電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探析

柴源，李子恩，朱啟強(qiáng)，王曉冬，連進(jìn)牛

（上海理工大學(xué)，上海，200093）

0 引言

由于當(dāng)前我國開始實(shí)施“科教興國，人才強(qiáng)國”戰(zhàn)略。因此，我國國家領(lǐng)導(dǎo)人特別重視各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在這種社會(huì)形勢下，電氣自動(dòng)化技術(shù)作為新科技產(chǎn)物被研發(fā)出來了，并且通過一系列的檢驗(yàn)合格以后，將其應(yīng)用在電力系統(tǒng)中。伴隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，這項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越大。接下來，筆者將就電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用做出介紹，同時(shí)指出其發(fā)展趨勢的變化。

1 對我國電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析

1.1 在電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的應(yīng)用

我國目前已經(jīng)全面步入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)的普及使我國的計(jì)算機(jī)技術(shù)開始發(fā)展起來。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用必須要得到電力系統(tǒng)的大力支持，這樣才能維持其正常的運(yùn)行工作。但是我國的電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)需要調(diào)控的部分比較多，主要環(huán)節(jié)有三個(gè)，一個(gè)是進(jìn)行發(fā)電環(huán)節(jié)，其次是電力的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，第三是電力轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)等。只有這些環(huán)節(jié)正常有序進(jìn)行，才能維持電力系統(tǒng)保持正常狀態(tài)。另外，對電力系統(tǒng)這些必要環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)控工作也是需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來完成的。所以，我們可以想到電力系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，這兩者之間密不可分。計(jì)算機(jī)技術(shù)是通過智能化數(shù)字技術(shù)完成的，在電力系統(tǒng)工作中有很重要的作用。這種智能化數(shù)字技術(shù)就是我們經(jīng)常說的“電氣自動(dòng)化技術(shù)”。利用這種技術(shù)對電力系統(tǒng)的電壓情況和電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)控和監(jiān)督工作。

1.2 在電力系統(tǒng)PLC技術(shù)方面的應(yīng)用

PLC技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的延續(xù)應(yīng)用，其也是與電氣自動(dòng)化技術(shù)有緊密關(guān)聯(lián)的。PLC技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種編程方式，通過相關(guān)運(yùn)算可以得出數(shù)據(jù)的潛在含義。所以我們經(jīng)常利用PLC技術(shù)來記錄和分析電力系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。PLC技術(shù)通過智能化的操作來控制從電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)中篩選出來的有效信息，并且通過傳輸系統(tǒng)將這些信息擴(kuò)散到各個(gè)基礎(chǔ)部門。通過PLC技術(shù)，我們可以對電力系統(tǒng)中的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行正確排序，并且按照這個(gè)統(tǒng)一的排序依次進(jìn)行電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的運(yùn)算與分析工作。通過PLC技術(shù)來干預(yù)電力系統(tǒng)的工作，使其在整個(gè)運(yùn)行過程中有了安全保障。

1.3 在電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)技術(shù)方面的應(yīng)用

智能電網(wǎng)技術(shù)有兩個(gè)深層含義，一個(gè)是智能化；另一個(gè)是自動(dòng)化。這兩種先進(jìn)技術(shù)合二為一，就組成了智能電網(wǎng)技術(shù)。智能電網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的多個(gè)方面都有應(yīng)用，除了涉及發(fā)電過程和配電過程兩個(gè)方面外，還包括對變電系統(tǒng)的調(diào)控。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國有關(guān)部門逐漸在智能電網(wǎng)技術(shù)中嵌入通信技術(shù)，利用這一技術(shù)來協(xié)調(diào)對計(jì)算機(jī)技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)的綜合應(yīng)用。

1.4 在電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù)方面的應(yīng)用

變電站是電力系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)節(jié)中的核心組成部分，這一部分的運(yùn)行與否將直接決定了整個(gè)城市的電力供應(yīng)情況。由于這一電路流通環(huán)節(jié)的特殊性，我們想要通過人工方式對其進(jìn)行控制是完全行不通的。這時(shí)便需要我們利用自動(dòng)化體系來實(shí)現(xiàn)對其的控制工作。所謂的變電站自動(dòng)化，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來干預(yù)電力轉(zhuǎn)化的過程。在這一過程中會(huì)涉及電力設(shè)備的再次集成、互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字的合并等內(nèi)容，這些內(nèi)容的進(jìn)行是需要光電纖維來完成的。另外，通過電氣自動(dòng)化技術(shù)來對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)，使變電站成為連接電力系統(tǒng)與電力用戶的橋梁，同時(shí)維持正常的電力流通狀態(tài)。

1.5 在電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)方面的應(yīng)用

盡管電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用受到局限性因素影響，但是通過一些特殊措施可以打破這種局面。這項(xiàng)技術(shù)除了維持我國國家電網(wǎng)正常運(yùn)行外，也是與電氣自動(dòng)化技術(shù)保持一致的。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的主要被集中應(yīng)用于我國北方地區(qū)，因?yàn)檫@一地區(qū)處于平原地帶，地勢構(gòu)成多半比較單一，電網(wǎng)調(diào)度也相比較容易控制。通過電網(wǎng)調(diào)度將電力輸送到華北地區(qū)的各個(gè)角落。電氣自動(dòng)化技術(shù)在這項(xiàng)工作流程中扮演的角色正是對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)華北地區(qū)的電力供應(yīng)。除此之外，其他地區(qū)的電力系統(tǒng)也可以依靠電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)來完成，只是受到地形和外界自然環(huán)境的影響，電網(wǎng)調(diào)度靈敏性沒那么好。

1.6 在電力系統(tǒng)信息技術(shù)方面的運(yùn)用

我國對于電力大廳的設(shè)立，就是用來平衡電力系統(tǒng)和電力用戶的。用戶通過大廳就可以完成電力資費(fèi)等交易，這也是我國電力市場發(fā)展的時(shí)代要求。電力大廳的工作是要依靠信息技術(shù)來完成的，而信息技術(shù)的應(yīng)用則需要電氣自動(dòng)化技術(shù)對其進(jìn)行工作補(bǔ)充流程的進(jìn)行。兩者共同應(yīng)用，使電力大廳的工作性質(zhì)更科學(xué)、更合理。電力大廳的存在是為電力系統(tǒng)而服務(wù)的，其通過有序的工作管理使電力系統(tǒng)的運(yùn)行工作可持續(xù)進(jìn)行。通過電氣自動(dòng)化技術(shù)對這種客戶端服務(wù)進(jìn)行工作調(diào)節(jié)，在令其保持正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，使電力系統(tǒng)在信息技術(shù)方面也有所提高。

1.7 利用電氣自動(dòng)化技術(shù)對變壓器設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行在線檢測

經(jīng)常性地，許多大型電力基地都利用電氣自動(dòng)化技術(shù)來對變壓器設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行在線檢測。所謂的在線檢測就是通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測來發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)備出現(xiàn)的異常狀況，并且在發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)后立刻采取措施來對其進(jìn)行維修工作。同時(shí)，還要求對變壓器設(shè)備要進(jìn)行定時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)工作的進(jìn)行時(shí)間可以是三天一次，或者是五天一次，不宜時(shí)間過長。在完成變壓器設(shè)備故障部分的維修工作以后，還要對工作質(zhì)量進(jìn)行審核，審核不通過的部分需要重新進(jìn)行維修工作。除此之外，還要對變壓器設(shè)備維修方案進(jìn)行不斷創(chuàng)新與提高，這樣才能以更快的速度掌握變壓器設(shè)備的故障情況。不論是變壓器設(shè)備的維修工作，還是養(yǎng)護(hù)工作，都要依靠電氣自動(dòng)化技術(shù)來作為參考依據(jù)。

2 針對我國電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究方向進(jìn)行分析

2.1 推動(dòng)我國電力系統(tǒng)朝智能保護(hù)方向發(fā)展

當(dāng)前國際形式下，我國開始引進(jìn)大量高科技技術(shù)來維持電力系統(tǒng)發(fā)展。這時(shí)，我們應(yīng)用到了電氣自動(dòng)化技術(shù)，并且對其不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)工作。這一技術(shù)的應(yīng)用主要是為了保護(hù)我國的電力系統(tǒng)，使其向智能保護(hù)方向進(jìn)軍。智能化控制與自動(dòng)化控制是有電氣自動(dòng)化技術(shù)所控制的，通過應(yīng)用理論來調(diào)控電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。除此之外，我國電氣自動(dòng)化技術(shù)方面的技術(shù)人員通過不斷創(chuàng)新，終于在電力系統(tǒng)智能保護(hù)方面有所突破，使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化保護(hù)措施。

2.2 推動(dòng)我國電力系統(tǒng)朝配電網(wǎng)自動(dòng)化方向發(fā)展

眾所周知，我國最近兩三年加強(qiáng)了在配電網(wǎng)自動(dòng)化方面的各種研究。通過電網(wǎng)模型的構(gòu)建，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)和電網(wǎng)信息化匹配的突破性發(fā)展。通過利用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行調(diào)控使我國電力系統(tǒng)接受電波的靈敏度更高，同時(shí)避免了電波的流失與退化問題。另外，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信號處理效率也大幅度提高。目前我國的電力系統(tǒng)已經(jīng)完全向配電網(wǎng)自動(dòng)化方向進(jìn)軍。

2.3 推動(dòng)我國電力系統(tǒng)朝人工智能方向發(fā)展

電氣自動(dòng)化技術(shù)從字面來看，意思是說其中包含了智能和自動(dòng)兩點(diǎn)。所謂的智能，即通過外界控制就可以實(shí)現(xiàn)電氣操作應(yīng)用，例如：利用計(jì)算機(jī)設(shè)備來操作電力系統(tǒng)的某些設(shè)備。而自動(dòng)則指的是，利用一個(gè)按鈕，或者是操控裝置就可以令電氣設(shè)備發(fā)動(dòng)起來，這一點(diǎn)也是對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。我國當(dāng)前對于人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用也有很多，包括利用一些邏輯編程來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作，還有利用機(jī)器人設(shè)備來完成一些高難度的電力維修工作。這些電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電力生產(chǎn)過程中的各種故障問題，使電力系統(tǒng)運(yùn)行不再受到故障問題的干擾。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

電力自動(dòng)化技術(shù)最早被提出，是在英國第三次工業(yè)革命結(jié)束之后。之后經(jīng)過多次改革創(chuàng)新，于二十世紀(jì)八九十年代正式被引進(jìn)，并且投入我國的工業(yè)生產(chǎn)中。在本世紀(jì)，由于電力生產(chǎn)的需要，電氣自動(dòng)化技術(shù)正式在電力系統(tǒng)運(yùn)行工作中被應(yīng)用起來。它的應(yīng)用使我國電力系統(tǒng)逐漸走上智能化、自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程，同時(shí)使我國電力系統(tǒng)的發(fā)電水平和電力傳輸水平，都能夠與世界水平保持一致。當(dāng)然，我國在電力系統(tǒng)中對于電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還有很多缺陷部分需要去對其進(jìn)行填充，這些缺陷主要表現(xiàn)在我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)還不夠完善與創(chuàng)新。這便要求我國的科技生產(chǎn)部門必須要對電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行不斷更新與發(fā)展，使我國電力系統(tǒng)發(fā)展處于遙遙領(lǐng)先地位。除此之外，還要求有關(guān)部門根據(jù)我國的基本國情對電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步改善，主要表現(xiàn)在：首先，改善電氣自動(dòng)化技術(shù)的連接狀態(tài)，使其由開放狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)。其次，對電力系統(tǒng)的發(fā)電方式進(jìn)行改善，爭取找到一種既節(jié)能環(huán)保，又高效率的發(fā)電方式。第三，利用智能化設(shè)備取代人工的某些具有危險(xiǎn)性的工作，以保證電力施工人員可以完全避免對于這些危險(xiǎn)項(xiàng)目的操作。最后，電力系統(tǒng)的工作應(yīng)該以服務(wù)國家公民為主要目的，所以要求對其單位性質(zhì)進(jìn)行更改。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代我國社會(huì)變化日新月異，各種各樣的娛樂設(shè)施被開拓出來。所有城市都處于燈紅酒綠的狀態(tài)，人們可以夜夜笙歌。在這種狀態(tài)下，我國電力資源的消耗量逐漸上漲。并且由于電力需求的增多，我國采取了各種調(diào)控措施來保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)與正常運(yùn)行。例如：在電力系統(tǒng)中引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，智能化調(diào)控技術(shù)等。這些調(diào)控措施的實(shí)施使我國電力系統(tǒng)朝智能化、自動(dòng)化趨勢發(fā)展。