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

蔣永鵬

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注，本文首先對(duì)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用必要性進(jìn)行分析闡述，并且依據(jù)實(shí)際供電系統(tǒng)的發(fā)展提出電力配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)、電力工作狀態(tài)仿真模擬技術(shù)以及電力智能化技術(shù)的具體應(yīng)用措施。

關(guān)鍵詞：電氣工程自動(dòng)化;電力系統(tǒng);應(yīng)用措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）19-0161-02

0 引言

在我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的進(jìn)程中，隨著我國(guó)電力需求逐步增加，各個(gè)供電企業(yè)應(yīng)該對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性加以重視，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，不僅會(huì)影響用戶的正常用電，而且會(huì)給用戶的人身安全造成危害，所以對(duì)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析研究具有重要的實(shí)際意義。

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

1.1 利于提升整體系統(tǒng)控制水平

現(xiàn)階段我國(guó)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)的技術(shù)要求也有相應(yīng)提高，所以在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程之中運(yùn)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)不僅可以提高傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，而且還可以切實(shí)有效的減少電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的故障，提高整體電力運(yùn)行水準(zhǔn)，保證電力的正常輸送。

1.2 利于獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益

電力企業(yè)的運(yùn)行基本要求就是為用戶提供穩(wěn)定可靠的電力環(huán)境，所以電力系統(tǒng)在電力設(shè)備的維護(hù)方法需要提高力度，因此也浪費(fèi)了不少的人力物力，但是如果在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行之中將電氣工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到日常的電力設(shè)備維修工作之中不僅可以減少工作人員的工作量，而且可以提高工作人員的工作效率，進(jìn)而達(dá)到減少維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行中不必要的經(jīng)濟(jì)損失，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 利于簡(jiǎn)化日常電力管理工作

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行往往依靠人工對(duì)電力的日常運(yùn)行進(jìn)行管理，難以滿足現(xiàn)今的運(yùn)行需求，一旦出現(xiàn)電力事故，傳統(tǒng)方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且無(wú)法保證電氣系統(tǒng)在第一時(shí)間得到維修，若在實(shí)際的電力日常管理工作中配合電氣工程自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行日常的管理工作，不僅可以使得電氣系統(tǒng)的運(yùn)行信息可以集中化顯示，并且可以第一時(shí)間找出電力運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行缺陷，及時(shí)加以解決，保證電力系統(tǒng)的正常輸電工作。

1.4 利于提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性

在實(shí)際的電力工程之中配合電氣自動(dòng)化技術(shù)可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備定期對(duì)電力運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)問(wèn)題可以第一時(shí)間加以解決。此外，使用電氣自動(dòng)化技術(shù)還可以對(duì)簡(jiǎn)單的故障進(jìn)行自動(dòng)修理，減少電力維修人員的工作量，切實(shí)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程之中的安全性[1]。

2 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，許多行業(yè)都與電氣工程自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)聯(lián)，大到國(guó)家的航天工程，小到家庭的家用電器。尤其是近些年，電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程之中也逐步開(kāi)展電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)程序的相互配合使得電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程之中系統(tǒng)程序可以自動(dòng)對(duì)內(nèi)部的運(yùn)行信息進(jìn)行收集，對(duì)于異常的信息可以及時(shí)加以分析，自動(dòng)調(diào)整至正常狀態(tài)。電氣工程技術(shù)在我國(guó)的受到社會(huì)各界人士的重視，主要應(yīng)用類(lèi)型如表1。

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

3.1 電力配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

電力配網(wǎng)自動(dòng)化指的是運(yùn)用先進(jìn)的通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及現(xiàn)代電子技術(shù)將用戶用電信息、電網(wǎng)運(yùn)行情況數(shù)據(jù)、相關(guān)的地理信息、電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行收集，使得電網(wǎng)運(yùn)行成為一個(gè)完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，可以保證電網(wǎng)配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及在出現(xiàn)電網(wǎng)事故時(shí)，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)配電進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)和監(jiān)控，確保電力系統(tǒng)可以始終以最可靠、最安全、最經(jīng)濟(jì)、最高效的運(yùn)行狀態(tài)，提高整體供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量，在保證供電系統(tǒng)可以安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，最大限度減少電力運(yùn)行事故所帶來(lái)的停電范圍，縮短停電時(shí)間，盡可能提高公司的經(jīng)濟(jì)效益。

先前國(guó)家對(duì)電力配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)還沒(méi)有明確標(biāo)準(zhǔn)，不同地區(qū)的規(guī)定具有一定差異性，對(duì)于此種特殊情況，國(guó)家與電力企業(yè)共同商議頒布了《電力配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃方案》，在此方案中明確了電力配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的基本任務(wù)：第一，進(jìn)行分布式電力系統(tǒng)管理。第二，負(fù)責(zé)電力配網(wǎng)管理系統(tǒng)以及停電管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。第三，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)調(diào)度。第四，做好GIS功能以及集成SCADA的基礎(chǔ)工作。另外，電力工作人員還要不斷優(yōu)化電力系統(tǒng)的圖形資料，圖形資料指的是以地理圖像的形式表現(xiàn)出各種系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)際地理位置，是電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本自動(dòng)化的基礎(chǔ)，為后期的電網(wǎng)正常運(yùn)行提供準(zhǔn)確的資料信息，其圖形資料的主要功能如下：第一，為電力總管理系統(tǒng)提供電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中涉及到的斷路器、實(shí)際用戶電表、變壓器、電纜線路等用電設(shè)備的準(zhǔn)確的地理位置，并且將此類(lèi)地理信息與實(shí)際的小區(qū)用電系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使得在區(qū)域內(nèi)部為電力系統(tǒng)供電設(shè)備設(shè)計(jì)、檢修、維護(hù)和實(shí)際施工的基礎(chǔ)。第二，將實(shí)際電力系統(tǒng)的運(yùn)行信息向管理人員進(jìn)行及時(shí)匯報(bào)，并且根據(jù)電力運(yùn)行的實(shí)際情況對(duì)電價(jià)設(shè)定以及電費(fèi)管理進(jìn)行系統(tǒng)化運(yùn)營(yíng)。第三，為實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)自動(dòng)化提供詳細(xì)的地理信息、實(shí)際配電線路的線路圖紙、實(shí)施操作畫(huà)面以及發(fā)生故障時(shí)的準(zhǔn)確故障位置[2]。

配網(wǎng)自動(dòng)化正常情況下有以下幾部分組成：主配電站、子配電站、遠(yuǎn)程控制終端以及通信網(wǎng)絡(luò)。其中主配電站是控制自配電站的主要設(shè)備，而自配電子分布于城市的各個(gè)角落。然后遠(yuǎn)程控制終端通過(guò)通信系統(tǒng)受到配電站的實(shí)際指令，終端設(shè)備主要有以下幾個(gè)類(lèi)型：第一，配電終端電力設(shè)備，又稱(chēng)為T(mén)TU，負(fù)責(zé)對(duì)電力系統(tǒng)之中的配電變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)實(shí)際的電流值和電壓值每5分鐘計(jì)算電壓的實(shí)際數(shù)值、電流的有效值等實(shí)際運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，并且加以嚴(yán)格保存，使得在今后的運(yùn)行中可以依靠歷史的運(yùn)行參數(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的問(wèn)題。第二，饋線終端電力設(shè)備，又稱(chēng)為FTU，此種設(shè)備一般設(shè)置在饋線開(kāi)關(guān)附近，饋線開(kāi)關(guān)指的是電力設(shè)備之中的斷路器、分段開(kāi)關(guān)等設(shè)施，正常情況下，1臺(tái)饋線終端電力設(shè)備規(guī)定要對(duì)也至少一臺(tái)臺(tái)柱開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以保證檢測(cè)效果。第三，開(kāi)閉終端電力設(shè)備，又稱(chēng)DTU，主要安裝在規(guī)模較小的變電站、環(huán)網(wǎng)柜以及開(kāi)閉站附近，保證可以對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的實(shí)際地理位置、運(yùn)行電壓、運(yùn)行功率進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集以及分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路問(wèn)題的及時(shí)反饋，保證故障區(qū)域以最快的區(qū)域恢復(fù)供電。

3.2 電力工作狀態(tài)仿真模擬技術(shù)

電力工作狀態(tài)仿真技術(shù)指的是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將電力運(yùn)行系統(tǒng)所涉及到的設(shè)備在計(jì)算機(jī)之中虛擬運(yùn)行，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集技術(shù)與設(shè)備控制技術(shù)，將真實(shí)的運(yùn)行設(shè)備之中所出現(xiàn)的數(shù)值傳回計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)在虛擬仿真狀態(tài)之中對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行實(shí)施管理，保證電力設(shè)備的正常運(yùn)行。

在實(shí)際將電力工作仿真技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際電力運(yùn)行過(guò)程之中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，重視電廠的建設(shè)過(guò)程。在建設(shè)電廠前期需要依據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況設(shè)計(jì)出多套建設(shè)方案，并且及時(shí)將仿真技術(shù)應(yīng)用于電廠建設(shè)過(guò)程之中，使得企業(yè)高層管理人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)直觀的表現(xiàn)出建設(shè)過(guò)程之中的土木工程以及電力設(shè)備安裝的實(shí)際工程，盡可能在保證電力建設(shè)質(zhì)量達(dá)到指標(biāo)的基礎(chǔ)上減少發(fā)電廠的使用成本，另外，此種電力工作仿真技術(shù)還可以進(jìn)行電廠內(nèi)部的水循環(huán)以及變電輸電過(guò)程的模擬，從眾多方案之中選擇出最優(yōu)方案，保證電廠建設(shè)的順利進(jìn)行。第二，重視虛擬操作人員的培訓(xùn)工作[3]。

3.3 電力智能化技術(shù)

電力智能化系統(tǒng)在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)智能化技術(shù)，進(jìn)而使得用電管理者可以對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行做到統(tǒng)一調(diào)配。

融入智能化技術(shù)的電力管理系統(tǒng)之中的需要在實(shí)際運(yùn)行時(shí)采集各種系統(tǒng)參數(shù)并且向主管理系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)匯報(bào)，電力智能化系統(tǒng)應(yīng)該提供的數(shù)據(jù)主要有以下幾種：第一，電力運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)。其中包括電力設(shè)備的實(shí)際位置信息、開(kāi)關(guān)閘的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及各種維護(hù)設(shè)備的運(yùn)行情況等等，保證電路之中一旦出現(xiàn)事故問(wèn)題，從集中管理系統(tǒng)可以第一時(shí)間察覺(jué)到并且及時(shí)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行異常的情況加以解決。第二，電路之中的測(cè)量信息。其中包括：（1）通電質(zhì)量，例如電壓、用電設(shè)備功率、電路頻率等等。（2）通電量的實(shí)際大小，例如運(yùn)行過(guò)程之中的電流。（3）電量的使用情況，例如實(shí)際用戶的用電度數(shù)。（4）其他參數(shù)，其中包括電路運(yùn)行的實(shí)際溫度以及變壓器的實(shí)際溫度。第三，有關(guān)于電路運(yùn)行的控制信息，根據(jù)不同的電力回路其要求是具有一定差異性。

現(xiàn)如今隨著人們對(duì)電力的需求量越來(lái)越大，電力系統(tǒng)應(yīng)該滿足滿現(xiàn)代居民對(duì)電路供應(yīng)的安全性、可靠性與高效性，隨著電力自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，先進(jìn)的電力自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸向優(yōu)質(zhì)化、快速化、協(xié)調(diào)化發(fā)展。而整個(gè)電力智能化系統(tǒng)也逐漸向以下幾個(gè)方面快速發(fā)展：第一，有局部性智能化檢測(cè)逐步向整體智能化發(fā)展。第二，從高運(yùn)行電壓逐步演變成低運(yùn)行電壓，盡可能保證工作人員的人身安全不受侵害。第三，從單個(gè)元件的控制逐步向區(qū)域化控制甚至整體系統(tǒng)的發(fā)展，例如：供電線路之中區(qū)域穩(wěn)定性的發(fā)展和檢測(cè)以及數(shù)據(jù)采集的發(fā)展。第四，有功能較為單一化逐漸向功能全面化發(fā)展，例如變電站自動(dòng)化變電站的發(fā)展。第五，各個(gè)用電設(shè)備逐漸向靈活化、數(shù)字化發(fā)展，例如：繼電保護(hù)設(shè)備演變。第六，智能化變電站的工作部門(mén)逐漸向國(guó)際最高水平發(fā)展，如國(guó)家的大型變電站的發(fā)展。第七，實(shí)際供電企業(yè)更加注重保證運(yùn)行過(guò)程中的安全以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，提高電力運(yùn)行效率[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將電氣工程自動(dòng)化技術(shù)融入到實(shí)際的電力系統(tǒng)的運(yùn)行之中是未來(lái)的主流趨勢(shì)，所以地區(qū)能力企業(yè)管理人員應(yīng)該電力配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)、電力工作狀態(tài)仿真模擬技術(shù)以及電力智能化技術(shù)根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，合理應(yīng)用到實(shí)際的電力管理系統(tǒng)之中，從技術(shù)層面上天溝企業(yè)的運(yùn)行效率。

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