電氣工程自動化技術在電力系統運行中的作用

梁健華

[中圖分類號] TM76;TM732

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0085-02 The Role of Electrical Engineering Automation Technology in Power System Operation

Liang Jian-hua

[ Abstract] In this research process， the key technologies in electrical engineering automation are analyzed， and the application benefits in powersystem are analyzed. The matters needing attention in flexible AC transmission， virtual simulation evaluation， artificial intelligence management andpower grid dispatching coordination are studied， so as to provide effective reference for the reform and optimization ofpower system under the concept ofintelligent control.

[ Keywords]

electrical engineering automation; power system; key technology; application research

隨著科學技術的不斷發展和完善，電力系統已經得到了本質上的轉變，開始從傳統的人工調控轉變為基于現代技術的智能化管控，有效提升了輸電質量及用電安全系數。尤其是在電氣工程自動化技術與電力系統結合后，柔性輸電調控、虛擬仿真評估、智能協調調度等促使電力系統自動化水平升級，實現了高效化、智能化、綜合化管理，使我國電力系統發展邁上了一個新臺階。

1 電氣工程自動化技術概述

電氣工程自動化技術是在電子技術、微機控制技術、計算機網絡技術、電氣技術等基礎上形成的智能控制技術，可按照分析一管理一控制模式實現集成控制，在成高集成、高整合的數據信息體系基礎上快速判斷系統運行狀態，實現實時化、自動化、有效化調控，從而保證系統可靠、穩定運行，如表1所示。

電氣工程自動化技術的核心在于智能管控，即依照監測、仿真等過程中的數據信息評估電力系統的運行狀況，在高集成、智能化構造基礎上快速實現系統故障“反應”，以達到輸配電質量的提升和優化。

2 電氣工程自動化技術在電力系統中的作用

2.1 柔性交流輸電

柔性交流輸電技術是綜合電力電子技術、微處理和微電子技術、通信技術和控制技術而形成的用于靈活快速控制交流輸電的新技術，可以通過自動化裝置和電力電子元件等消除輸電潮流，保障電力系統的安全性和穩定性，具體狀況如圖1所示。

（1）遠程監測。運用遙感技術、電力儀表等快速采集電力系統狀態數據，計算有功功率、無功功率、系統潮流、輸電電容等是否在安全范圍內，一旦超出閾值就通過中央監控臺實施調控處理。

（2）中央調控。配合整流器、逆變柜、補償器等形成綜合控制裝置，在電力系統運行過程中最大限度地消除潮流對輸電效益的影響，保證電力系統長距離、人功率輸電的平穩性，在人規模新能源接入時調控效果非常顯著。

2.2 虛擬仿真評估

虛擬仿真作為電氣工程自動化中的核心技術，能夠在運行模擬過程中查找問題、發現問題并仿真處理，從而達到電力系統的高效管控。

現階段我國已經基本實現了電力系統的自動化仿真，利用Matlab、Proteus等快速搭建電力系統仿真下臺，按照實際運行狀態構建電力系統模型，并將所有的電力數據、設備數據等傳輸到仿真模型中，為電力系統管理提供了有效決策依據。尤其是在動態顯示技術運用后，我國電力系統開始構建以數據庫技術、數據采集、監控控制技術、動態顯示技術于一體的綜合性虛擬仿真平臺，以實現三維立體場景中的高效化仿真管理，具體如圖2所示。

在上述模型中將狀態數據導入后可以明顯觀測電力系統的實際狀態，并且還可以直接獲取各個模型單元的數據結果，其效果更加直觀。此外，在該仿真過程中得到的電力數據具有前瞻性，可以實現實時化、動態化電力運行狀態評估，針對可能出現的問題及時調整和優化，防患于未然。

2.3 人工智能管理

人工智能管理在我國電力系統運行管理過程中已經基本普及，主要利用電氣工程自動化技術實現遠程監測、遠程遙控，在故障發生后第一時間實現故障報警、故障點定位、事故單元切除等，以最大限度地縮短電力系統停電時間，提高安全性、穩定性和可靠性。

如在電力系統中可構建饋線自動化管理體系，利用土站、STU、環網柜等實現智能監測及自動控制，從而達到快速自愈的效果。該系統中，一旦電力系統設備、線路等出現問題，饋線自動化系統中的STU準確定位故障區段，并配合分段開關和聯絡開關完成故障區段的斷開和非故障區域的重合，如圖3所示.

上述智能管理過程中可依照實際情況合理選擇就地式、集中式或分布式自動化方案，依照系統中的各項故障數據快速判斷故障位置、現場情況等，并配合遠程投切裝置有效隔離故障區域，為電力系統管理和修復提供有效保障。

2.4 電網控制調度

從目前情況而言，我國電力系統調度自動化主要包括電力調度組織、電力遠動系統、調度自動化結構等，可以實現SCADA監視控制與數據采集、AGC自動發電控制和EDC經濟調度，對電力系統發展具有至關重要的意義。

為保證電力系統的安全效益和經濟效益，上述系統運行過程中需在實際用戶用電需求基礎上開展相應電力調度，保證電力分配的科學性、合理性和經濟性。一般可構建SCADA系統，利用EMS架構、UNIX架構等形成合理的調度形式，快速完成電力數據的采集、傳輸、處理，實現高效人機交互和調度分配，其具體狀況如圖4所示。

3 電氣工程自動化技術的效益評估

從安全系數方而考慮，在運用電氣工程自動化技術后，電力系統故障管理、潮流管控、電量調度等效果均得到明顯改善和提升，全而推動了其自動化、智能化、智慧化運行成效，降低了電力故障事故發生率。

從經濟性角度而言，借助電氣工程自動化技術能夠實現電力系統故障的前瞻性處理，配合柔性交流輸電技術、電力自動調度技術等，將其控制在可控范圍內，從根本上緩解了事故的嚴重性，減少了電力系統經濟損失。

某地區電力系統2016年開始進行改革升級，利用電氣工程自動化技術實現人規模風電接入后的系統調整和管控，有效提高了電力系統的安全效益和經濟效益。調查數據顯示，2018年基于電氣工程自動化技術的電力系統投入使用后，其可靠性指標達到99.8%，用戶甲均故障停電時間僅為0.54h，如表2所示。

4 結束語

電氣工程自動化技術能夠有效提升電力系統運行的安全性、穩定性和可靠性，對電力系統發展具有至關重要的意義。電氣工程自動化技術應用到電力系統中可以明顯改善其系統性能，通過柔性交流輸電、虛擬仿真評估、人工智能管理、電網調度協調等實現裝置、設備等的有效保護，達到電力系統的安全、高效協調調度，值得在今后研究中進行深入挖掘和推廣。

參考文獻

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