自動化運行技術在輸配電及用電工程中的應用

國網濟南供電公司 徐 剛

自動化運行技術具有顯著的復合型特征，所以該技術在較多行業(yè)、領域中得到廣泛應用，對于推動我國社會經濟發(fā)展有著顯著作用[1]。電力行業(yè)同樣可以引入自動化運行技術，對供電效率和質量進行優(yōu)化，同時改善以往人工管理不科學、操作不規(guī)范等問題，提高電力系統(tǒng)運行的安全性。但由于該技術在電力領域的應用時間較短，仍存在一些問題，因此需要更多時間來完善，促使自動化運行技術逐漸成熟。另外，加強各類影響因素的控制，降低對電力系統(tǒng)的負面影響，為電力行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好條件[2]。

1 自動化運行技術發(fā)展概述

在現代社會發(fā)展過程中，自動化技術已并不陌生，甚至成為個別領域的動力來源，自動化運行技術主要由通信技術、計算機技術為基礎，并且具有顯著的智能化特點，充分解決現代化生產流程復雜的問題，簡化生產步驟減輕工作量。目前，一些行業(yè)、領域都應用了自動化運行技術，這也加快了我國工業(yè)發(fā)展速度，包括人們日常生活也得到了極大便利，自動化技術得到廣泛認可[3]?？傮w來說，自動化運行技術已經成為各行各業(yè)必然的發(fā)展趨勢，并且具有顯著的潛力，只要能夠深入挖掘必然可以獲得更大的發(fā)展空間。

2 自動化運行技術在輸配電及用電工程中的應用優(yōu)勢與原則

2.1 自動化運行技術優(yōu)勢

自動化運行技術對于我國電力行業(yè)發(fā)展有著顯著影響，運行優(yōu)勢主要體現在多個方面，如融合自動化運行技術后，電力系統(tǒng)將會得到全面升級，促使用電工程愈發(fā)安全。通過引進計算機技術，實現了電力系統(tǒng)設備自動化巡檢，在減少人力資源投入的條件下，仍然能夠提高設備巡檢效率，從而減少電力系統(tǒng)故障問題，促使電力供應質量得到增強。除此之外，借助自動化運行技術，可以隨時獲取電力系統(tǒng)數據信息，通過分析整理即可判斷是否存在故障問題，以確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。同時，自動化技術節(jié)約了人力資源投入，這也是降低運行成本的有效措施，能夠實現電力工程最大化經濟效益。

2.2 自動化運行技術應用原則

在應用自動化運行技術時，要確保與電力系統(tǒng)設備型號匹配，這樣才能發(fā)揮出自動化技術的作用與價值，因此要根據電力企業(yè)自身發(fā)展需求，選擇相應的自動化技術與設備，在引進前必須全面考慮，包括設備的運行操作、維護、功能以及價格預算，等等。另外，自動化運行技術正在不斷發(fā)展、創(chuàng)新，使用過程中要保證技術的先進性，從而大幅度提高電力系統(tǒng)自動化運行效果。同時，要重視自動化運行技術應用安全，嚴格按照規(guī)范進行操作，通過強化安全意識避免造成安全事故，嚴格遵循自動化運行技術安全原則，為參與電力系統(tǒng)運行的工作人員提供更多安全保障。

3 自動化運行技術在輸配電及用電工程中的應用分析

3.1 自動化運行技術在智能變電站的應用

3.1.1 組態(tài)軟件的設計

對于自動化運行技術來說主要依靠計算機網絡實現，充分融入的電路、電器的運行中，通過全程控制達到有效管理，維護智能變電站的基本運行。除此之外，自動化運行技術的應用實現了組態(tài)軟件監(jiān)控界面的設計，同時配置了PLC等設備。在設計過程中構建監(jiān)控數據庫，同時將數據庫與PLC連接，就能設計出操作按鈕等重要圖形，并且保證圖形與數據之間形成匹配、優(yōu)化連接，在智能變電站運行過程中發(fā)現異常，即可以聲、光等形式的報警給予提示，同時要設計操作說明書，提高使用過程中的便捷性。

3.1.2 圖像監(jiān)視與安全預警系統(tǒng)的設計

安全是智能變電站運行中的主要任務，可以借助自動化運行技術加強防范，優(yōu)化圖像監(jiān)視與安全預警系統(tǒng)，以此來提高智能變電站的安全可靠性。一般情況下會在智能變電站的外圍區(qū)域安裝紅外探測裝置或電子柵欄，大門位置與進出口安裝攝像頭，內部同樣需要安裝監(jiān)控，尤其是比較重要的防范位置。同時，應加強智能變電站的防火防盜系統(tǒng)，通過結合自動化運行技術，確保能夠自行監(jiān)控，并及時傳遞信息，發(fā)送到智能變電站的調度是預警系統(tǒng)，在出現意外情況時及時處理。

3.1.3 電子式互感器設計

智能變電站中的電子互感器主要由傳感器模塊、合并器兩個部分組成，傳感器模塊的作用為劃分高壓電輸電裝置，首先獲取運行過程中產生的數據信號，其次在輸送前進行調頻，確保信號能夠順利傳達。目前，電子互感器以有源、無源進行區(qū)分，這兩種設備在使用上有不同的優(yōu)點，如有源式互感器的應用，提高了系統(tǒng)電流與電子檢測，無源式互感器則增強了光傳輸檢查過程中的精準性，確保獲取動態(tài)話監(jiān)控數據信息。電子互感器在運行時，可以加強智能變電站的安全性，通過高壓信號檢測、感應與分類，及時發(fā)現電流量中的異?，F象，如智能變電站電流量過大、迅速上升等，并且電子式互感器能夠有效擴大監(jiān)測范圍，通過保護裝置進行分流處理，從而避免造成較大的安全事故，提高智能變電站運行安全。

3.1.4 電力系統(tǒng)廣域保護

目前，自動化運行技術在電力系統(tǒng)廣域保護中廣泛應用，這也是維護電力系統(tǒng)運行的關鍵環(huán)節(jié)，電力系統(tǒng)廣域保護的作用主要體現在后備防護上，能夠為智能電網的運行創(chuàng)造有利條件。相比傳統(tǒng)的繼電保護裝置，電力系統(tǒng)廣域保護范圍更大，并將智能電網作為整體展開實時監(jiān)控，借助計算機設備獲取數據、分析數據，即可詳細判斷電氣量，最終得出警告或跳閘擬定結果。在實際運用中可以看，電力系統(tǒng)廣域保護，無論數據采集還是防護效率都有明顯提升。目前，廣域保護大多分為IED分布式、集中式以及兩者結合應用三種不同類型，大多會按照實際需求選擇使用，以便能夠對應智能變電站的實際工作情況，為智能電網的運行提供充分保護。

3.2 自動化運行技術在電網調度中的應用

在以往的電力系統(tǒng)運行過程中，大多采用人工操作控制模式，而自動化運行技術的推行、應用，主要從20世紀九十年代開始，在該時期融入通信技術、計算機技術，打造就具有智能化特點的自動化操作系統(tǒng)，伴隨自動化運行技術的發(fā)展，已經逐漸成為電力系統(tǒng)中不可或缺的部分。目前，自動化運行技術在電網調度中得到廣泛應用，切實提高了電網運行調度工作水平，尤其是電網調度數據采集、分析以及處理效率得到顯著提高。除此之外，通過自動化運行技術，電網運行過程中大多為自動啟動操作，自動下達指令開展電網調度工作，因此自動化運行技術能夠有效控制各類生產設備，關乎電力系統(tǒng)的良好運行，實現了自動化調度控制的目標。

3.3 主動對象信息數據庫技術

在現代社會中信息數據是非常重要的因素，也是現代科技中不可或缺的部分，只有及時獲取數據信息，經過分析處理才能提高運行效率。以往我國電力系統(tǒng)在數據處理方面相對較為落后，但隨著自動化運行技術研發(fā)，數據采集效率大大提高，并且從被動采集轉變?yōu)橹鲃硬杉?，為電力系統(tǒng)的管理工作提供重要支持。簡單來說，主動對象信息數據庫技術，其核心是在特定的條件與時間，對數據信息展開自動化處理，包括提高數據分析精準度、遠程管理電力工程系統(tǒng)等，若電力系統(tǒng)在運行過程中出現問題，管理人員借助數據庫技術收集信息展開分析，即可獲取相應的決策方案，對電力系統(tǒng)進行有效維護。

3.4 變電站自動化技術

自動化運行技術對于電力工程有著重大影響，尤其在變電站中的實際運用，結合了現代通信、計算機以及其他電子設備技術，增強了變電站的智能化操作，借助自動化技術即可實現無人值守、一體化倒閘操作等。相比傳統(tǒng)人工管理模式，自動化運行技術有利于減少人為操作造成的失誤，并且對運行過程展開優(yōu)化處理，充分保障變電站的安全性。由于變電站本身結構復雜，在運行維護過程中，若采用人工的維護方式，必須保證各個環(huán)節(jié)精準否則將會造成嚴重的安全事故，相比之下自動化運行技術實現了無人值守、無人維護，變電站內某個環(huán)節(jié)出現問題，系統(tǒng)會自動獲取信息并分析，同時反饋給維護人員，確保能夠第一時間檢修，避免故障問題繼續(xù)擴大。

3.5 繼電保護裝置自動化技術

當前，無論是社會還是人們生活用電需求量都有較大提高，所以對供電質量有著嚴格要求，必須保證輸配電過程中的安全性，所以我國也在加強研究電氣工程技術，而自動化運行技術就是對電力系統(tǒng)運行效率與安全的保障措施，能夠為人們提供更好的供電服務。在電力系統(tǒng)中繼電保護裝置是非常重要的部分，可以將自動化運行技術應用到繼電保護裝置中，以此來提高繼電保護裝置的整體性能。以往在電氣系統(tǒng)運行過程中只能起到檢測作用，通過運用自動化運行技術在檢測異常的同時，對故障問題展開警報，同時根據故障的嚴重性切斷異常點，避免異常故障擴大范圍。由此可見，自動化運行技術與繼電保護裝置的融合，能夠充分提高電力系統(tǒng)運行安全，同時為工作人員處理故障提供支持，降低故障問題造成的經濟損失。

3.6 供電系統(tǒng)自動化監(jiān)控技術

對于電力系統(tǒng)的運行來說，監(jiān)控技術是必不可少的環(huán)節(jié)，現階段基于自動運行技術研發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時對電力系統(tǒng)的運行展開分析，這也為輸配電提供了重要幫助。另外，通過自動化運行技術監(jiān)控系統(tǒng)逐漸朝著無人操作方向發(fā)展，通過提前設定相關參數，即可實現無人值守，由監(jiān)控系統(tǒng)對電力系統(tǒng)展開監(jiān)督管理，這也是自動化運行技術的顯著優(yōu)勢，充分提高了電力系統(tǒng)的監(jiān)督管理效率。

自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要分為三個部分，一是信號采集系統(tǒng)，在設備機房與線路中安裝采集設備，以此來獲取音視頻信號、溫濕度數據、數值報警信息等，為電力系統(tǒng)的調度與管理提供重要依據。二是信息傳輸系統(tǒng)，主要借助光纖通信技術，將獲取的數據信息進行傳輸，同時配備了轉換器、解碼器以及交換機，避免數據傳輸過程中造成丟包等問題。三是控制中心，主要由計算機設備組成，接收信號采集系統(tǒng)獲取的數據信息，并將信息以音視頻或圖表等方式展現在計算機中，管理人員通過觀看即可掌握電力系統(tǒng)的運行狀況。除此之外，監(jiān)控系統(tǒng)與安全防護系統(tǒng)形成有效聯(lián)動，在運行過程中可以探測煙霧、玻璃破碎等現象，并由監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警，啟動智能消防設備進行安全防護。

4 自動化運行技術在輸配電及用電工程中的發(fā)展策略

4.1 加大自動化運行技術的推廣

目前，自動化運行技術的應用，切實提高了電力系統(tǒng)運行效率與質量，在輸配電與用電過程中的效果顯著，不過自動化運行技術并沒有在全國的范圍內進行覆蓋，個別地區(qū)沒有實現電力系統(tǒng)的升級。因此，加大自動化運行技術的推廣迫在眉睫，應借助自動化技術對電力系統(tǒng)展開升級改造，尤其是遠程通信技術、自動化管理技術，是促進我國電力行業(yè)持續(xù)性發(fā)展的重要舉措。另外，應加強輸配電自動化系統(tǒng)的建設，將自動化技術與通信技術應用到其中，以此來對電力系統(tǒng)運行展開自動化監(jiān)測和配電管理。當下，我國積極實施配網改造計劃，并且提出了改造標準和要求，積極引入自動化運行技術，不斷擴大技術應用范圍，最終實現自動化發(fā)展目標。

4.2 提高電力管理人員應用能力

雖然自動化運行技術減少了人力資源投入，但是在電力系統(tǒng)運行過程中仍然需要有管理人員對系統(tǒng)進行操控，但是受到我國電力領域對于自動化技術的應用時間并不長，因此相關專業(yè)人才資源不足。同時，電力管理人員沒能掌握充足的自動化技術，從實踐運用就能看出，一些管理人員專業(yè)技能不足，無法熟練操作自動化運行系統(tǒng)，因此應加強培養(yǎng)力度，想要推動自動化運行技術的落實，必須依靠大量專業(yè)人才作為支撐，相關部門必須開展培訓教育工作，注重培養(yǎng)電力專業(yè)與自動化技術專業(yè)方面的優(yōu)秀人才。

4.3 健全自動化運行技術應用制度

在自動化運行技術全面應用的條件下，應構建完善的管理制度，如在制度中完善相關管理辦法、劃分管理節(jié)點、明確崗位職責、建立管理目標等，以此來找準著力點提高自動化運行技術的效能。在制度中落實供電定額管理，從而實現供用電單位月調度、年考核、調度督導等措施的落實。雖然自動化運行技術提高了電力系統(tǒng)的智能化水平，但歸根結底仍然要通過人力資源操作和控制，那么過程中必然會涉及安全問題，在制度方面可以設置自動化運行技術操作規(guī)范、安全管理措施，同時完善獎罰制度，對操作不規(guī)范的管理人員展開追究責任等處罰措施，相反供用電管理人員行為良好、工作出色應給予獎勵。

4.4 繼續(xù)引進創(chuàng)新自動化運行技術

雖然自動化運行技術在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用，但由于發(fā)展時間短仍存在諸多問題有待完善，因此自動化運行技術的應用不能安于現狀，必須持續(xù)引進或自主創(chuàng)新，從而形成技術上的突破。在自主研發(fā)方面應加大資金投入，同時借鑒其他國家的經驗，根據我國輸配電與用電工程現狀，打造與之匹配的自動化運行技術。當然，也可以通過引進的形式，對自動化技術進行推廣、應用，不斷提高我國的供電水平，改善輸配電與用電工程中的不足，減少供電過程中的損耗。如山東省相繼引用了后臺自動化監(jiān)控系統(tǒng)，采用光纖通信技術與控制系統(tǒng)完成數據監(jiān)測，同時利用IEC101平衡式規(guī)約、IEC104規(guī)約，實現輸配電與用電工程的管理。

4.5 利用信息技術加強配電管控

自動化運行技術是以計算機信息為基礎研發(fā)，從而對電力系統(tǒng)進行監(jiān)控監(jiān)測、故障分析等，提高了供電系統(tǒng)的管理效率，增強輸配電可靠性、減少故障停電時間。未來在自動化運行技術的發(fā)展方面，應該繼續(xù)圍繞信息技術進行創(chuàng)新，除了優(yōu)化供電系統(tǒng)的運行方式外，應加強供電系統(tǒng)安全防范，通過配電管控杜絕大面積停電，完善智能閉鎖型接地線管理系統(tǒng)、小電流接地選線系統(tǒng)以及變電站監(jiān)控系統(tǒng)，全面保障電力系統(tǒng)運行安全。除此之外，重點研究光線測溫技術、供電就地補償SVG技術，從根本上維護電力系統(tǒng)安全，切實提高遠距離供電質量。為了減少人力資源投入，應落實用電計量自動化管理，也就是實現自動化計量，通過衡器計量數據集中到控制中心，借助數據采集技術、軟件記錄，真正實現無人值守自動化計量。

5 結語

當前，我國電力行業(yè)發(fā)展面臨著巨大挑戰(zhàn)和壓力，無論工業(yè)生產還是日常生活中的用電量都在迅速增加，所以供電質量成為電力行業(yè)發(fā)展的重要考驗。為了滿足電力能源需求，我國電力行業(yè)全面應用了自動化技術，從根本上強化輸配電與用電工程安全。自動化運行技術對于電力行業(yè)來說是必然的發(fā)展趨勢，除了滿足最基本的電力需求外，還能大幅度提高電力運輸效率，減少管理人員的工作量，起到節(jié)省成本投入的效果。當然，電力企業(yè)也可以獲取更多經濟效益，根據自身的發(fā)展情況引進、創(chuàng)新自動化運行技術，積極推動電力工程智能化發(fā)展。