自動化技術在電力系統中的應用初探

劉楊洋，張力兵

（國網承德供電公司，河北 承德 067000）

隨著我國互聯網技術以及信息技術的迅猛發展，前沿科學技術已經融入了我國的不同領域中，并推動了各領域的發展與前行。自動化技術和數字技術的出現，更是為我國電力系統的動態化監督以及良性運轉提供了有效的技術支撐，解決了電力系統在運行過程中存在的各類型人為管理漏洞問題。

目前，自動化技術在我國的不同生產領域中已經開始初步地嶄露頭角，而在電氣系統中，自動化技術的身影更是展現在了不同的工作和管理環節，對于電力系統的良性運行帶來的支撐力不可忽視。傳統的電力系統在運轉的過程中，由于運行節點相對較多，在管理過程中難免存在各類型的漏洞。尤其是考慮到近年來我國電力線路的架設規模不斷地擴大，系統在運作過程中的人工管理壓力也在不斷地增加，而自動化系統的融入，能夠在第一時間發現電力系統運行過程中存在的各類型問題，持續提升了電力系統運轉的效率和質量。不僅如此，自動化技術在電力系統中的融入，也與當前社會發展過程中對于電力系統的運行需求之間相互匹配，有效地提升了系統整體的智能化服務以及管理水平，也能夠為電力系統的后續維護和管理提供有效的數據支撐。

1 自動化技術在電力系統中的應用發展特征

1.1 信息化程度相對較高

電氣自動化技術在應用的過程中，基本上能夠實現全系統內部數據信息的共聯互通，其主要體現在技術以及電子設備之間的信息互通，以及電子設備與電力系統網絡管理部門之間的數據捆綁處理等多個模塊。目前的自動化技術與傳統的電氣系統管理模式最為關鍵的差異性就在于電氣自動化技術在應用過程中的信息集成化相對較高，傳遞的速度也相對較快，與之相對應的也持續提升了電力系統在軟件運行以及不同管理模塊之間的通訊和信息溝通等多方面的需求。

1.2 便于維護

考慮到自動化技術的應用與電力系統的運轉效率和質量之間具有密不可分的內在關聯，而目前自動化技術在運行過程中又引入了大數據技術以及計算機技術，這兩類技術都基于互聯網絡平臺之上，對于數據信息的獲取以及傳遞和處理都十分的靈活和便捷，更有利于為后續電力系統的維護和管理提供有效的數據支撐。

1.3 方便控制

自動化系統在運行的過程中可以通過人機交互界面直接實現對各類型電力管理模塊的遠程控制，這種控制方式對于推動我國電力事業的迅猛發展意義重大。而近年來，隨著我國電力行業的發展規模不斷地擴大，管理以及控制方面所付出的人力成本已經開始為電力企業帶來了巨大的壓力，而通過遠程控制系統的引入，不僅能夠實現后臺單方面的迅速操作，同時，還能夠有效地改善對于電力系統的服務和管理模式，使電力系統在操作以及控制上更加的便捷和快速。

2 自動化技術在電力系統運行中的實踐應用

2.1 計算機平臺的應用

在電氣自動化技術普及和落實的過程中，該項技術的運行和發展有賴于在電力系統內部建設相對統一、功能多元以及相互開放的計算機平臺，這也是保證自動化技術運行順暢性的前提條件。目前，我國絕大多數的電力網絡中都采用的是IEC61131 的計算機平臺運行標準，這種運行標準不僅能夠使工程操作的過程更加的優化和便捷，同時，也能夠讓平臺的不同管理模塊更加具備實用價值。而在該計算機平臺的應用支撐下，除了可以設置不同管理模塊之間的統一規范編程和語法之外，也能夠實現電力系統在運作過程中的標準化管理，從而保障了電力系統在運行過程中的精確性以及控制合格率，實現了不同操作環節以及程序之間的有效銜接。不僅如此，通過WINDOWS 操作系統不僅能夠實現在PC 端對于電力系統運行過程中的整體控制，同時，還可以通過手機APP 端對電力系統的運行全過程進行動態化的監控，整體的運行過程具有較強的靈活性和可操作性。

2.2 變電站的自動化應用

考慮到變電站中所涉及的電氣設備種類眾多，在管理的過程中，具有管理任務繁雜等多方面的特征，如何能夠掌管各類型電氣設備在運行過程中的特征以及不同時間節點的運行狀態是最為關鍵的。因此，針對變電站的管理工作需要從全局的角度出發，能夠站在多維度和廣視角的背景下，實現對于各類型電氣設備的統一管理。而通過自動化技術的引入和實踐應用，可以利用全智能裝置代替過去在變電站管理過程中采用的電子設備，這種裝置能夠在第一時間識別到電氣設備運行過程中存在的異常狀況，對于及時抓捕電氣設備運行過程中存在的漏洞意義重大。除此之外，在變電站與電網調度的自動化對接過程中，該項技術的引入和應用所扮演的角色更是不容忽視。

2.3 總線技術的應用

現場總線技術在應用過程中主要包含了對施工現場、后臺控制中心這兩大模塊之間的有效銜接，能夠通過建立一個相對通暢的網絡呼叫環境，讓后臺的管理人員及時了解電力系統在運行過程中的各類型數據參數，并判斷補救及施工過程中需要控制的運行電阻、電壓以及電流等相關的數據，實現后臺管理中心與電力設備之間的及時對接。這就需要后臺的工作人員通過傳感器設備將前期收集到的數據信息進行進一步的分析和挖掘，在得到準確數據之后再給出相應的操作指令，最后，由相應的操作位置接收主機給出的指示命令進一步調節施工現場的總線，減輕單個計算機在運行過程中的負載壓力。這種工作控制模式能夠從宏觀層面調節現場總線，對于數據信息的接收模式，轉變了過去分散型的數據接收以及處理方式，也能夠使單個的數據變為多個數據更好地進行整合，為現場的管理工作提供了有效的數據支撐。除此之外，現場總線技術的應用還可以與上位機以及前置端之間相互配合，尤其是考慮到在電網調度以及自動化應用的現場，通過這樣的管理模式，就能夠有效地緩解管理人員在工作過程中存在的工作壓力，并且能夠在第一時間得到電氣設備運行過程中的異常問題，及時將問題進行反饋并得到控制和處理。

2.4 電網的自動化調度

電網的自動化調度主要是指由電力系統的中心管理出發，將專用的網絡有效地銜接在一起，其最為適用的對象主要包括調度范圍內部的發電廠、二級的電力網絡控制管理中心、變電站中涉及的終端電氣設備等等。而該自動化的調度管理功能，可以實現在電力生產過程中不同區域之間數據信息的捆綁收集，通過對這些數據信息進行整合以及動態化的監控，實時監督電力系統在運行過程中的實際狀態，并實現對電力系統當前電力負荷以及用電量的預測和評估功能。目前，在電力系統運作的過程中，也會應用到監視以及監控等動態化管理系統，這類型系統會主動針對數據庫中獲取的數據信息進行挖掘，從而實現對于電力系統運行現狀的全程監控。比如，在設計分析以及面向對象的編程工作中，自動化監控系統能夠實現對當前運行狀態以及異常狀態的挖掘，這種模式對于傳統的管理技術來說優勢眾多，并且在管理的過程中能夠更加高效地獲取準確的數據信息，處理和操作的方式更加可靠[1]。

2.5 在變壓器管理中的應用

變壓器是整個電力系統在運作過程中最為關鍵和重要的一環，也是保障電力系統平穩運轉重要的構成部分之一，在變壓器的保護和管理工作中，常常會涉及繼電保護和管理裝置。目前，針對電力系統內部變壓器的保護方式，主要可以分為三大類型。第一，接地保護模式。接地保護模式又可以被分為接地變壓器以及不接地變壓器兩大類型。其中，接地變壓器在運行過程中采用的保護模式主要是零序電壓保護方式，而不接地變壓器在運行過程中則可以應用連續電流方式展開保護。第二，瓦斯保護法。這種保護方式大多數是針對變壓器在應用過程中的油箱異常問題展開維護，當油箱出現異常狀態時，電流在運行過程中所產生的額外電弧很容易使油箱供應的油料發生分解，從而導致整個變壓器設備的絕緣性能不斷地降低，甚至在嚴重的情況下，還會出現大量毒害性氣體的擴散，威脅到周邊居民的生命安全。而瓦斯保護系統則能夠在第一時間監測到毒害性氣體的超標超量信息，并發出警報信號，立刻保證周邊人員的生命安全。第三，短路保護法。短路保護法大致可以分為阻抗繼電保護以及過電流繼電保護兩大類型。其中，阻抗繼電保護，主要是指電力系統在運行過程中已經出現了異常狀態，此時，阻抗元器件由于受到了高額電壓或過電流的刺激作用，可能會導致線路被迅速地切斷，從而實現對于電力設備的保護功能。而過電流的繼電保護裝置，則可以通過在電氣設備以及電源系統之間加設繼電保護設備，一旦電力系統在運行的過程中出現故障問題，自動化平臺就會監測到故障信息，從而及時通過針對電流繼電保護設備發出命令，第一時間切斷電源[2]。

3 自動化技術在電力系統中的應用發展方向

3.1 逐步向國家標準靠攏

目前，在我國的電力系統運轉以及管理的過程中，自動化技術的融入和應用已經占據了一席之地，并且在繼電保護、變壓器保護等多個方面發揮著不可取代的重要價值。但就目前的系統應用狀況而言，其中仍然存在諸多的漏洞需要進一步地解決。考慮到目前我國電力系統的發展規模不斷地擴大，而生產電氣自動化設備的研發公司和廠家分散在全國各地，不同供應廠家之間由于技術保護等問題，缺乏研發技術以及信息技術之間的交流和探討，這也導致我國不同區域的不同廠家所生產的電氣自動化產品以及系統裝置存在相互不兼容的問題，如果不出臺相應的標準和統一的規定進行管理，就可能會影響到電力事業未來的發展方向。因此，在電氣自動化技術以及設備發展的過程中，我國也應當逐步建立起相應的國家統一標準，能夠將國家統一標準落實到全國的不同生產廠家，通過向國家統一標準靠攏，制造出能夠相互兼容和規范性統一應用的設備與系統，持續提升自動化技術在我國電網系統中的應用價值[3]。

3.2 實現保護、控制和測量的多元融合功能

長久以來，自動化管理技術在我國電力系統運作過程中的控制和應用，大多都是通過針對站內所收集到的數據信息進行捆綁挖掘而實現的，這樣的管理模式雖然能夠及時地獲取數據信息并進行分析，但是在控制的過程中，大多都是針對異常問題的電氣設備進行單獨保護[4]。單獨保護的方法，能夠在第一時間及時且準確地獲取到電力系統在運作過程中的異常問題區域，并且能夠分類分析工作處理過程中存在的各類型事故和矛盾問題，但是這樣的管理模式也意味著，一旦出現多發性的故障和矛盾問題，工作人員和維護管理人員就需要進行分散維修，導致工作團隊的工作壓力不斷地增加，并且對于各類型電氣設備的利用效率也會不斷地降低。為了能夠有效地使電力系統內部的維護管理人員以及電氣設備等資源進行優化配置，更應當將自動化系統在運作過程中的保護、控制以及測量等多元化功能融為一體，在監測過程中能夠在同一時間多效控制不同區域的故障問題，有效地減輕維護管理人員的工作量[5]。

3.3 以太網技術的應用

隨著當前社會經濟的持續發展和前行，在人民物質生活水平持續提升的背景下，不同行業對于電力能源的需求量也在不斷地增加，這也讓電力網絡的構架更加的復雜多變，運行過程中存在的關聯性數據規模也更加龐大。因此，為了針對這些復雜的數據信息進行解碼，必須要在傳輸的過程中實現對數據信息的解綁和動態分析，這也對數據信息傳輸的時效性和精確性提出了更加嚴格的要求。而以太網的融入和應用，能夠有效地解決這一問題，對于分解規模龐大的數據信息意義重大。

4 結語

綜上所述，自動化技術目前在電力系統的運行和管理工作中所扮演的價值不可取代，為了能夠有效地提升自動化技術在電力系統運作管理中的應用能效，更應當通過引入國家統一標準、融合多元發展功能、引入大數據信息和以太網等多措并舉的方式，推動我國電力事業的穩定前行與發展。