探討電力系統電氣工程自動化中的智能化技術的運用

國網重慶電力公司石柱供電分公司 梁繼軍

1 智能化技術簡析

智能化技術概念最早出現于20世紀五十年代，其建立在信息化技術的基礎上，主要用于代替特定環境條件下的人工操作，可以幫助減少人工工作量，提高系統或業務運行的穩定性與并降低基礎成本。在現代社會背景下，智能化技術需要依靠模擬人工思維的方式，維持自身生產狀態與運行狀態，因此其技術復雜性出現了顯著提升趨勢，能夠通過自動、信息、指令等元素控制相應功能，有效提高業務的執行效率與質量［1］。在智能化技術研究方面，語言、心理甚至哲學都屬于重要的分析方向，這些專業知識可以為智能化技術的革新帶來重要機遇，有利于推廣自動化應用體系，使各行各業能夠享受到技術發展帶來的紅利加成，為社會經濟體系革新提供有力支持。

2 電力系統應用電氣工程自動化智能化技術的目標探究

電力系統與常規工業系統存在一定程度的差異，在自動化框架理念下，采用智能化技術進行設計與部署時，需要明確基礎工作目標，確保相關需求能夠得到充分滿足，為實現理想的運行效果創設優良條件。常規情況下，電力系統智能化需要以低人工成本投入，獲得優秀的自動化干預效果，包括智能分析電力設備狀態，結合實際情況進行預警，展開自動干預流程等。通過滿足此類目標，有效降低電力網絡安全事故發生率，并幫助預防人身事故問題，提高電網數控的可靠性與穩定性[2]。電力系統還需要落實融合建設目標，使自動化技術可以與智能化技術相整合，保證電力網絡處于安全狀態下，避免在數據處理或運行方面出現問題，實現節能增效的發展目標，智能化應用技術架構如圖1所示。

圖1 智能化應用技術架構

技術架構一覽Ⅰ如圖2所示。

圖2 技術架構一覽Ⅰ

技術架構一覽Ⅱ如圖3所示。

圖3 技術架構一覽Ⅱ

在應用方面，智能化技術可以部署在電力系統的發電端送出開關、輸電干線、變壓器、高中低側母線，以及相連的開關區域。通過采用智能化技術，電力系統可以實現五防五遙、數據互聯；邏輯判斷、預警防范；自動調節、智能投切的功能效果，能夠為滿足電氣工程自動化標準提供重要支持。

電力系統還需要滿足低碳環保的發展目標。通過應用智能化技術，可以使新能源機組的應用占比得到顯著提升，有利于幫助電力網絡向新電氣化方向轉型，減少原本高污染機組的實際占比。在部署智能化技術方案時，電力網絡需要確立可控執行目標，并落實互聯發展需求，使電力系統的資源能夠在穩定條件下共享，推動電力網絡向能源互聯網演進，為未來社會的高新技術建設提供有力支持。

3 電力系統應用電氣工程自動化智能化技術的途徑研究

3.1 故障排查與事故預演

電力系統在電氣工程自動化框架的支持下，可以利用智能化技術實現故障排查與事故預演目標。常規條件下，電力系統與其他常見的工業系統不同，其復雜程度較高且魯棒性較低。若網絡內電氣設備運行不穩定，便容易導致整體系統出現故障問題，最終造成嚴重的經濟損失。因此，電力系統需要利用智能化技術展開監測，快速定位潛在的風險問題，在發出預警信號的同時嘗試自動化干預，有效降低電網出現故障的可能性，為維持穩定安全的服務狀態打下堅實基礎[3]。智能化技術可以實時監測各種電力系統設備，并通過專家系統對比其是否存在故障問題。若發現故障情況，則可以利用通信網絡發送警報信號，使工作人員可以及時介入，并在智能化系統指引下實現排障目標。

除此之外，智能化技術還可以為電力系統提供事故預演支持。通過事故預演，電力系統可以有效定位諸如單相、兩相、三相接地等故障，同時也能夠對故障發展初期情況進行檢查，展開智能化分析與警戒，有利于降低故障擴散的可能性。智能化技術還可以在電力系統周邊存在風險因素時快速發出警報，如人員或動物靠近等，能夠顯著降低出現事故的概率，幫助電力系統維持長期、穩定的運行狀態[4]。綜合分析，電力系統智能化技術可以實現邏輯判斷、預警防范等多種功能，可以為自動化理念的合理落實提供優良條件。

3.2 智能化控制與通信

在電力系統的智能化改造過程中，遠程控制屬于至關重要的應用方式之一。相對于傳統控制系統而言，智能化技術可以為電力系統提供優秀的升級方案，使其能夠擺脫經典體系的時間空間限制，為實現電力網絡的革新發展打下堅實基礎。在實際部署過程中，智能化技術可以借助PLC 方案，實現穩定的遠程操作目標[5]。PLC順序控制體系可以將電力系統工作流程分解為數個基礎環節，每個環節都具有獨立的運作特征，但同時也存在相互依賴的特性。通過依靠PLC 系統進行控制，電力系統能夠結合狀態與初始情況展開自動化調節，使不同通道的輸出維持在平均級別，盡可能提高系統運行穩定性，避免出現過載等不良問題。在進行遠程控制改造過程中，通信屬于無法忽視的重要因素之一。在智能化技術的加持下，電力系統可以實現高效率、高質量的自動化目標，同時也可以為人工控制提供穩定條件。但這種控制需要建立在有效的通信網絡基礎上，否則將無法達到理想效果，容易導致電力系統出現多種不良運行問題。

常見的通信方案包括有線與無線兩種，在實際工作中，電力系統通常會融合兩種通信方式，確保實際運行能夠達到穩定目標。有線通信主要以光纖或六類網線進行部署，這些方案適用于遠距離信號傳輸，可以使電力系統在穩定條件下接收、發送相關數據。無線通信主要以canBUS、workLong 等方案為主，這些方案可以適用于短距離數據傳遞場景，能夠有效提高部署靈活性，使電力系統智能化架設在理想條件下開展，盡可能降低基礎投入與運維需求。在實際設計與部署過程中，需要根據實際情況，選擇恰當的通信規劃方案。通過此類方式，確保電力系統能夠維持正常運轉狀態，為智能化技術的合理應用夯實基礎條件。

3.3 數據互聯體系建設

數據互聯網絡建設屬于電力系統智能化技術的重要應用趨勢之一，通過建設完整、穩定的數據互聯網絡，能夠使電力系統的資源應用得到有效拓展，有利于提高數據分析匯總效率，為其他業務功能落實提供理想條件。例如，通過建設相關網絡，可以使電力系統與大數據理念相結合，全面收集可用的資源信息，并挖掘其包含的基礎價值，使萬物互聯、人機交互、相互感知的原則得到有效落實，為未來電力物聯網的架構建設打下堅實基礎。在實踐應用過程中，數據互聯應當以智能化分散控制系統為核心，設計高度開放的應用平臺，使用戶可以在平臺中完成組態環境調試與冗余機制處理，進一步提高算法的運行效率。同時，數據互聯還應當部署統一接口規范，并設計有效的冗余體系，使第三方應用可以在電力網絡架構上維持正常運轉，提高服務的多元化程度。通過將智能化技術與數據互聯理念相結合，可以使相關系統的信息資源得到整合，能夠為安全化、精細化管理理念落實提供有利條件。

3.4 新能源運維建設

新能源屬于未來社會發展的重要能源之一，在這種趨勢背景下，電力系統也應該落實相應改革需求，從技術層面入手，探索支持新能源體系的主要途徑。智能化技術可以為電力系統提供有效的規模化運營支持，其能夠幫助管理復雜、危險的新能源機組，有利于提高運行穩定性，降低出現意外事故的概率。例如，海上風力發電屬于新能源領域的重要趨勢。但是，與陸地環境相對比，海上環境面臨更加復雜多變的形勢，容易出現各種風險問題。海上環境施工難度較高，后續運營相對復雜，可能會受到諸多因素的局限。通過應用智能化技術，可以有效解決這些痛點問題，使海上發電管理、運維流程得到有效簡化，一定程度提高活動質量。智能化技術可以部署故障預測、健康管理等一系列應用模塊，并建立統一監測平臺，使海上電力系統得到全面、科學的管理。除此之外，智能化技術也可以收集海上平臺的運行數據，并結合專家數據庫建立關鍵問題預測、預警模型，實時評析機組運行狀態，為提高新能源電力系統運行穩定性提供重要支持。

3.5 儲能技術支持

儲能屬于電力系統的發展問題之一，在社會能源需求逐漸增長的情況下，傳統僅包含發電的系統體系已經不再適應現階段工作標準，需要進一步追加完整有效的儲能體系，為減少供應緊張性提供有力支持。隨著鋰電池、壓縮空氣、飛輪等一系列儲能技術的應用，相關配套體系的建設也開始進入高速發展階段。智能化技術可以為電力系統的儲能需求提供有利條件，其可以通過系統控制與優化配置方式，有效處理能量轉換需求，并實現快速、精準的調控目標。通過應用智能化技術，電力系統可以實現共同調解的效果，有利于增強運行靈活性，并為多種能源的互補應用夯實基礎條件。除此之外，智能化技術還可以為電力系統提供拓展空間，使外部調節手段可以快速接入，無須進行復雜、煩瑣的事先配置。

3.6 虛擬電廠部署規劃

虛擬電廠屬于新時代能源領域的重要發展概念之一，其整合了控制、計量與通信方面的多種專業技術，可以在電源、儲能、可控負荷等領域實現突破性進展。利用虛擬電廠概念，我國能夠實現傳統能源與新能源的互補協同調度，可以使電網得到有效優化，為提高運行效率打下堅實基礎。但是，隨著虛擬電廠概念發展，相關控制需求開始對傳統方案提出了嚴峻挑戰。通過采用智能化技術，可以有效應對相關挑戰，使新能源電力的隨機波動性得到合理抑制，同時提高電力系統基礎資源利用率，為虛擬電廠理念的拓展與落實提供有利條件。除此之外，智能化技術還可以幫助建立區域化輔助服務市場，能夠提高電力系統在虛擬電廠中的基礎價值，為電—碳聯合交易的探索創設優良氛圍。

4 結語

智能化技術對電力系統具有重要的支持作用。在電氣工程自動化理念下，電力系統需要積極探索智能化技術的部署方式，并從戰略層面分析其發展方向，確保相關需求能夠得到合理落實，為電力系統實現技術革新目標提供有利條件，收獲提高運行穩定性、經濟效益的最終成果。