輸配電工程中自動化控制技術的運用分析

黃種川

廣東建能電力工程有限公司，廣東，廣州，511400

0 引言

輸配電工程系統比較復雜，為實現電力穩定輸配，必須將自動化控制技術良好地融入輸配電管理體系中。在輸配電工程實際運行過程中，受到內外部不穩定因素的干擾而容易發生各類故障問題，不利于社會電力的穩定供應，為提高輸配電工程的運行質量，可依托于自動化控制技術對電氣設備進行監測管控，盡可能降低故障發生率。一旦出現故障隱患，則可實現快速響應，降低故障問題給電力供應帶來的危害。

1 輸配電工程自動化控制概況

輸配電工程包括電氣設備、車間變電所、高壓變電所線路、低壓配電線路、總降壓變電所等，呈樹形管理結構，故對電力系統線路提出較高要求，在實際運行管理期間，需以用戶需求為依據做好系統布線，故在輸配電工程中形成了復雜的系統線路，在此形勢下，合理應用自動化控制技術成為保障輸配電工程穩定運行的關鍵[1]。在自動化控制條件下，可通過監管控制等措施管理輸配電工程，以計算機系統及自動化設備為核心控制輸配電工程硬件設施及軟件系統。根據輸配電工程實際情況，可將其劃分為多個技術層次，即用戶層次、饋線層次、管理層層次、變電站層次，使輸配電工程能夠按照技術層次有序進行自動化管理。自動化控制技術在輸配電工程中實現穩定運行時，可將電力系統運行數據轉化為數字信號，數字信號傳輸至計算機系統，數字信號被計算機系統接收并處理后再次傳輸，以此實現了運行數據在整個輸配電工程中的暢通流轉，為實時監測控制奠定了基礎。在上述過程中，無需人為干預，在自動化控制技術作用下即可完成，以此極大提高了輸配電工程監管效率，并減少了人為失誤，繼而依靠自動化控制技術完成了輸配電工程的各級信息管控。

2 自動化控制技術在輸配電工程中的應用優勢

2.1 節能智慧化

電力輸配電工程系統建設成本相對較高，且在運行期間存在較大能耗，在現代化社會背景下，可借助自動化控制技術優化輸配電工程系統運行管理模式，降低線損，實現智慧節能。對于輸配電工程而言，降低能耗的關鍵在于減少輸配電期間的能量損失，在自動化控制技術應用下，可對輸配電工程運行數據進行監測，及時發現并解決異常數據，為電力供應營造穩定性環境，以此優化用戶用電體驗。但在輸配電過程中，自然因素與人為因素同樣可造成電力損失，故為實現電力能源最大化利用，需引入并應用自動化控制技術，盡可能減少電力損耗[2]。

2.2 降低運營成本

依托于自動化控制技術，能夠進一步搭建輸配電工程智能管理平臺，借助該智能管理平臺，可將部分人為操作工作轉為自動化控制管理，例如遠程監測輸配電工程運行參數與數據，并對輸配電工程內電氣設備進行自動控制，繼而實現無人值守，減少人力成本。除此之外，在自動化控制技術應用下能夠精準獲取電力系統數據，以真實數據信息為支撐制定輸配電工程供電策略，以此可提高供電科學性，并降低供電期間的能源損耗，以此削減輸配電工程的運營成本。

2.3 減少安全隱患

自動化控制技術在輸配電工程中的應用可在一定程度上優化電力質量，合理制定供電方案，提高電源質量及穩定性，以此能夠有效規避閃邊、電源沖擊等故障問題，為輸配電工程電力設備穩定運行創造良好條件。此外，自動化控制技術可實時監控輸配電系統運行狀態，一旦電力系統內出現異常數據可被第一時間捕捉，及時發現異常故障并快速響應，進行快速定位并解決故障問題，自動隔離故障線路，將輸配電工程故障所帶來的安全隱患降至最低。

3 自動化控制技術在輸配電工程中的具體應用辦法

3.1 規劃配電系統

隨著現代化社會的進步發展，用電量逐年上升，據國家能源局數據統計，我國2021全社會用電總量為83128億千瓦時，圖1為2016年至2021年用電量統計數據。不難看出，電力用量穩定增加，為滿足逐年增長的電力需求，應對輸配電工程進行合理規劃，盡可能降低電力損耗，提高電力利用率，緩解目前的電力供應難題。

圖1 2016年至2021年用電量統計數據

自動化控制技術在輸配電工程中的應用可減少電力損耗，實現合理供電，為切實發揮出自動化控制的技術優勢，需合理規劃輸配電工程系統。

（1）更新控制方法。在智慧電網持續推進期間，輸配電工程致力于打造無人值守的新型管理控制模式，此時可融入自動化控制技術，以數字信息信號載體，使輸配電信息能夠在整個系統體系內高效穩定傳輸，并實現數字信號實時接收，以此提升輸配電工程控制效果。相較于傳統管理控制模式，該控制辦法具有顯著優勢，在自動化控制技術幫助下能夠初步實現無人值守，減少輸配電工程運行成本，同時，通過電力系統數據實時傳輸控制，可為供電決策的制定提供數據支持，以此提高電力資源利用率。

（2）提升管理水準[3]。在自動化控制技術應用下，可將輸配電工程各要素進行關聯結合，將輸配電工程整合，構建既統一又分散的管理結構，以此全面監測輸配電工程所有設備，預防故障問題的發生，使輸配電工程管理工作更為高效。

（3）簡化運行流程。從用戶層次、饋線層次、管理層層次、變電站層次進行輸配電工程管理，對日漸復雜的電網結構進行簡化，在完成層次劃分基礎上，改進輸配電操作流程，依靠自動化控制技術革新管理模式，以此實現電力資源的穩定配置，減少電力損耗。

3.2 增強控制功能

為確保自動化控制技術能夠在輸配電工程中切實發揮出其優勢，需將自動化控制技術切實融入輸配電工程的各個方面，盡可能拓展并增強自動化控制技術的功能。

（1）智能控制功能。在實踐應用期間，依托于自動化控制技術進行電路調節，并自動控制輸配電工程中的供電設備。例如：在自動化控制技術幫助下，可依據用戶用電數據，在非用電高峰階段智能關閉部分電力系統，或將部分電力資源跨區域運輸至產業單位，避免出現輸配電系統閑置運行的情況。待進入用電高峰階段后，可在自動化控制技術運行下開啟供電系統，用于滿足用戶用電需求，繼而實現靈活化調節輸配電系統，提高電力資源利用率。

（2）電氣保護功能。運用自動化控制技術對輸配電工程設備進行實時監測，分析故障隱患，當有故障發生時，可自動化分析輸配電線路電流、電壓等參數，完成故障定位后自動化切斷故障線路，將電氣設備故障危害降至最低。獲取電力故障信息的同時，相關信息數據能夠直接傳輸給運維人員，為故障搶修作業提供依據，使故障問題可在最短時間內解決。

（3）可視化監視。在輸配電工程運行期間，可根據電氣設備狀態進行可視化顯示，如運用綠燈代表帶電設備，運用燈源閃爍現象代表電壓不穩等，故障嚴重時，在自動化控制技術作用下可發出警報聲，通過視覺與聽覺提醒管理人員及時檢查，繼而使輸配電工程系統運行狀態可始終處于可控狀態下。

3.3 人工智能技術

在輸配電工程自動化控制期間，可融入人工智能技術，對神經傳導及人體感官進行模擬，提升電氣設備智能化程度，進一步提高自動化控制效果。在輸配電工程中，人工智能技術的自動化控制功能主要體現在以下兩個方面。

（1）借助智能診斷技術模擬人體神經傳導網絡，在集成電路及傳感器設備幫助下傳遞設備信息，通過人工智能診斷技術進行故障自動診斷。結合輸配電工程實際概況來看，當電氣設備發生故障問題后，將會發出振動，并將振動信息轉化為電信號，并通過電信號篩選整合分析故障線路所呈現出的不穩定信號，以此為依據進行故障識別定位。

（2）人工智能診斷技術在故障識別定位方面具有顯著優勢，但無法實現故障切斷與自動修復，為彌補該技術不足，可將智能診斷技術與計算機信息技術相結合，將人工智能專家系統接入到計算機網絡中，借助邏輯算法、建模系統、數據庫等方式，使智能診斷所發現的故障信息轉化為可視化模型，根據故障表現從專家系統內檢索篩選解決應對措施，并通過自動化控制，自行解決常見故障問題，以此緩解輸配電工程故障壓力，實現自動化排故。

3.4 遠程控制管理

輸配電工程的自動化控制管理能夠實現電網運行狀態的實時監控，第一時間捕捉異常數據及故障表現，并及時隔離故障線路及設備，避免故障惡化，為輸配電工程的穩定運行奠定良好基礎。城市化進程的持續推進，帶動了輸配電工程的發展建設，增大了電力系統維護壓力，若仍采用人工方式進行管理維護，則會形成較大工作量，且會造成較高成本，故在現階段建設發展中，如何在實現穩定供電的同時降低成本成為輸配電工程關鍵性問題。在此形勢下，可迎合輸配電工程自動化控制趨勢，應用遠程控制手段監控管理輸配電工程，以計算機網絡為紐帶，對異地輸配電系統設備進行操作。隨著智慧電網的持續建設，遠程控制現已逐漸被應用到輸配電工程中，通過遠程監測避免電力流失等問題，實時把控輸配電工程運行狀態，繼而使輸配電工程實現無人值守。為滿足日益增長的電力需求，輸配電工程建設規模及數量均得以提高，傳統化人工監測無法滿足高精度監測要求，故在輸配電工程自動化控制建設過程中實現遠程控制是極有必要的。在遠程控制期間，應根據輸配電工程實際情況設計信息輸送點及網絡交換機，做好閘門配置工作，使遠程控制技術所采集的輸配電工程運行信息數據能夠以可視化的形式呈現出來，繼而實現輸配電工程的遠程高效管理[4]。

3.5 多種技術關聯

在現代化背景下，各先進技術日漸完善，為進一步提高輸配電工程自動化控制效果，應逐漸融入先進技術，通過多種技術關聯釋放技術紅利，使自動化控制技術能夠在輸配電工程中切實發揮自身優勢。

（1）將大數據技術關聯至輸配電工程自動化控制體系中，根據實際需求設計多種數據庫，用于分類存儲故障報警、電能質量、遠程計量、運行參數等信息，可進一步挖掘應用數據信息，以真實化、精準化信息數據為依據分析供配電工程內的故障隱患，定位管理盲區，分析低效內因，使輸配電工程運維工作更為科學有序。

（2）可將BIM關聯至輸配電工程自動化控制體系中，根據輸配電工程系統結構將其轉化為立體模型，依托于立體模型可實現直觀的線路管道分析管理，消除潛在質量隱患，并為輸配電系統的穩定運行奠定良好的基礎。

4 結語

綜上所述，自動化控制是輸配電工程建設發展的必然趨勢，應結合實際情況，最大限度地發揮出自動化控制技術在輸配電工程中的優勢。在自動化控制技術實際應用期間，應合理規劃運行系統，逐步增強自動化控制功能，引入人工智能技術，并對輸配電工程進行遠程管理，對電力系統的運行情況進行實時把控。此外，還可將自動化技術與其他技術進行關聯，進一步提高自動化控制效果。