電氣自動化的發展前景及在電力系統中的運用

［摘 要］電氣自動化運用于電力系統中，能夠促使電力系統實現自動化、智能化發展，有助于提高電力系統的運行穩定性及可靠性。文章簡要介紹了電氣自動化及其發展前景，并從仿真建模技術及PLC 技術等方面，對其在電力系統中的運用展開了深入探究，以期為相關人員提供參考。

［關鍵詞］電氣自動化；長遠發展；前景；電力系統；合理運用

［中圖分類號］TM76 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0118–03

1 電氣自動化概述

現階段，電氣自動化一般指借助各類電氣設備、傳感器、控制系統及計算機等高新技術手段，對一系列工藝過程開展自動化控制及監視，以此提升工藝過程效率、穩定性及可靠性的一種技術。該技術具備極強的綜合性特征，涉及計算機、電子技術、通信技術及現代化網絡信息技術等，可以自動化、智能化地完成各類數據信息采集及高效傳輸活動，并基于此對工藝過程實現自動化管控。將電氣自動化運用于電力系統當中，可以及時發現和處理電力系統當中的各類故障問題及隱患，可顯著降低故障發生概率、減少能源損耗及避免電力設備出現損傷等，從而保證電力系統高效、穩定及安全地開展電力輸送、變電及配電等活動，能夠有效地將電力系統具備的價值和作用充分發揮出來。電氣自動化系統構成情況見表1。

2 電氣自動化的發展前景

2.1 市場規模不斷擴大

結合有關機構統計的數據來看，全球范圍內電氣自動化整體市場規模呈現出不斷上漲的態勢，其中全球市場規模截至2022 年達到了5 000 億美元左右，實際年復合增長率接近6%，預計2025 年能夠達到8 000億美元。而國內市場規模截至2022 年大約為1 500 億元，相較于2021 年增長接近8%，預計到2025 年有望超過2 000 億元。所以整體來看，電氣自動化市場潛力非常大，未來前景可期。

2.2 應用領域廣泛

現階段，電氣自動化應用領域不斷增加，為電氣自動化的進一步發展提供了良好的推動力。電氣自動化常見應用領域見表2。

2.3 技術發展

各類高新技術的快速發展為電氣自動化創造了非常廣闊的發展前景，包括人工智能技術、大數據技術、邊緣計算技術、云技術及物聯網技術等。由于電氣自動化本身具備極強的綜合性特征，所以其能夠與這些高新技術進行有機結合，這促使電氣自動化系統具備的功能更為豐富及強大，可以更好地適用于各行業的一系列生產活動，從而進一步豐富了電氣自動化的應用場景，持續提升社會生產力，進而促使其獲取到了更為廣闊的發展空間。

3 電氣自動化在電力系統的運用

3.1 仿真建模技術的運用

仿真建模技術可以借助仿真軟件及設備開展仿真試驗活動，再利用一系列試驗數據信息充分地反映某個系統或某個生產過程的具體情況。對于電力系統而言，其在實際運行期間會產生海量的數據信息，相關技術人員借助仿真建模技術開展電力系統運行活動的仿真試驗，從而掌握整個電力系統的實際運行狀況，進而準確高效地發現電力系統目前存在的問題或可能出現的問題，在此基礎上通過開展模擬優化，實現對各類問題的有效處理和提前預防，達到進一步優化電力系統的目的，能夠顯著增強電力系統安全性及可靠性。

3.2 PLC技術的運用

PLC 技術主要是由以往的接觸器及現代微機技術進行有機結合之后形成的一種新技術，其內置的存儲器主要采用可編程模式，可以對系統當中的信息存儲與功能優化等開展持續性的計算、控制活動。借助PLC 技術能夠對一系列電力數據信息開展全面系統的收集、分析及處理工作，同時還可以為數據間的運算或轉換等創造良好的技術操作空間。此外，各類數據信息在得到有效處理后，還可以通過PLC 自帶的通信技術開展數據信息的高效傳輸，從而完成對電力系統的相關控制活動。

3.3 自動化調度系統的應用

自動化調度系統主要由數據采集與監視控制（SCADA）系統、變電站監控站、遠程終端單元（RTU）等部分構成。其中，SCADA系統屬于一個核心子系統，其具備一系列自動化控制功能，比較常見的有自動發電控制（AGC）、自動穩定控制（ASC）、自動電壓控制（AVC）及事件驅動控制（EDC）等。

以AVC 為例，AVC 主站可以借助遙測信號有效地與各級子站開展通信活動，達到遠程調度及控制的目的。此外，AVC 主站還可以借助SCADA 當中的調度數據網有效地向一系列上位機傳達指令，然后利用上位機來合理地對下位機進行控制，達到增磁或減磁的效果。另外，變電站本身也屬于電能調度及控制方面的一個核心設備，所以必然會參與AVC 控制，因此電網當中的AVC 主站可以向變電站內部的AVC 裝置有效地傳輸信號，然后對電容器等一系列裝置實施高效的自動化控制。

3.4 主動實時數據庫技術的運用

通常情況下，電力系統內設的監測系統可以對整個電力系統的實際運行狀況進行動態化的監測，并且獲取到大量的數據信息，這些數據信息便需要借助主動實時數據庫技術進行存儲及開展分析活動，這樣便可以有效地分析和判斷出電氣系統當中可能存在的故障問題，從而便于工作人員及時開展相關的處理優化工作，不斷提高電力系統運行的穩定性及可靠性。此外，主動實時數據庫技術還可以輔助分析一系列用戶的實際用電需求，完成各類電氣設備的優化改進，幫助電力系統科學高效地開展電能分配及輸送，提高人們的用電質量。

3.5 自動化監測技術的運用

通過對自動化監測技術的合理運用，可以實時地對整個電力系統開展監測與檢測工作，這樣能夠及時發現電力系統當中各類電氣設備或線路等方面存在的故障問題及隱患，然后自動化地向工作人員進行告警，從而及時處理故障和隱患，保證電力系統穩定高效運行。自動化監測技術一般涉及狀態監測、故障隱患告警及信息數據采集處理等功能。此外，大部分自動化監測技術均設定為以下3 大層級。

（1）現場監測層。主要用來對一系列電力設備的實際運行數據進行全面完整的收集和分析，并且能夠將具體分析結果快速地上傳到系統管理層做出進一步處理。

（2）網絡通信層。主要用來銜接現場監測與系統管理兩個層級，實現各類數據信息的高效傳遞，同時還可以對系統的整體運行情況做出一定程度的管控。

（3）系統管理層。其屬于整個系統當中的一個核心內容，可以更為高效地將一系列數據信息進行處理，并且可以生成相關的分析結果報告，最終通過計算機等傳遞給有關部門或工作人員，以此為其制訂有關決策提供參考和支持。

另外，自動化監測技術還具備遠程監測及控制功能，其可以利用手機App 的形式，對電力系統開展遠程監管，這樣工作人員可以隨時隨地掌握電力系統的具體運行狀況，有助于提高電力系統管控效率和質量。

3.6 現場總線技術的運用

對于電力系統而言，其具備極強的復雜性及繁瑣性等特征，而且所需電氣設備相對較多，這些設備通常又極為分散，然而彼此之間還有著密切的聯系，想要保證電力系統穩定運行，便需要確保這些設備及系統之間形成有效連接，現場總線技術便能夠達到這一目的。通過對現場總線技術的合理運用，可以高效地將電力系統內部的全部有關器件、設備及裝置等進行充分連接，以此打造出一個系統性及完整性極強的通訊網絡，實現各項數據信息的高效傳遞和共享，這對于提高電力系統整體運行穩定性及可靠性有著至關重要的價值和作用。此外，現場總線技術還具備非常強的環境適應能力，一系列監管及維護工作均可以在線上開展，這樣便能夠有效地克服電力系統本身存在的過于分散、干擾多及環境復雜等一系列難題。

通過對現場總線技術的科學運用，可以實現對電力系統當中各類設備的動態化及實時化監測、及時動作、遠程控制或告警等，這使得電力企業無論是開展線路控制、電網調度還是對各類設備實施維保活動等，均具備良好的便捷性及高效性，而且還可以減少人工操作，進一步提高整個電力系統的管理成效。

4 結束語

在現代科技不斷發展進步的背景下，電氣自動化已經成為推動社會上各行業實現高質量長遠發展的關鍵舉措。將電氣自動化合理地運用于電力系統當中，能夠實現對整個電力系統的全方位、實時化監測，還可實現自動化、遠程化及智能化管控，這對于電力系統的穩定高效運行有著重要的促進作用。

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