電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用

胡浙東

（浙江埃菲生能源科技有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引 言

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)主要是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣工程技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)等多種技術(shù)手段的融合下發(fā)展而來(lái)的。該技術(shù)手段最大的特征在于能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行的效率和穩(wěn)定性，所以被廣泛應(yīng)用于各類工程項(xiàng)目控制中。在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要是借助電氣工程自動(dòng)化技術(shù)提高對(duì)電力系統(tǒng)的控制力度，使系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間維持在一個(gè)高效、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。此外，還需要借助PLC技術(shù)以及自動(dòng)仿真技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性進(jìn)行把控。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的淺析

電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行而言，具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，該技術(shù)能夠大幅度提升電氣設(shè)備全程運(yùn)行的安全、穩(wěn)定水平，促使整個(gè)系統(tǒng)可以更好的維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。其次，和依靠人工排查系統(tǒng)故障的傳統(tǒng)模式相比，基于電氣自動(dòng)化技術(shù)所研發(fā)的自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)具有更高的靈敏度和準(zhǔn)確性，從而可以對(duì)電力系統(tǒng)形成一個(gè)良好的保護(hù)，促使其故障率能夠有一個(gè)極為顯著的下降。最后，集成智能化和自動(dòng)化的電力系統(tǒng)具有更高的安全系數(shù)，也更加符合人性化的需求。在系統(tǒng)中，原本需要人工才能完成的工作全部都交由機(jī)械設(shè)備來(lái)完成了這一設(shè)定直接降低了電力系統(tǒng)維護(hù)工作中，工作人員發(fā)生安全事故的概率[1]。

2 電氣自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)

就我國(guó)現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的情況判斷，未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)主要有3個(gè)方面[2]。首先，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展會(huì)趨向于智能化。未來(lái)的電力系統(tǒng)中會(huì)增加智能化元素的比重，從前期系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，到數(shù)據(jù)分析，再到后期的故障排查，都會(huì)有人工智能設(shè)備來(lái)代替人工。在人工智能技術(shù)的加持下，可以極大程度地提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率。其次，電力系統(tǒng)中電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的成本會(huì)越來(lái)越低。在全球經(jīng)濟(jì)一體化的大背景下，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展勢(shì)必會(huì)走向成熟。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，無(wú)論是用作系統(tǒng)運(yùn)行控制的軟件系統(tǒng)，亦或是用于實(shí)際維護(hù)電力系統(tǒng)各類設(shè)備的硬件，都會(huì)從科研逐步走向量產(chǎn)，而相應(yīng)的成本也會(huì)得到更好的控制。而成本的降低，會(huì)進(jìn)一步加大自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行階段應(yīng)用的比重。最后，電力自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)漏洞的頻次也會(huì)逐漸被降低，并接近于0%。更少漏洞的出現(xiàn)，就意味著電力系統(tǒng)能夠更長(zhǎng)時(shí)間保持在一個(gè)更為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，而通過(guò)不斷進(jìn)行深層次的研究工作，可以在原有智能控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)中存在的BUG[3]。

3 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用淺析

3.1 人工智能技術(shù)

電力系統(tǒng)是區(qū)域供電穩(wěn)定的根本性保障，但是絕大多數(shù)電力系統(tǒng)都是運(yùn)行在較為惡劣的環(huán)境中，受到環(huán)境以及其他因素的干擾，所以容易導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致供電質(zhì)量受到影響。而傳統(tǒng)的故障排查和處理工作都采取的是人工作業(yè)模式，整體效率不高。因此，需要依靠人工智能技術(shù)，開(kāi)發(fā)智能檢測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)處理掉電力系統(tǒng)中存在的問(wèn)題[4]。

智能檢測(cè)系統(tǒng)的工作步驟具體如下：首先，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)化的掃描工作，確定電力參數(shù)波動(dòng)較大的點(diǎn)位；然后，將所有電力參數(shù)顯示不穩(wěn)定的點(diǎn)位提取出來(lái)，并進(jìn)行二次掃描，確定導(dǎo)致系統(tǒng)故障的點(diǎn)位，同時(shí)將故障點(diǎn)位的電力參數(shù)發(fā)送至維保人員的終端設(shè)備上；最后，在維保人員排除了系統(tǒng)故障之后，智能檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行第三次系統(tǒng)的掃描，確認(rèn)系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)正常。智能檢測(cè)系統(tǒng)大大減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，使故障能夠在最短的時(shí)間之內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，并能解決電力系統(tǒng)運(yùn)行期間遇到的問(wèn)題。此外，智能檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果和傳統(tǒng)的人工檢測(cè)結(jié)果相比，準(zhǔn)確率更高。

3.2 自動(dòng)仿真技術(shù)

仿真技術(shù)主要應(yīng)用于科研工作的數(shù)據(jù)分析以及組建閉環(huán)系統(tǒng)中。首先，在數(shù)據(jù)分析工作中，科研人員需要在仿真軟件中建立一個(gè)模型，并將所有和模型有關(guān)的信息輸入到系統(tǒng)中，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)科研人員輸入的信息進(jìn)行分析、計(jì)算，生成對(duì)應(yīng)的結(jié)果。最后，科研人員可以根據(jù)結(jié)果對(duì)對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步的修正。仿真技術(shù)主要的優(yōu)勢(shì)有兩個(gè)方面，一方面仿真技術(shù)得出的數(shù)據(jù)結(jié)論更為精確；另一方面，該技術(shù)手段分析的數(shù)據(jù)更為全面。和人工分析數(shù)據(jù)相比，仿真軟件能夠在大范圍的數(shù)據(jù)中進(jìn)行排除，只提取出有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，然后再進(jìn)行分析。其次，組建閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)，利用仿真技術(shù)建立一個(gè)虛擬連接端口，進(jìn)而可以使不同控制系統(tǒng)之間可以進(jìn)行有效連接，最終達(dá)到加強(qiáng)系統(tǒng)智能控制效果的目標(biāo)。虛擬接口的設(shè)定，可以滿足不同設(shè)備連接的要求，這一優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試設(shè)備時(shí)顯得尤為關(guān)鍵。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度出發(fā)，智能閉環(huán)控制系統(tǒng)勢(shì)必會(huì)成為主流，當(dāng)電力系統(tǒng)的后端檢測(cè)到數(shù)據(jù)之后，會(huì)將相關(guān)數(shù)據(jù)都發(fā)送至控制模塊，控制模塊在分析之后會(huì)給前端一個(gè)反饋控制信息，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，而在連接各臺(tái)設(shè)備的過(guò)程中，就需要借助仿真軟件組建大量的仿真端口。所以，深入研究仿真技術(shù)，才能夠切實(shí)提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[5]。

3.3 自動(dòng)調(diào)度技術(shù)

電力系統(tǒng)運(yùn)行期間需要進(jìn)行大量的調(diào)度工作，才能夠切實(shí)保障到系統(tǒng)覆蓋的每一個(gè)區(qū)域的電能都能夠穩(wěn)定供應(yīng)，而自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)就是為滿足這一需求研發(fā)的。自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)主要分為3個(gè)模塊的內(nèi)容，首先是電力數(shù)據(jù)采集模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，并將所有信息匯總導(dǎo)入系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊。其次，是電力數(shù)據(jù)分析模塊。此模塊主要的功能是對(duì)前期采集到的電力參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并分析出電力系統(tǒng)覆蓋區(qū)域電能使用的實(shí)際情況。此階段工作對(duì)于維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行而言至關(guān)重要，也是自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的樞紐。最后，是電力調(diào)度模塊。此模塊會(huì)根據(jù)系統(tǒng)給出的分析結(jié)果，自動(dòng)優(yōu)化配置電網(wǎng)電力，確保每一個(gè)區(qū)域的用電都維持在正常的狀態(tài)。自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)明顯，和傳統(tǒng)的人工調(diào)度模式相比效率更高[6]。

3.4 PLC技術(shù)

可編程控制系統(tǒng)，即PLC，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的比重較高，能夠切實(shí)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量，能夠?qū)ο到y(tǒng)各項(xiàng)指令進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。具體地，PLC應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行期間的優(yōu)勢(shì)主要有兩個(gè)。第一，準(zhǔn)確性。由于PLC是由繼電器觸發(fā)的，只有在繼電器貼合之后才會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作，所以不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作的現(xiàn)象。第二，高效性。PLC系統(tǒng)內(nèi)部的掃描周期是0.02 s，效率較高，在檢測(cè)到任意一條程序滿足導(dǎo)通條件之后就會(huì)觸發(fā)動(dòng)作，所以系統(tǒng)運(yùn)行的效率可以得到良好的保障。此外，基于PLC技術(shù)的電力系統(tǒng)具有更好的安全性，該技術(shù)有自鎖功能，當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，PLC會(huì)觸發(fā)自保，并發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

4 結(jié) 論

為了切實(shí)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求，采取必要的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)。技術(shù)應(yīng)用的方面從系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，再到系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，都要使用必要的技術(shù)手段，也只有在這些技術(shù)手段的加持下，才能夠穩(wěn)步提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。