電力企業(yè)可引進(jìn)PLC技術(shù)，結(jié)合電力系統(tǒng)整體運(yùn)行參數(shù)，控制斷路器的開(kāi)啟或閉合，且在電力系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，PLC控制系統(tǒng)可控制斷路器自動(dòng)跳閘，發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信息，提示電力人員，為故障運(yùn)維提供便利。

過(guò)程控制。在電力系統(tǒng)中，PLC技術(shù)可通過(guò)內(nèi)置程序算法，對(duì)模擬量進(jìn)行控制，如電力系統(tǒng)設(shè)備器件的溫度、壓力等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O模塊的有效A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換，優(yōu)化電力系統(tǒng)設(shè)備器件運(yùn)行過(guò)程，提高運(yùn)行效率。

2.3 智能技術(shù)的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)發(fā)展背景下，智能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電力企業(yè)可將智能技術(shù)用于電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)維等多個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)揮智能優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)傳統(tǒng)人工操作面臨的效率低、質(zhì)量差等問(wèn)題，擴(kuò)大智能電網(wǎng)的覆蓋范圍，提高配電網(wǎng)智能化水平。

在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電力企業(yè)可引進(jìn)線性最優(yōu)技術(shù)，在該技術(shù)支持下，設(shè)計(jì)人員可在最優(yōu)勵(lì)磁模式下，完成電力系統(tǒng)設(shè)備與線路的優(yōu)化配置。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可綜合評(píng)估給定電壓、電力系統(tǒng)配置發(fā)電機(jī)的實(shí)際電壓等參數(shù)，通過(guò)PID明確控制電壓數(shù)值，優(yōu)化調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)電壓及相應(yīng)的相位轉(zhuǎn)移角，提高電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。

在電力系統(tǒng)管理中，電力企業(yè)可引進(jìn)基于智能技術(shù)的巡檢設(shè)備，擴(kuò)大巡檢范圍，提高巡檢質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的缺陷，為電力系統(tǒng)管理決策提供幫助。例如，在某電力企業(yè)的日常巡檢中，為巡檢人員配置智能巡檢眼鏡，該眼鏡應(yīng)用了大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感器技術(shù)與感知交互技術(shù)，配置地圖導(dǎo)航、自動(dòng)拍照、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制與語(yǔ)音識(shí)別等功能，巡檢人員可利用智能巡檢眼鏡全面獲取電力設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，評(píng)估作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能管理。

在電力系統(tǒng)運(yùn)維中，電力企業(yè)可在電力系統(tǒng)中引進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，結(jié)合電力系統(tǒng)設(shè)備、器件的常見(jiàn)故障，總結(jié)故障相關(guān)知識(shí)，如故障類型、故障參數(shù)、故障位置等，使電力系統(tǒng)具備故障自診斷功能。在電力系統(tǒng)運(yùn)行期間，故障自診斷功能可使電力系統(tǒng)自動(dòng)完成參數(shù)評(píng)估工作，進(jìn)行故障診斷與預(yù)警，并將相關(guān)信息傳輸至控制中心，為電力系統(tǒng)的運(yùn)維提供參考資料，便于故障的高效排除，減少故障對(duì)電力系統(tǒng)供電的影響。

2.4 監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，監(jiān)控技術(shù)是指利用基于電氣自動(dòng)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，為電力系統(tǒng)的調(diào)度、管理、運(yùn)維提供幫助。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展，監(jiān)控技術(shù)朝著智能化、無(wú)人化方向發(fā)展，電力企業(yè)可引進(jìn)無(wú)人值守監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督管理，發(fā)揮電氣自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)，提高電力系統(tǒng)監(jiān)管效率與質(zhì)量，保障其高效運(yùn)行。

（1）信號(hào)采集系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)的設(shè)備機(jī)房與線路中安裝采集設(shè)備，采集內(nèi)容包括音視頻信號(hào)、溫濕度、數(shù)值報(bào)警信息、模擬量等，全面獲取電力系統(tǒng)的運(yùn)行信息，為電力系統(tǒng)的調(diào)度、管理、運(yùn)維提供支持。

（2）信號(hào)傳輸系統(tǒng)。通過(guò)光纖通信技術(shù)，將信號(hào)采集系統(tǒng)獲取的各項(xiàng)信息傳輸至監(jiān)控中心。為保障各項(xiàng)參數(shù)的有效傳輸，需結(jié)合傳輸信息的特點(diǎn)，配置轉(zhuǎn)換器、交換機(jī)及解碼器等設(shè)備，避免數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、變化等問(wèn)題。

（3）控制中心。在控制中心的計(jì)算機(jī)中，可接收信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳遞的各項(xiàng)信息，并將信息以音視頻、圖表等方式展示在計(jì)算機(jī)顯示屏中，使控制中心值班人員全面掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行信息，為遠(yuǎn)程控制提供便利。同時(shí)，該監(jiān)控系統(tǒng)具備防盜、防火、門禁、通信等功能。在機(jī)房、配電室等位置安裝紅外攝像頭、探測(cè)器（煙霧探測(cè)器、玻璃破碎探測(cè)器等）、門禁系統(tǒng)，與監(jiān)控中心、智能消防設(shè)備形成聯(lián)動(dòng)。一旦檢測(cè)到煙霧，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)立即報(bào)警，聯(lián)動(dòng)門禁系統(tǒng)開(kāi)啟大門，啟動(dòng)智能消防設(shè)備，及時(shí)撲滅火災(zāi)，避免火情蔓延，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

總的來(lái)說(shuō)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電氣自動(dòng)化技術(shù)可為電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、管理、調(diào)度、運(yùn)維等工作提供支持，推動(dòng)電力系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化發(fā)展，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、有保障的供電服務(wù)，有助于電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié)論

綜上所述，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可加強(qiáng)控制、提高效率，為運(yùn)維工作提供便利。通過(guò)本文的分析，電力工作者可在電力系統(tǒng)中應(yīng)用仿真技術(shù)、PLC技術(shù)、智能技術(shù)及監(jiān)控技術(shù)，發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化電力系統(tǒng)運(yùn)行效果面對(duì)整個(gè)行業(yè)快速發(fā)展，電力企業(yè)為了提升自身的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，就需要在原有基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)模式進(jìn)行優(yōu)化，尤其是要重視對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理，基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)，研究其在生產(chǎn)中的應(yīng)用，為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性提供保障.積極應(yīng)用各種新型技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)所掌握的運(yùn)行數(shù)據(jù)，來(lái)為下一階段的管理計(jì)劃制定提供支持，避免失電造成的經(jīng)濟(jì)損失。

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（武漢輕工大學(xué)，湖北 武漢 430000）