電氣自動化控制技術在電力系統中的應用

閆凌飛 張志佳

[摘? ? 要]文章基于提高電力系統運行安全性和效益水平的目的，論述電氣自動化控制技術在電力系統中的應用，并提出技術應用的發展策略，共享給相關人員參考借鑒。電氣自動化控制技術的應用能夠提升變電自動化、配電自動化以及供電自動化水平，能夠適應電力系統發展現狀，推動電力行業的現代化發展。

[關鍵詞]自動化控制;電力系統;智能化;安全化

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

Application of Electric Automation Control Technology in Power System

Yan Ling-fei，Zhang Zhi-jia

[Abstract]Based on the purpose of improving the operational safety and benefit level of the power system， a simple discussion is made around the application of electrical automation control technology， and a strategy to promote the application of the technology is proposed， which is shared with relevant personnel for reference. According to the application summary of electrical automation control technology， by improving the level of substation automation， distribution automation and power supply automation， it can adapt to the current development of the power system and promote the development of power modernization.

[Keywords]automatic control; power system; intelligence; security

電力自動化是面向整個電網和能源行業，集成現代化信息技術和互聯網技術以及控制技術等，實現對電力系統發電環節、輸變電環節、配電環節的監測、控制、保護，實現高效運行管理，推動電力行業的持續發展。近年來，我國電力系統自動化國產化水平不斷提高，調度自動化系統和變電站綜合自動化等被積極推廣與應用，獲得不錯的成效。

1 電力系統自動化發展現狀

電力系統自動化涉及到電力能源從生產到消費的全過程，具體包括電力交易、調度管理、發電與輸變電等。其中，調度管理是基于自動化控制技術實現全過程調節、控制與管理;電力交易是對接電力能源生產與消費的管理應用。根據新思思產業研究中心發布的報告顯示，從2012年開始，我國電力系統自動化市場保持逐年增長的發展態勢，2019年電力系統自動化市場規模超過940億元，相比2018年的905億元，增長大約3.9%。隨著電力系統的發展，提出了建設智能電網，通過集成新能源和新材料以及新設備等，綜合運用傳感技術和信息技術以及控制技術等，打造高性能電力系統。使其具備信息化、自動化與互動化等功能，保障電網安全有序、高效運行。當發生運行故障時能夠自愈且具有較強抗壓性，可適應新能源的隨機接入。這便需要優化配電與變電以及用電等的基礎設施，以促進電力系統的自動化發展。

2 電氣自動化控制技術在電力系統中的具體應用分析

2.1 關鍵技術

現代電力系統的典型模式為智能電網，具有發電自動化、變配電自動化等特點。從系統的構建與運行分析來看，采用的電氣自動化控制技術主要有：①計算機技術與通信技術。構建的智能電網，依托高性能的計算機技術和高水平的通信技術，實現配電與輸電等的自動化，使得運行的安全性與效率水平得到提高。采用現代通信技術，支持數據信息高水平且安全傳輸，助力運行與調度管理相關業務的高效落實，創造更多的效益與價值。②PLC。基于PLC的電氣自動化控制系統，依托計算機技術手段以及自動控制技術，使得內部存儲能力增強，系統運行管控水平得到提高。電氣自動化控制系統具有強大的數據采集功能和分析功能等，為運行管理和調度優化提供支持與保障。③仿真技術。目前，電氣自動化控制技術快速發展，技術水平不斷提高。自動化的實現需集成大量的設備和系統，采用仿真技術，對電力系統進行設計分析，提供模擬實際的試驗條件與環境，使得監控功能得到強化，高效控制成本。④智能化技術。采用智能化技術，輔助電力系統的規劃以及監控，實現對數據信息的高效采集與處理，促使電力系統高效率運行。通過自動化監測與故障精準有效處理，助力電力系統安全穩定運行。

2.2 系統功能

2.2.1 無人值守

按照智能電網的發展要求，開展智能變電站建設，綜合運用電力系統自動化技術與智能化技術，最終實現無人值守。依托電氣自動化控制技術手段，實現對人力資源的高效利用，提高電網自動化水平，跟上智能電網的發展步伐。無人值守模式下，利用集控中心遠程控制系統，實時采集變電站運行參數和設備信息，達到遠程在線監測的效果。與此同時，變電設備數字化功能的實現為變電站運行管理提供技術支持。如果電力系統突發運行故障，集控中心快速反應，向上級控制中心反饋，并且實施遠程處理，節約了問題處理的時間，確保電網安全穩定運行。除此之外，采取無人值守模式，減少值班人員，釋放更多的人力資源。

2.2.2 可視化調度

現代電力系統融合了高性能的智能化技術，實現了調度自動化，增強了系統運行的可靠性與安全性。借助系統中配置的傳感器采集數據信息，結合運行設備絕緣監測方法，精準檢測故障，開展故障分析，使得系統安全穩定運行。引入的遙視技術，正是集成網絡視頻技術和數據自動化采集技術，開發了遙視系統功能、系統安全保衛功能、消防系統、環境監測功能等，將系統適當開放，各級使用者能夠利用自身的權限，采集實時數據與信息，動態獲取變電站運行的狀態信息。當發現故障或變電站設備數據異常，系統會立即反饋報警，根據數據分析制定處理措施，進行自動化處理或者發布處理指令。借助系統的調度視頻會議功能，實現可視化調度處理以及應急指揮，形成強大的安全防護系統，創造自動化控制的效益與價值。

2.3.3 設備故障自動化診斷

隨著電力系統自動化技術的不斷創新與優化，為設備運行管理與維護提供了強有力的支持與保障。將計算機技術、通信技術、智能化技術等融入到電力生產全過程，借助自動化控制系統，強化對每個生產環節的控制。智能變電站構建監測系統，輔助對設備進行自動化檢查，依托GPS技術，實現對故障的精準定位，高效處理設備故障。基于“大數據”的積累與分析，形成專家數據庫，借助數據信息與專家經驗，處理變電站運行的問題，保障其安全穩定運行。

2.3.4 數據信息的自動化處理

面向智能電網的發展，將電力系統自動化技術與電網系統緊密結合，輔助數據信息的實時化采集與處理，輔助各項管理工作的開展與落實。通過資源的高效率整合與分享，滿足多樣化需求。未來，電氣自動化控制技術持續升級與優化，兩者之間的融合度不斷增強，對故障的識別與應對能力也隨之提高。為發揮電氣自動化控制技術的價值與作用，實現數據和信息的自動化處理有著重要意義。這需要積極開發相應的功能模塊，輔助相關作業的開展與落實^[1]。

3 電氣自動化控制技術在電力系統中的應用發展策略

3.1 提高故障“自愈”能力

面向電網的智能化發展，電氣自動化控制系統的優化與升級要圍繞提高故障自愈能力，加大研究和投入力度。近年來，很多電力公司圍繞智能配電網自愈控制技術開展相應的研究與開發，促使配電網性能水平得到提高。通過實現系統的自我感知、自我診斷、自我決策以及自我恢復等功能，促使區域供電安全穩定。實現配電系統的自愈功能，需要借助光纖通信網，將配備智能控制系統的電房聯通。當出現運行故障后，能夠瞬時定位且隔離，并且在2s內完成轉供電。為縮短停電時間，提升供電服務水平，電力企業高度重視線路的自愈能力，促使電網運行故障發生后可自動快速恢復供電，用戶幾乎感受不到停電。以某城市配電線路為例，采取主站+就地式自愈模式，實現電網的自愈率可達到100%，同時供電可靠性達到99.998%，年平均停電時間控制在2.25min左右，有效提高了電力服務的水平，避免由于電力故障造成的損失。

3.2 構建信息采集系統

現階段，電力系統中電氣自動化控制技術的應用規模不斷擴大。實現技術的應用價值，就要注重信息采集系統的構建。在進行自動化控制系統建設時，選擇某個區段的線纜初始位置和終端位置，安裝高性能的傳感器裝置，例如，霍爾元件等，實現對數據的采集與分析;利用通信系統完成數據信息的迅速傳輸，發送到信息化系統中心，動態調整與分析參數。如果數據參數超出閾值，則系統可自動報警。未來，智能電網背景下，無人值守和高自愈水平等的實現，都離不開數據信息的支持，然而電力系統的規模不斷擴大，每時每刻都會產生海量數據信息，對數據信息采集系統的性能和水平提出了較高的要求。構建數據信息采集系統時，要結合電力系統實際情況，面向數據管理需求，配置高性能的數據庫和軟硬件，構建效率較高的數據信息采集系統，實現對數據的快速采集與利用，實時掌握電力系統的運行狀態，分析潛在問題，采取應對措施^[2]。

3.3 構建強大的通信系統

電力系統各個部分的運行，包括智能電網和變電站等，均依靠通信技術與系統。按照電力系統自動化的應用需求，構建通信系統，融合智能化技術手段，例如，光纖通信技術，增強系統整體的運行效果，保障信號得到快速傳輸以及調整，減少自然因素和運行環境因素的影響，防范信號不穩定情況的出現。構建的通信系統，切實運用傳感器裝置，采集并傳輸電力系統數據，經過光電轉換設備成為光信號。將經過調節與處理的信息傳送到信息化系統。值得注意的是，構建通信系統必須要堅持從實際需求出發的原則與要求，做好全面的把控，保證其應用價值的實現。

3.4 重點發展配電自動化

從我國電力系統自動化發展現狀來看，配電自動化水平不高，與提出的發展目標還有著很大距離，需重點發展配電自動化技術。實踐中可采取以下措施：①加大技術創新力度。未來，智能電網的局面是多種發電模式并存，很多新能源將會大規模引入，給電網穩定運行帶來挑戰。在大規模接入新能源前，要加大技術創新和研究力度，積極引入新技術與新理念，破解遇到的困難，使得配電網自動化性能得到優化，提高配網自動化覆蓋率。②積極培養技術人員。隨著電力系統的自動化與智能化發展，系統運行與管理模式將會發生很大變化，尤其是無人值守的大規模推行，很多崗位需要整合，為其他崗位工作的開展提供支持與保障。這樣便需要結合發展實際，積極培養未來型技術人員，推動電力系統自動化與智能電網的發展。③引入新設備與新技術。打造堅強電網，要積極完善軟硬件基礎。實踐中要積極引入新設備與新技術，形成高水平的電力系統，滿足自動化控制和智能化運行監控等系列需求，創造更多的價值。

4 結語

綜上所述，電力系統運行實踐中，電氣自動化控制技術的應用可以起到積極的作用，具有推廣應用價值。從未來發展的角度，電氣自動化控制技術的應用與發展需要強大的通信系統和信息采集系統等的支持，需圍繞各方面加大投入與建設，打造堅強電網。

參考文獻

[1] 李海芹，申向麗.電力系統配電網技術在農機自動化控制中的應用[J].農機化研究，2021，43（5）：254-258.

[2] 梁友飛.電氣自動化技術在電力系統運行中的應用分析[J].海峽科技與產業，2020（6）：42-44.