電力系統(tǒng)運行中的電氣工程自動化技術(shù)研究

賈祎飛 黃開奇 臧振溪 賈亞康 施云龍

（1.東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院 吉林省吉林市 132012 2.東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院 吉林省吉林市 132012）

電力系統(tǒng)在電力發(fā)展中有著重要作用，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是促進電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵，電力工程自動化技術(shù)的應(yīng)用有助于提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，目前智能技術(shù)、集成技術(shù)等成為電氣工程自動化技術(shù)的重要應(yīng)用內(nèi)容，為了實現(xiàn)電動自動化技術(shù)的創(chuàng)新就要對自動化技術(shù)進行整合，節(jié)約管理資源，提高電力系統(tǒng)管理效率，實現(xiàn)電力事業(yè)的高效發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)運行存在的不足與電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用價值

1.1 電力系統(tǒng)運行存在的不足

首先是數(shù)據(jù)信息龐大，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在一定程度上改變了人們生活方式，加快了各領(lǐng)域建設(shè)進程，而電力能源也有了更高需求，增加了電力系統(tǒng)運行壓力，電力系統(tǒng)規(guī)模的增大，使其運行信息量成倍增長，而傳統(tǒng)的控制設(shè)備難以滿足現(xiàn)有電力系統(tǒng)建設(shè)需求，信息處理滯后，因此，需要與時俱進，應(yīng)用自動化技術(shù)既能滿足時代需求，又能符合長遠戰(zhàn)略規(guī)劃。其次是技術(shù)應(yīng)用有待完善，科技的發(fā)展在一定程度上推動了自動化技術(shù)應(yīng)用，我國電氣自動化技術(shù)應(yīng)用還存在較多不足，例如：缺乏規(guī)范化管理、自動化技術(shù)存在差異、數(shù)據(jù)信息缺乏共享功能等等，都需要進一步發(fā)展。最后自動化技術(shù)應(yīng)用相對比較晚，雖然我國加大經(jīng)濟建設(shè)力度，給予電力系統(tǒng)建設(shè)更高的關(guān)注，也增加了投入，但實際上我國電力系統(tǒng)應(yīng)用與其他發(fā)達國家相比，在技術(shù)應(yīng)用以及設(shè)施先進程度方面都有一定差異性，造成這種差異的主要原因是我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用相對較晚，影響著電力行業(yè)的建設(shè)進程[1]。

1.2 電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用價值

首先是控制目標(biāo)運行，自動化技術(shù)的發(fā)展改變了電力管理工作方式，電力智能化平臺有了廣闊發(fā)展空間，而且市場經(jīng)濟水平的提升為自動化技術(shù)提供了支持與保障，使其可以起到控制目標(biāo)運行的作用，利用集成系統(tǒng)監(jiān)控目標(biāo)運行情況，有效改善了傳統(tǒng)人力管理存在的低效狀況。其次提高了運轉(zhuǎn)效率電力系統(tǒng)運行情況與人們的生活生產(chǎn)息息相關(guān)，為了保障用電的穩(wěn)定性，就要利用自動化技術(shù)完善電力系統(tǒng)功能，避免資源浪費現(xiàn)象，提高電力系統(tǒng)的市場競爭力。而且應(yīng)用自動化技術(shù)能夠提升電力管理工作效率，例如：反竊電技術(shù)的應(yīng)用能夠讓工作人員實現(xiàn)實時監(jiān)控客戶用電，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常使用時可以及時采取措施，包括電力儀器的損壞與違法竊電，進而保障用電環(huán)境的安全。最后能夠?qū)崿F(xiàn)及時維護檢修，將電氣自動化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，極大地提高了電力系統(tǒng)維護工作的效率，根據(jù)系統(tǒng)反饋情況可以及時了解故障位置，利用診斷體系獲得檢修知識，并將其轉(zhuǎn)化為實踐能力，進行故障排除，電力系統(tǒng)使用時間越久，老化速度越快，需要進行定期維護才能有效延長其壽命，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)及時維護檢修，能夠延長電力系統(tǒng)的使用壽命。

1.3 電氣工程自動化技術(shù)應(yīng)用特點

電氣工程自動化技術(shù)應(yīng)用特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面，如圖1。

（1）具備良好可控性，電力系統(tǒng)發(fā)電輸電各個環(huán)節(jié)都能夠應(yīng)用自動化技術(shù)，利用電氣自動化技術(shù)能夠構(gòu)建完整信息管理系統(tǒng)，收集發(fā)電廠、變電站相關(guān)運行數(shù)據(jù)，提升電力系統(tǒng)安全性。

（2）具備便捷性，電力系統(tǒng)的維護作為保障其穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，目前電力系統(tǒng)維護技術(shù)還存在較多缺陷，而電氣自動化技術(shù)能夠提高電力維護便捷性，并且通過線上監(jiān)控提高維護的靈活性。

（3）具備先進的信息技術(shù)，電力系統(tǒng)的運行主要依靠信息技術(shù)，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)可以提高管理的科學(xué)性、實時性，及時發(fā)現(xiàn)故障，及時進行處理，促進電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行[2]。

2 電氣工程自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)運行中的應(yīng)用

2.1 智能技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

隨著社會的發(fā)展，電器自動化技術(shù)逐漸成為了電氣設(shè)備的核心，以電氣自動化為基礎(chǔ)融入智能保護技術(shù)，能夠使自動化技術(shù)更為完善，在實際生產(chǎn)過程中，如果電器設(shè)備出現(xiàn)故障，但電器設(shè)備仍然運行，就會發(fā)生事故，影響財產(chǎn)安全與生命安全。應(yīng)用智能保護技術(shù)可以檢測到電器設(shè)備故障，在其發(fā)生故障時及時停止系統(tǒng)，提高了運行的安全性，并且能夠?qū)⒐收闲畔⒎答伣o相關(guān)工作人員。智能技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾方面優(yōu)點：

（1）能夠利用便捷網(wǎng)絡(luò)搜集電氣設(shè)備數(shù)據(jù)，即使出現(xiàn)事故也能保證重要信息不會丟失。

（2）在生產(chǎn)過程中利用程序?qū)⒃O(shè)備可能存在的問題標(biāo)示出來，引起維護人員注意，不用像傳統(tǒng)維修時對所有設(shè)備逐個檢查，極大的提高了工作效率。

（3）在設(shè)備出現(xiàn)問題時可以調(diào)整設(shè)備工況，減小設(shè)備負(fù)荷，使設(shè)備生產(chǎn)價值實現(xiàn)最大化。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)監(jiān)管方面，在傳統(tǒng)的管理過程中，電力系統(tǒng)信息共享效果比較差，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠及時上傳信息，由主控部進行統(tǒng)一管理，而且數(shù)據(jù)上傳后，通過橫向與縱向?qū)Ρ?，能夠更加直觀的發(fā)現(xiàn)異常[3]。

2.2 仿真技術(shù)與多項集成技術(shù)的應(yīng)用

仿真技術(shù)的應(yīng)用對提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性有著重要作用，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)建設(shè)通常需要在實驗室進行運行數(shù)據(jù)實驗，只有實驗數(shù)據(jù)信息滿足標(biāo)準(zhǔn)時才能夠開展后續(xù)工作，而應(yīng)用電氣工程自動化技術(shù)，利用計算機IP 協(xié)議，將信息通過Internet 傳到數(shù)據(jù)終端中，利用智能系統(tǒng)的仿真技術(shù)審核評估各項數(shù)據(jù)信息，能夠使電力系統(tǒng)防御機制更加健全，提高電力系統(tǒng)運行安全性，并減少資源浪費，降低維護成本。多項集成技術(shù)作為電氣自動化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)融合產(chǎn)物，具有良好的科技性，也具有一定復(fù)雜性，應(yīng)用多項集成技術(shù)匯總用戶不同需求，進而使電力系統(tǒng)統(tǒng)一處理，既降低了投資成本，又提升了運行速度，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

2.3 電力自動化監(jiān)測系統(tǒng)與自動化調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用

目前電力自動化監(jiān)測系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著重要價值，尤其是自動化在線檢測技術(shù)應(yīng)用可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行故障，實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集、維護等信息的管理。我國對電力自動化監(jiān)測技術(shù)投入了較大人力與物力，其開發(fā)與應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)運行的自動化，對電力系統(tǒng)狀態(tài)信息處理實現(xiàn)控制功能，為電力系統(tǒng)自動化發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。電網(wǎng)電力自動化技術(shù)的應(yīng)用取得了良好效果，主要體現(xiàn)在以下幾點：

（1）數(shù)據(jù)收集，信息數(shù)據(jù)的增長與復(fù)雜化需要借助計算機系統(tǒng)分析，實現(xiàn)智能收集。

（2）在安全系統(tǒng)運行中的應(yīng)用電網(wǎng)安全事故備受關(guān)注，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障利用計算機事先預(yù)定的方案開展緊急處理，啟動預(yù)備方案，進而實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

（3）SCADA 系統(tǒng)應(yīng)用，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運行設(shè)備進行監(jiān)控實現(xiàn)信號報警，維護電網(wǎng)安全運行，電網(wǎng)自動化發(fā)展使得確保電力調(diào)度工作能夠滿足電力需求成為重要研究課題，為了緩解這一情況，就要加強SCADA 系統(tǒng)應(yīng)用，既降低工作人員工作強度又實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，推動電力事業(yè)發(fā)展[4]。

2.4 PLC技術(shù)與變電站的應(yīng)用

PLC 技術(shù)是控制技術(shù)與計算機技術(shù)的融合，應(yīng)用PLC 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)指令的自動編程和運算，使電力系統(tǒng)處于低能耗工作狀態(tài)，應(yīng)用PLC 技術(shù)進行信息數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換與傳遞，可以實現(xiàn)柔性操作智能控制，應(yīng)用PLC 技術(shù)控制電力系統(tǒng)運行單獨模塊信息與通信連接，可以使電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)有序生產(chǎn)，應(yīng)用PLC 技術(shù)也能夠有效控制電力系統(tǒng)壓力與流量，實現(xiàn)模擬閉環(huán)控制，或者應(yīng)用PLC 技術(shù)進行開關(guān)量控制實現(xiàn)電力高效生產(chǎn)。我國的用電情況比較多元化，不同用戶和不同場所所需的用電量和用電電壓都存在區(qū)別，為變電站管理工作帶來了較多困難，如安全隱患處理、風(fēng)險處理等，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)能夠規(guī)避人工觸電風(fēng)險，保障安全生產(chǎn)，利用遠程通信自動化控制技術(shù)可以實現(xiàn)測量裝置自動化裝置的重組，利用其對線路設(shè)備進行監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲于計算機中進行分析，可以有效改變運行效率低的缺陷，使設(shè)備微機化，有助于節(jié)省空間，實現(xiàn)變電站自動化運行[5]。

3 電氣工程自動化技術(shù)探究與發(fā)展

3.1 應(yīng)用方向探究

可以從以下幾個方面入手：

（1）配電網(wǎng)自動化研究，實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化能夠利用高級軟件系統(tǒng)及時對配電網(wǎng)運行情況進行算法結(jié)合，以國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)應(yīng)用地推虛擬流算法，提高自動化設(shè)備計算準(zhǔn)確性。

（2）推廣國際標(biāo)準(zhǔn)，在我國有各種廠家能夠生產(chǎn)電氣自動化設(shè)備，但其所生產(chǎn)的設(shè)備卻存在差異性，不利于電力信息共享，而且操作也存在一定制約，兼容性比較差，因此，在電氣工程自動化應(yīng)用研究中，要引導(dǎo)設(shè)備廠商統(tǒng)一應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)，加強國際標(biāo)準(zhǔn)推廣，提高設(shè)備的兼容性。

（3）以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，電力系統(tǒng)運行越發(fā)復(fù)雜，需要對運行數(shù)據(jù)進行綜合采集，不斷加速數(shù)據(jù)傳輸才能使電網(wǎng)信息得到更有效利用，應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大量數(shù)據(jù)有效傳輸，滿足電氣工程自動化需求，因此，需要重視以太網(wǎng)技術(shù)研究。

（4）各環(huán)節(jié)的統(tǒng)一化，包括測量、安全控制等，這些環(huán)節(jié)是密不可分的，如果分工管理，不但增加工作量，也無法充分利用設(shè)備，因此，需要重視統(tǒng)一化集成研究，實現(xiàn)電氣工程自動化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。

3.2 發(fā)展趨勢探究

首先是自動化發(fā)展，電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用過程中，各類軟件能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運行情況進行觀察，并且通過不同算法精準(zhǔn)把握設(shè)備運行情況，使設(shè)備管理更為有效，并為管理決策提供依據(jù)。為了更好的促進電氣工程自動化技術(shù)深度發(fā)展，就要加強對數(shù)據(jù)采集、計算技術(shù)的研究，使其更好地滿足電力系統(tǒng)管理發(fā)展需求。其次是網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，科技技術(shù)的深度應(yīng)用使得電氣工程自動化技術(shù)呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢，為了使內(nèi)部數(shù)據(jù)處理更為高效，就要合理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。再次是高效化發(fā)展，GPS 技術(shù)具有導(dǎo)航功能，利用GPS技術(shù)監(jiān)測不同節(jié)點，可以發(fā)揮出低投入性、高效性優(yōu)勢，將GPS技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)運行管理中，可以有效解決以往電力企業(yè)在不同地區(qū)無法實現(xiàn)同步協(xié)調(diào)控制的情況，并且利用GPS 技術(shù)對電力系統(tǒng)進行動態(tài)安全監(jiān)測，實現(xiàn)信息高速匯總、智能控制、動態(tài)調(diào)節(jié)，有助于提高系統(tǒng)運行高效性。最后是小型化發(fā)展與遠程化發(fā)展，結(jié)合目前電力企業(yè)架構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)電力企業(yè)大多以電子計算機為基礎(chǔ)控制系統(tǒng)，此種方式比較簡便，具有擴展性能，但同時也有較多缺陷，包括使用成本較高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不夠靈活等，影響著電力系統(tǒng)自動化發(fā)展。因此，一定要推陳出新，將終端控制技術(shù)向著遠程控制模式發(fā)展，研發(fā)設(shè)計人員要做好技術(shù)攻關(guān)，研究出遠程電氣工程自動化控制系統(tǒng)，并利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電力控制系統(tǒng)由大型化轉(zhuǎn)變?yōu)樾⌒突?，促進電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[6]。

3.3 發(fā)展對策

可以從以下幾個方面入手：

（1）設(shè)置統(tǒng)一電力系統(tǒng)開發(fā)平臺，實現(xiàn)資源最優(yōu)配置，提高運行效率，更好地滿足客戶需求，并結(jié)合反饋的問題與弊端商討對策，制定解決措施。

（2）重視人文色彩添加，電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用是受人為操縱的，人占有主導(dǎo)地位，因此，在應(yīng)用過程中要貫徹工作精神和工作理念，根據(jù)當(dāng)今經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展時代背景合理添加人性化設(shè)計環(huán)節(jié)，包括人的感覺、感官的享受、光線、聲音等的處理，為客戶帶來全新體驗，落實為人民服務(wù)理念。

（3）利用網(wǎng)絡(luò)一體化對電力系統(tǒng)運行進行管控，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)進行電力系統(tǒng)運行管理，提高管理的精準(zhǔn)性，要加強網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)，并使電力分配、維護以及管理等環(huán)節(jié)向著集約化方向發(fā)展，提高電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)度，促進電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定發(fā)展。

4 結(jié)束語

總而言之，電氣自動化技術(shù)作為一項實用技術(shù)，廣泛的應(yīng)用于電力工程中，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、仿真技術(shù)、多項集成技術(shù)、電力自動化監(jiān)測系統(tǒng)、自動化調(diào)度技術(shù)等的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)實現(xiàn)了智能胡與自動化，節(jié)約了檢修成本，為穩(wěn)定用電提供保障，為了更好的促進電力事業(yè)發(fā)展，在日后還要加強電氣工程自動化技術(shù)應(yīng)用方向與發(fā)展趨勢研究。