電氣工程自動化技術在智能電網建設發展中的應用研究

四川廣漢四川嘉能佳網創新能源科技有限責任公司 徐登科

從我國電力行業的發展情況能夠看出，未來電網會逐漸朝著光伏發電的方向不斷發展，也會逐漸邁入更加穩定且范圍更為廣泛的并網技術方向。但由于相比于一些發達國家我國電氣工程自動化技術正處于初步發展階段，目前還有很多不成熟的地方。因此要想真正推動智能電網建設，促進自動化技術發展，也要大力建設電氣工程，并不斷加大電氣工程在智能電網建設過程當中的實踐應用力度。

1 智能電網及其具備的優勢

從現階段我國電網系統的運行和發展情況來看，受到規模要求及運行效率等不同因素影響，智能化發展將會是未來的主要發展趨勢。從某種角度來講，電網的智能化程度與電網系統具備的功能性呈現正比關系，而智能電網系統則主要代表電網系統建設進程中自動化調控技術的實際應用，其可把輸電、變電以及通信等各個環節整合起來，實現一體化的運行模式。智能電網建設一方面能夠起到優化電網系統運行效果的作用，另一方面還可有效提升電網的內部功能性[1]。除此以外，智能電網建設也是我國電網系統建設水平不斷提升的一個重要表現。

智能電網主要具有以下幾個特點：

一是具有較高的經濟效益。智能電網的出現不僅可以有效控制電網的建設成本，還能對電力行業發展起到明顯促進作用，可真正提升電網經濟效益。

二是具有堅固的網架結構。智能電網能夠有效保證電網系統的承載力，即便是在一些惡劣的氣候環境中運行，也不會受到影響。

三是節能環保。在對智能電網進行建設時，其本身會實現電網資源的無限使用，避免電網系統對自然環境造成破壞；四是能夠有效提升電網自動化程度。智能電網能夠快速診斷電網故障，使電網系統運行獲得穩定保障。目前自動化控制技術與電力工程建設與控制環節的融合，可以有效監測不同對象的實際用電狀況，并且還能快速實現用電數據收集，增強數據收集的準確性。

首先，智能電網能夠保證電力供給的穩定性。要想保證電力系統安全運行，就必須保障其不會因為外界因素的影響而停電。智能電網通過應用傳感器、信息技術等，能夠實現第一時間對電網運行數據的收集，從而快速精準的找出電網系統中的安全隱患，避免發生電力供給中斷的可能。此外，在智能電網操控系統中應用互聯網技術和智能調度技術等技術，能夠隨時保證裕度滿足實際需要，進而保障電力設備運轉正常[2]。

其次，能夠改善電力能源轉化效率、轉化電能指的是通過技術手段將其他能量轉化為電能。當前比較常見的有水能、風能、太陽能、核能等能源轉化為電能。智能電網的出現可以對能源的動力轉換進行有效支持，也能真正提升電能轉換效率；再次，充分利用電力能源。在了解負荷狀況的基礎之上，智能電網能夠充分改變輸配電變壓器的個數，能夠降低線損發生概率，也能讓電力質量實現綜合利用。

最后，改善電力質量。對電力質量來說，其會受到外部因素、電壓等不同原因影響，電器設備在實際運行時也會受到不同程度損害。通過建設智能電網，可以在數據采集分析的基礎上對接線方式進行改進和優化，從而達到穩定電壓、提高電能質量的目的。

2 電氣工程自動化技術在智能電網建設中的總體應用

2.1 在電源領域中的應用

電氣自動化技術與智能電網建設的融合，可以豐富智能電網建設需要使用到的各種設備類型，也能提供十分豐富的電源，如直流、交流、恒頻電源等。通常蓄電池充電一般都是直流類，但在開展實踐操作時，其可以被變換為直流電與交流電，但是在使用部分體積較大的計算機設備時，則需要通過高頻開關電源給予支持。

2.2 在輸送電及電能管理領域的應用

電網系統智能化建設進程對電網的運行穩定性、電能質量有著十分嚴格的要求，在建設智能電網時，要想真正實現上述要求，需要借助無功補償、諧波抑制這些技術的功能。在輸送電線路建設時，特別是高壓直流輸送電線建設時，通常會把晶閘管變流設備當做最重要的整流閥裝置與逆變閥[3]。通過這些裝置輸送線路，不僅能有效提升電網系統的終端輸送電源容量，還能真正保證線路穩定。

2.3 在發電領域中的應用

作為社會發展的最重要技術，電氣工程自動化技術在智能電網當中的應用主要是借助電子與電力兩種設備媒介進行控制，這類技術的出現不僅能夠真正控制電網運行過程中產生的能源消耗，還能降低設備使用頻率，使電網運行效率得到有效保障。例如某酒店采用Acrel-3000型電能管理系統，該設備也真正實現了柴油發電機房、生活樓變電所、生活泵消防泵房及樓層動力箱以及冷冷凍機房等電器設備的遠程監控，整個系統主要采用網絡分布結構，而監控主機則位于地下一層、由值班室人員所控制，各變電所配電柜內安裝有ACR230ELH、ACR220EFLK儀表共計200臺。

此外，該系統主要采用開放式的通訊協議，充分發揮現場總線的作用，把其與高低壓配電系統、發電機智能接口、變壓器溫控裝置等系統互相融合，真正實現數據通信功能。該系統所涉及的RS485標準接口通過向上連接可真正與BMS系統實現互相連接。此外，在我國電網系統不斷發展的當下，電網系統逐漸邁向高壓化方向，也出現了很多新型技術，如柔性交流輸電、電氣傳動、超高壓輸電以及同步開段等技術，這些技術的實際應用與研發也能讓智能電網的建設涉及的供電服務質量與發電效率得到有效保障。

3 電氣工程自動化技術在智能電網中的具體應用

3.1 無功補償技術的應用

為了在電力輸送中實現最大化的電力資源使用需求，需要應用到電氣工程自動化技術中的諧波抑制與無功補償兩種技術。兩項技術主要是在高壓直流輸送方面發揮重要價值，主要以晶閘管變流設備為根據，可以真正實現電力資源保護與輸送。此外，對于專業輸送設備來說，還需要保證兩側終端區的自動化設備可以實現自動化電子資源傳輸，最大限度保證電力資源的輸送安全性和有效性，提升電力輸送質量，保證整個電力資源供應環節的有效性。

3.2 恒頻變頻技術的應用

在智能電網系統的運行中，最基礎的一個部分就是電源，通過利用電氣自動化中的恒頻變頻技術，能夠實現在智能電網系統中統一使用各種不同規格和功能電源的功能。具體的電源類型主要包括直流電源、交流電源、恒頻電源、變頻電源等。利用電氣自動化運行系統對電源狀態進行自動化的控制，既避免了人工操作可能出現的安全隱患，同時還能達到降低人工操作成本的作用。此外，由于電氣工程自動化技術有著較高的集中化控制程度，可更加快速且精準地找到電網運行存在的實際問題，結合問題找到具體原因，最大限度保證運行安全性與有效性。

3.3 能源轉換技術的應用

在信息時代背景下，智能化技術已經在各行各業得到廣泛應用，為各個產業與技術的發展提供了重要的支持。隨著當前技術產業的不斷發展進步，我國對于能源和資源的保護越加重視，全社會也逐漸意識到可持續發展理念的重要價值。基于此，各行各業既要追求發展，同時還要積極利用科技手段將傳統的高能耗、高污染的能源轉化為綠色節能的低碳能源，且能源轉換技術可以真正促進能源可持續發展。

眾所周知，環境保護與國家發展存在重要聯系，充分引入能源轉換技術可以真正保證能量配比優化，良好控制碳排放量，如此既有助于電力企業取得更為顯著的經濟效益，也能更合理配比有限的自然資源，實現資源使用效率的提升。總之，現代電力企業要想獲得長遠發展，就需依托能源轉換技術，使電力企業智能化發展能為電力企業智能電網提供有利支撐。

3.4 能源質量技術的應用

電能質量在能源質量技術的作用下能得到顯著優化，有效提升供電質量，綜合評估電能等級，不斷優化電能等級，可真正實現智能電力網絡系統優化工作。使供電質量得以提升，也可多級別分化電能，通過對電能等級的評估，實現智能電力網絡系統的優化。在傳輸電能時，受不同地區經濟發展水平的差異影響，當地電力的性能也會有所不同[4]。為保證在各種情況下均能得到理想的電力性能，電力企業工作人員也要結合實際情況，制定更加科學合理的供電方案，以免方案合理性不足，損害企業的經濟效益，真正有效降低經濟成本，提升運行質量，推動電力網絡不斷邁向智能化。

3.5 高壓直流輸電技術的應用

現如今，要想良好發揮電力工程技術的作用，電力企業要盡最大的努力提升直流輸電系統與高壓直流輸電技術水準。當下，我國大部分供電企業的供電系統采用的都是直流電、然而輸配電系統主要采用交流電，為了保證電流逆變工作有效進行，技術人員需要在日常工作中科學合理應用高壓直流輸電技術，這有助于實現電能的高效、穩定及安全傳輸，即便是在偏遠山區，也能良好保證電能的穩定輸送。當前，國內電力企業也逐漸意識到高壓直流輸電技術的重要性，也在不斷加強此技術的合理運用，這也是保證該技術科學合理發展的重要價值，并且該技術的重要發展方向為大容量、超遠距離輸電的實現。

3.6 柔性交流電技術的應用

當前，這項技術主要應用于智能電網環保型電力系統，這項技術與電力系統的融合，不僅可以真正調節電力設備和輸電線，保證能夠安全運行。這是因為該技術是依托通信技術、控制技術、微型計算機、電子等對電網運行展開合理調節，能夠與電網系統完成交流輸送系統創建，使整個智能電網運行效率得到有效提升。對國家電網創建工作來說，高壓輸電系統重要性不可忽視，一定要盡可能保證電力資源開發的高效性與科學性。為最大限度保證電網運行的安全性與質量，降低電力浪費現象發生概率，可充分發揮性交流電技術的重要優勢，保證電網能夠經濟、安全運行。

3.7 針對性技術的應用

針對性技術可借助電子、電力通信、微處理與微電子等技術，完成全新綜合交流電輸送技術的構建。通過針對性技術發力，能使電能質量得到進一步優化，使電力資源供應質量得以提升，完成高質量目標。電力資源的自身質量，在自動化技術與系統運行中應結合相應標準完成劃分。在使用電力資源時，還要重視后期的效果評估環節，通過不同等級的體系劃分，對工作標準進行有效評估。通過評估長期運行與發展等層面，充分挖掘可有效保證電力資源供應質量的最佳技術，這也是穩定運行電力網絡系統的關鍵。

3.8 繼電保護技術的應用

繼電保護是智能電網建設的核心要點，在繼電保護器應用過程中引入電氣工程自動化技術，可以顯著提升繼電保護器的穩定性與安全性，進而確保電網系統能夠運行安全、高效。與此同時，在運行繼電保護器時，常有一些故障或誤操作的情況出現，而根據分析得知人員誤操作是導致故障發生的主要原因，會給電網系統的運行穩定性產生負面影響。

將電氣工程自動化技術應用于繼電保護器，則能使繼電保護器的響應速度、精度得到良好提升，進而能夠在發生系統故障后，可以真正保護自動化繼電保護器的運行狀況與安全性，對相關參數進行對比分析與監控，科學判斷是否進行保護。所以，在繼電保護器中引入電氣工程自動化技術，可以真正提升繼電保護效果，進而更穩定、安全地運行電力系統。