電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用探討

張貴云

（北京京西燃氣熱電有限公司，北京 100041）

0 引言

電力行業是關乎著國家未來發展方向的重要支柱型產業，在社會各領域的建設之中均發揮著不可或缺的關鍵性作用。隨著我國經濟的持續性增長，居民的商業、生活行為也愈發頻繁，電力行業面臨著來自21世紀的全新挑戰。為迎接新時代的用電挑戰，電力系統如今已初步實現了自身的升級迭代，在客觀上向著更加優秀的電力系統自動化模式邁進，但通過分析我國電力行業的實際供電現狀可知，電力行業在滿足國家用電需求方面依然存在著一定的局限性，具有較大的進步空間，因此電力行業亟需建立優質、高效的電力系統，從而充分發揮其之于社會經濟發展的反哺性作用[1]。

1 電力系統自動化技術的發展要求

為進一步提升我國電力系統長遠穩定的運行能力，電力系統自動化技術應當具備一定的發展要求，結合我國電力行業的實際發展情況可得出四條具體的發展要求（見圖1）：其一，電力系統自動化的目的之一是更好更快的收集相關數據，既包括電力設備的運行數據，亦包括各類環節的參數，同時自動化電力系統還應當呈現設備及儀器的運行狀態，以便工作人員對相關設備產生全面的掌握，為電力系統穩定高效的運行提供堅實的數據支撐。其二，在為電力系統管理人員提供運行數據的前提之下，電力系統自動化技術還應當具備數據分析能力，通過比對歷史數據與當前數據的方式發現設備運行中所存在的問題，并直接擬定相關調整策略，而工作人員所需要做的僅僅是審核通過，從而實現更加高效快速的部件運維，滿足新時代電力系統高效運行的要求。其三，電力系統自動化技術應當以精細化作為自身的升級目標，以實現對電力設備的分區管控，使電力系統的總體運行情況更加直觀清晰，并為優化各分區協調工作能力而提供最佳的運行方式，進而降低整體電力系統運行所需要耗費的成本，提升相應的經濟效益。其四，電力系統自動化的根本目的在于將人力監管中的誤差現象降至最低，提升電力系統管控的精確性與高效性，為實現該種目的，自動化技術應當具備較高的智能性，在電力設施出現較為嚴重的安全事故時以最快的速度停止相關設備的運行，避免事態惡化[2]。

圖1 電力系統自動化技術的發展要求

2 電力系統自動化的發展趨勢

2.1 智能化發展

智能化是自動化技術最核心的關鍵性要素，電力系統自動化的未來發展中必然將會應用到更多的人工智能（AI）技術，繼而提升整體電力系統的智慧思維能力，而該種思維模式對于實現電力系統穩定、科學、安全的運行而言具有重要意義。AI是計算機技術的分支學科，現今AI技術已經充分應用到了我國生產生活的各個方面，從低端的低智能家用電器到最新的交通違規人臉識別，AI都在發揮著充分提升原有工作效率的積極意義。但究其根本，現階段我國的AI還處于襁褓階段，真正高精尖的AI技術還未被普及應用，而高端AI應當具備接近人類思維的情景分析能力，同時擁有比人類更為精確的數據提取及應用能力，該種技術在電力系統自動化中有著不可估量的應用前途。將高端AI應用于電力系統中，不僅可以使現有的電力系統自動化技術邁上更高層次的臺階，還可以將電力系統運行的安全性提升至前所未有的高度。通過對運維數據及設備工作狀態進行分析，AI可得出電力設備的運行情況，并判斷其中有無問題產生，若有問題產生則可及時的采取相關處理措施，從而降低風險事故發生的可能性。此外，AI的特性之一即為超高的學習能力，通過對設備信息的不間斷分析，AI還可實現自身的優化升級，繼而提升其電力系統掌握程度，并進一步保障電力系統運行的穩定性與安全性[3]。

2.2 遠程化發展

以往我國電力系統的管理人員操作范圍非常有限，其所用的硬件平臺通常為工業計算機與擴展測控法的有機結合，因此其不具備良好的遠程控制能力，在一定程度上限制了操作人員對電力系統的掌控與管理，對保證電力系統的穩定運行而言較為不利。目前實踐中已出現部分電力系統遠端操控平臺，盡管其發展并不完善、流通程度較低，但不可否認移動終端在提升電力系統管理水平方面的優越性，該種遠程控制平臺在優化操作人員對電力系統的控制程度方面具有重要作用，其不僅可以降低成本，還可以節省硬件平臺空間，因此遠程控制平臺是電力系統自動化升級的必然方向。

2.3 現場網絡控制技術

現場網絡控制技術可借助現場電子儀表等設備實現與控制中心的數據連通，是數據傳遞最主要、最快速的途徑之一，有利于借助網絡實現系統的穩定性與高效性，進而完善電力系統自動化的水平。該種技術可以使所有具備網絡數據傳送能力的電力設施之間構建起科學和諧的數據網狀結構，實現多節點的數據互通需求，對加快組成結構復雜的電力系統自動化進程而言具有重要作用。目前我國實踐中常用的現場網絡系統為FCS，該種技術相較之其他技術而言具有更高的穩定性與適用性，利用FCS可充分實現電力系統自動化的更高層次發展，并增強電力系統的控制水平，因此網絡現場控制技術也是我國電力系統自動化的重要發展方向之一[4]。

3 電力系統自動化的新技術應用

3.1 智能計算機視覺技術

智能計算機技術是在我國諸多領域發揮著重要作用的關鍵技術，而該種新技術也會被適用于電力系統自動化的發展進程之中。智能計算機技術存在著極為優越的大數據運算能力，可充分提升圖像獲取的水準，對于我國電力系統向圖形化晉升具有決定性作用。借助視覺技術對遙控操作領域進行優化升級可充分改善電力系統的性能，而該種技術還可發揮其“無人化”效應，在操作人員不在場期間依然能實現對電力系統的監測與掌控，并配合其他自動化技術完成相關操作，將操作失誤的可能性降至最低，充分提升其準確性與安全性。現今在視覺技術中最廣受矚目的技術之一即為紅外圖像檢測技術，該種技術在監測方面存在著極高的精確性，且其工作流程極為便捷，因此應當重視該種技術在電力系統自動化中的使用價值[5]。

3.2 監管系統

現今智能技術已被初步應用在我國的監控系統之中，證明智能技術在監控領域具有極大的應用價值與應用前景。不管是何種行業，其以往所采用的監控系統主要依靠人力來進行監測與警報，但是人力具有不可避免的局限性，不可能做到對設備的全天不間斷監控，而采用人力也意味著企業在監控系統中投入了較高的人力成本，對于提升監控系統的有效性、增加企業收益而言較為不利。智能化技術的應用體現出自動化監控系統在代替人力監管方面的優越性，自動化電力系統可通過對數據的實時監控發現數據之中是否存在問題，并且其數據分析結果更為精確與可靠，當其發現數據存在問題時便可及時發出警報，極大地提升了故障的發現率，削弱了電力企業所面臨的安全事故的發生可能性。

3.3 FACTS與DFACTS技術

FACTS可利用電力電子技術充分提升電力系統的穩定可控性，優化對交流電網的控制能力，使其處于較為良好的運行狀態，該種技術對于削弱電力運輸的成本而言具有關鍵性作用。DFACTS則主要適用于配電系統之中，該種技術主要解決供電質量方面出現的問題，對于優化電力行業的供電質量而言具有積極作用。

4 結語

隨著我國居民生產生活活動日益頻繁，社會對電力行業提出了來自新時代的重大挑戰，如何提升供電質量及供電穩定性成為了如今電力行業亟需思考的關鍵性問題。為了應對該種挑戰，電力行業必須借助最先進的自動化技術實現電力系統的優化與升級，增強電力系統科學高效的運行能力，將電力運行中可能出現的安全隱患降至最低，實現對電力設備運維情況無死角的精準把握，并進一步提升自身的供電質量，以滿足我國居民的用電需求，最終起到為社會經濟發展提供堅實后盾的積極作用。