2018年中國(guó)電力自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)分析

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展的形勢(shì)下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其自身也在不斷的進(jìn)步和發(fā)展當(dāng)中，會(huì)朝著智能化的趨勢(shì)方向發(fā)展。

一、2018年中國(guó)電力自動(dòng)化細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀

（一）電力自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

電力自動(dòng)化是現(xiàn)代信息技術(shù)之中綜合性的科技，其主要將信息技術(shù)、控制技術(shù)、電子力學(xué)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等諸多的學(xué)科實(shí)現(xiàn)有效的融合，自動(dòng)化水平對(duì)電力發(fā)展水平有著最為直接的影響。

一般來(lái)說，電力自動(dòng)化包含發(fā)電自動(dòng)化和電網(wǎng)自動(dòng)化兩大部分。發(fā)電自動(dòng)化主要有火電廠自動(dòng)化、水電站自動(dòng)化、新能源電站自動(dòng)化等，電網(wǎng)自動(dòng)化包括變電站自動(dòng)化、配用電自動(dòng)化以及調(diào)度自動(dòng)化。

所以，電力自動(dòng)化主要集中于四個(gè)領(lǐng)域，其一，企業(yè)生產(chǎn)檢查、控制和調(diào)節(jié)方面的自動(dòng)化；其二，企業(yè)經(jīng)濟(jì)管理方面的自動(dòng)化；其三，系統(tǒng)和元件保護(hù)方面的自動(dòng)化；其四，網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方面的自動(dòng)化。

電力自動(dòng)化主要的表現(xiàn)形式是在100kV電路中將分段器和重合器加以充分的運(yùn)用，保證其不再使用主站系統(tǒng)與相關(guān)配置。將分段器和重合器使用好，可以輔助變電站進(jìn)行大功率供電，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)中存在的故障實(shí)現(xiàn)有效的控制，降低負(fù)面影響。此外，電力自動(dòng)化也可以有效地降低電力系統(tǒng)建設(shè)的成本，保證電力系統(tǒng)可以更便捷地投入到日常運(yùn)行中。環(huán)形電纜作為我國(guó)使用較為廣泛的電力，將電力自動(dòng)化應(yīng)用在環(huán)形電纜中可以有效地推動(dòng)環(huán)網(wǎng)電路的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)配電的全面自動(dòng)化。

（二）發(fā)電自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

電廠自動(dòng)化是指應(yīng)用保護(hù)測(cè)控裝置、安全自動(dòng)裝置和自動(dòng)化系統(tǒng)等產(chǎn)品，為發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行提供保障。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院不完全統(tǒng)計(jì)，截至2016年底，國(guó)內(nèi)電廠自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模約45～50億元。

隨著社會(huì)及電力工業(yè)的發(fā)展，發(fā)電企業(yè)面臨著前所未有的深刻變化，電力市場(chǎng)化、節(jié)能減排壓力等都對(duì)其提出了諸多挑戰(zhàn)，自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性與日劇增。尤其在火電廠，自動(dòng)化系統(tǒng)不僅控制著復(fù)雜的工藝流程，并確保過程運(yùn)行的可靠及安全，也在為火電廠解決能源資源和環(huán)境約束創(chuàng)造條件。

圖1 電力自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

（三）電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀

近年來(lái)，電網(wǎng)投資比例持續(xù)上升，投資比例結(jié)構(gòu)趨于合理，改善了近幾年中國(guó)電源投資規(guī)模過大、增速過快、比例過高的趨勢(shì)，電源與電網(wǎng)開始協(xié)調(diào)、科學(xué)發(fā)展。2017年，電網(wǎng)工程建設(shè)完成投資5315億元，同比下降2.14%。自動(dòng)化作為提高電網(wǎng)可靠性的重要手段，隨著電網(wǎng)投資的加大，也拉動(dòng)了電網(wǎng)自動(dòng)化市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)。

其中，變電自動(dòng)化是電網(wǎng)自動(dòng)化的重要組成部分，在電力自動(dòng)化建設(shè)投資占比達(dá)一半以上，近年來(lái)保持著穩(wěn)定快速的發(fā)展勢(shì)頭，市場(chǎng)規(guī)模已從2010年的63億元擴(kuò)大至2016年的90億元。

配網(wǎng)自動(dòng)化也自2 0 1 0年以來(lái)進(jìn)入高峰期，2016年，國(guó)家電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)配電自動(dòng)化覆蓋率達(dá)38.26%。而根據(jù)《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015～2020年）》的規(guī)劃，“十三五”期間累計(jì)投資不低于1.7萬(wàn)億元，其中配電自動(dòng)化覆蓋率規(guī)劃到2017年達(dá)到50%，2020年上升到90%。

配電自動(dòng)化是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進(jìn)電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在配電網(wǎng)建設(shè)成為“十三五”期間的重點(diǎn)領(lǐng)域背景下，配電自動(dòng)化前景可觀。

調(diào)度自動(dòng)化是利用以電子計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度的自動(dòng)化，它包括安全監(jiān)控、安全分析、狀態(tài)估計(jì)、在線負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度等項(xiàng)內(nèi)容。調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的重要部分，它可幫助值班調(diào)度人員提高運(yùn)行管理水平，使電力系統(tǒng)隨時(shí)處于安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，保證向用戶提供優(yōu)質(zhì)電能。

圖2 2009～2017年中國(guó)電網(wǎng)投資規(guī)模（單位：億元）

圖3 2010～2017年變電站自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模（單位：億元）

二、2018年中國(guó)電力自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)分析

隨著電力系統(tǒng)在近幾年的不斷發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用電力生產(chǎn)和電力供應(yīng)系統(tǒng)之中，并且提供了快捷、方便、安全、穩(wěn)定的電力傳輸途徑。與此同時(shí)，電力自動(dòng)化呈現(xiàn)出穩(wěn)定化、簡(jiǎn)單化、人性化、小型化、遠(yuǎn)程化、智能化趨勢(shì)，以及朝著綜合自動(dòng)化階段發(fā)展。

（一）穩(wěn)定化趨勢(shì)

穩(wěn)定化主要是指電力系統(tǒng)在日常的運(yùn)行過程中，能夠保證一定的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行不僅對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生重要的影響，而且對(duì)其自身的發(fā)展也有密切聯(lián)系。在這種形勢(shì)下，電力企業(yè)要不斷提高其自身，保證電力系統(tǒng)在日常運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，同樣也要保證計(jì)算機(jī)的安全運(yùn)行，只有這樣才能夠促使兩者之間的有效結(jié)合，將自動(dòng)化技術(shù)的影響和作用充分發(fā)揮出來(lái)，促使電力系統(tǒng)能夠逐漸實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。

表1 電力自動(dòng)化發(fā)展階段

另外，還需要對(duì)變壓器自身的安全和穩(wěn)定性提供切實(shí)有效的保障。由于變壓器是電力系統(tǒng)和用戶之間的有效連接，對(duì)變壓器的實(shí)際工作情況要進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)督和管理，一旦發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，進(jìn)行及時(shí)有效的解決，從根本上為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供保障。

（二）簡(jiǎn)單化趨勢(shì)

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行過程中，將自動(dòng)化技術(shù)與其進(jìn)行有效結(jié)合，不僅能夠減少人力、物力的投入，而且能夠促使電力系統(tǒng)的正常操作逐漸走向簡(jiǎn)單化的趨勢(shì)。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提升下，電力系統(tǒng)自身的運(yùn)行智能化水平也在提高當(dāng)中，這樣一來(lái)，操作流程以及程序就會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單化、便捷化，這是電力系統(tǒng)自身發(fā)展過程中的必然趨勢(shì)。

當(dāng)前，雖然我國(guó)電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)作過程中，仍然存在很多問題，比如其自身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、地區(qū)之間的協(xié)調(diào)性比較差等等，這些問題的存在或多或少都會(huì)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)水平的應(yīng)用造成影響。但是，在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程中，通過不斷的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)這些問題進(jìn)行切實(shí)有效的解決，將從根本上推動(dòng)電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展。

表2 電力自動(dòng)化的故障分析方法

（三）人性化趨勢(shì)

電力系統(tǒng)是非常復(fù)雜的一個(gè)系統(tǒng)，在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展形勢(shì)下，人們對(duì)于電力系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，不僅要求其自身能夠滿足人們的日常用電需求，而且要能夠保證供電過程中的穩(wěn)定性和安全性。在這種形勢(shì)下，電力系統(tǒng)對(duì)其自身的故障檢測(cè)技術(shù)和日常維護(hù)就需要提高標(biāo)準(zhǔn)和要求，針對(duì)這種情況，電力系統(tǒng)日后會(huì)朝著人性化的趨勢(shì)方向發(fā)展。

人性化主要是指電力服務(wù)的人性化，在人性化水平的不斷提高形勢(shì)下，電力系統(tǒng)的維護(hù)人員能夠根據(jù)用戶的實(shí)際情況，高效快捷地找出故障的具體位置，并且提出有針對(duì)性的解決措施，從而保證供電的安全性和穩(wěn)定性。

（四）小型化、遠(yuǎn)程化趨勢(shì)

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在實(shí)際操作過程中，基本上都是利用遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制，一般情況下，都會(huì)利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中，雖然其自身的開發(fā)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，但是仍然存在很多弊端。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷大力發(fā)展形勢(shì)下，這種方式對(duì)電力系統(tǒng)自身的發(fā)展來(lái)說，也會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的一些不利影響，比如其自身的成本比較高、結(jié)構(gòu)自身的靈活度不夠等等。

而在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展背景下，電力系統(tǒng)智能化的水平越來(lái)越高，針對(duì)這種情況，電力系統(tǒng)的終端最終會(huì)朝著遠(yuǎn)程化的趨勢(shì)方向發(fā)展。并且電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)還會(huì)朝著小型化的趨勢(shì)方向發(fā)展，這樣不僅能夠提高電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端的有效性和實(shí)用性，而且能夠從根本上滿足現(xiàn)代人對(duì)于電力系統(tǒng)的整體需求。

（五）智能化趨勢(shì)

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展的形勢(shì)下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其自身也在不斷地進(jìn)步和發(fā)展當(dāng)中，會(huì)朝著智能化的趨勢(shì)方向發(fā)展。

表3 智能電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)具體內(nèi)容

圖4 2009～2020年電網(wǎng)智能化投資規(guī)模（單位：億元）

我國(guó)電網(wǎng)在智能化投資的比例較低，但是隨著智能電網(wǎng)的推進(jìn)，智能化投資在電網(wǎng)投資中的比例將顯著提升。在這個(gè)基礎(chǔ)上，不僅能夠?qū)Υ嬖谟陔娏ο到y(tǒng)當(dāng)中的一些故障進(jìn)行切實(shí)有效的預(yù)防，而且能夠從根本上提高電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和安全性。

（以上數(shù)據(jù)及分析來(lái)自前瞻產(chǎn)業(yè)研究院公布的《2018～2023年中國(guó)電力自動(dòng)化行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。）