電力系統(tǒng)及其自動化技術的應用

張哲豪

摘要：利用電氣自動化技術能維持電力系統(tǒng)自動運行的安全效果，完善電力體系運行方案的基礎上降低資源的浪費，從而真正意義上創(chuàng)設數(shù)字化技術和智能化技術融合的電力管理平臺，為國家電力產(chǎn)業(yè)的全面健康發(fā)展奠定堅實基礎。當前將電氣自動化技術應用在電力系統(tǒng)中成為了電力體系進步的必然趨勢，本文分析了電力系統(tǒng)中電氣自動化技術應用的必要性，并對具體應用提出了幾點建議。

關鍵詞：電力系統(tǒng);電氣自動化技術;應用;發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)電氣自動化技術的應用主要是從計算機技術和PLC技術兩個方面入手，有效提升智能化變配電工作的綜合效果。與此同時，能建立更加和諧高效的電網(wǎng)調(diào)動模式為不同級別電網(wǎng)提供優(yōu)質(zhì)的供電服務。電氣自動化技術還能簡化傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行的流程，落實協(xié)調(diào)化管理體系，確保電力系統(tǒng)的運行更可靠、更靈活。

1 電力系統(tǒng)中電氣自動化技術的應用建議

電力電子技術和微電子技術也呈現(xiàn)出全面發(fā)展轉(zhuǎn)型的趨勢，這對于電力系統(tǒng)全面提高運行效率具有重要的意義，也就是說，電氣工程及其自動化技術融合在電力系統(tǒng)中，為電力系統(tǒng)全面升級提供了良好的技術保障。

1.1 通用變頻器的應用

在電力系統(tǒng)內(nèi)，將規(guī)范化的中小功率系列變頻器稱為通用變頻器。初代通用變頻器依據(jù)的是16位CPU完成運行控制指令的獲取，二代通用變頻器就升級為32位DSP，并且在實際應用中需借助磁通補償器、轉(zhuǎn)差補償器等完成應用處理工作，運行中不存在跳閘問題，這部分設備在市場中無論是應用占比還是推廣效果最好。而在電氣自動化技術全面發(fā)展的基礎上，三代通用變頻器逐漸受到關注，利用全數(shù)字化控制的高動態(tài)性能矢量應用模式，借助軟件就能完成相應參數(shù)的處理，無論是變形結(jié)構(gòu)控制還是自適應控制都更加理想，真正意義上完善了閉環(huán)控制自優(yōu)化的運行效果。

1.2 變換器電路

在電力電子器件不斷更新的基礎上變換器電路也要實現(xiàn)全面更新，傳統(tǒng)變換器電路應用的是普通的晶閘管，建立的是相控整流的方式，而在電力電子器件逐漸發(fā)展的過程中，利用PWM變換器就能在提升功率因子運行效果的基礎上，更好地降低高次諧波對整個電網(wǎng)運行安全和穩(wěn)定產(chǎn)生的不良影響。另外，諧奪式直流環(huán)逆變器的研發(fā)和應用，能最大化的保證電子器件處于零電壓或是零電流環(huán)境中依舊能實現(xiàn)合理性轉(zhuǎn)換，呈現(xiàn)出軟開關的狀態(tài)，減少操作過程中的能源消耗，并且還能為高功率環(huán)境中逆變器集成化處理工作的順利開展提供保障，發(fā)揮了電氣自動化技術的應用優(yōu)勢。

1.3 電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化體系也是電氣自動化技術全面應用的表現(xiàn)形式之一，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度自動化處理工序可知，在建立不同級別調(diào)度控制方案的基礎上，融合計算機技術有效預測電網(wǎng)運行中存在的問題，并針對問題落實相應的指導方案，一定程度上維護電力系統(tǒng)運行的綜合質(zhì)量，打造最合理化調(diào)度體系，促進電力系統(tǒng)全面可持續(xù)發(fā)展。

1.4 全控型電力電子開關

隨著電氣自動化技術的不斷發(fā)展和進步，利用全控式期間替代傳統(tǒng)半控型器件已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇。GTR在完成二次擊穿和安全工作區(qū)管理的過程中，由于自身性能因素使得相應的熱容量較小，且對應的過流能力控制效果也不理想，這就需要技術部門結(jié)合其運行環(huán)境完成保護電路或是驅(qū)動電路的處理，不僅增加了電路的復雜程度也增加了運行成本。而在電氣自動化技術推動下產(chǎn)生的MOS，依據(jù)其輸出特性和轉(zhuǎn)移特性能很好地規(guī)避相應問題，借助高輸入阻抗的特性提升運行的時效性，配合功率MOSEET的電壓驅(qū)動器件，就能在器件開通的環(huán)境中完成充電電流的配給，無論是驅(qū)動電路的設計難度還是工作區(qū)域的安全性都具有顯著的優(yōu)勢。

在此基礎上，相關技術部門依托電氣自動化技術還研發(fā)了IGBT，能具備高輸入阻抗和高速特性，在通態(tài)情況下電壓降和GTR相比約為1.5V到3.5V，能在高工作頻率下完成對應工序，并且創(chuàng)設寬度富足且運行穩(wěn)定的安全工作區(qū)，簡化驅(qū)動電路，最大化提升運行的綜合效果。

1.5 單片機

在單片機市場中MC-51依舊是單片機的代表，無論是可靠性還是保密性都具有突出的優(yōu)勢，并且也適用于PIC系列單片機的推廣工作。而在電氣自動化技術全面發(fā)展升級的基礎上，單片機在實際應用中的具體開發(fā)手段也更加多樣，不僅可利用匯編語言完成對應操作管理，還能應用模塊化的C語言或是PL/M語言建立聯(lián)系，確保單片機能及時進行信息和數(shù)據(jù)的獲取，從而維持電力系統(tǒng)運行工作的基本質(zhì)量。

1.6 工業(yè)控制計算機

對于電力系統(tǒng)而言，常規(guī)化的技術升級能有效打造更加和諧且穩(wěn)定的工作運行狀態(tài)，而電氣自動化技術的全面進步能從邏輯電路、集成電路等方面入手，從而實現(xiàn)工業(yè)控制計算機全程控制的目的。一方面電氣自動化技術推動了集成電路的全面發(fā)展，尤其是集成模擬乘法器和集成鎖相環(huán)路等，借助對應的自動控制系統(tǒng)就能維護電力系統(tǒng)運行的基本效率，建構(gòu)更加和諧的技術方案和平臺，為電力系統(tǒng)中相應數(shù)據(jù)的收集、匯總以及電機控制工作提供良好的保障;另一方面電氣自動化技術也實現(xiàn)了邏輯電路的系統(tǒng)化升級，尤其是專用芯片的邏輯設計升級，更好地建立響應速度處理模塊，主要分為4種類型的器件：PROM、FPLA、PAL（一代產(chǎn)品）、GAL（二代產(chǎn)品，與TTL兼容，可編程保密位），其中GAL大大降低了運行中的造價，為簡化電力系統(tǒng)設計難度、強化運行穩(wěn)定性奠定基礎。

綜上所述，利用電氣自動化技術全面推廣工業(yè)控制計算機能有效完成對應的工作，保證電力系統(tǒng)整體運行的和諧水平。例如應用電氣自動化技術支持的工業(yè)控制計算機完成圖表分析、電力系統(tǒng)新產(chǎn)品研制、DMA控制等，對電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展予以支持。

2 電力系統(tǒng)中電氣自動化技術發(fā)展趨勢

科學技術在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，因此電氣自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用范圍將更加廣泛，產(chǎn)生的影響力也將越來越大。微電子技術和電力電子技術也在升級和進步，為電力系統(tǒng)更快速更廣泛的應用運行提供了支持和保障，基于此，電力系統(tǒng)中電氣自動化技術也將向著更多元的趨勢發(fā)展。

第一，電力系統(tǒng)中電氣自動化技術將向著技術進一步創(chuàng)新和系統(tǒng)研發(fā)的方向發(fā)展。無論是技術層面的升級還是技術相關制度方面的健全完整，都將推動電力系統(tǒng)發(fā)展的順利進步，從而提升技術運行管理的綜合效果，建構(gòu)完整的自動化、智能化運行體系，從而確保電力系統(tǒng)逐漸形成綜合自動化目標。

第二，電氣自動化技術將推動電力系統(tǒng)向著保護機制、控制機制和測量流程一體化的方向發(fā)展。例如，將電氣自動化技術應用在電力系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)收集和匯總工作中，確保能完成實時性數(shù)據(jù)分析和運算歸納，從而有效形成對應的保護機制，維持電力系統(tǒng)運行的獨立性和安全性。一方面能建立完成的系統(tǒng)運行保護體系并協(xié)調(diào)對應工作環(huán)節(jié)和細節(jié)，確保電力系統(tǒng)能結(jié)合自動化運行方案不斷調(diào)整具體操作內(nèi)容，進一步提升保護效果和控制合理性;另一方面電氣自動化技術能推動故障自檢工序的全面推進，有效對電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的事故和故障問題進行預測分析，確保效率最優(yōu)化，并能依托實際情況簡約地升級操作程序，維持電力系統(tǒng)運行方案一體化發(fā)展的綜合進程。

第三，電力系統(tǒng)在電氣自動化技術輔助下將向著國際化方向發(fā)展。在實際工作中要積極采取國際統(tǒng)一標準進行對應行為和管理要求的配置，盡管相應工作和國際標準相比還有待優(yōu)化，但卻可以充分肯定國外研究標準對我國電力系統(tǒng)運行管理的影響，提高深層次研究的水平。

總之，電氣自動化技術應用在電力系統(tǒng)中能促進電力系統(tǒng)的全面優(yōu)化，要對其取得的研究成果予以重視，并依據(jù)電力系統(tǒng)的運行需求落實相應的方案，從而維持電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，有利于電力系統(tǒng)常規(guī)化操作和電力管理，為生產(chǎn)生活用電質(zhì)量的全面提高奠定堅實基礎。

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