電氣工程及自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用分析

謝蓓敏 陳萬意 李 睿

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司檢修公司，吉林長春 130000）

電力是我國經(jīng)濟科學發(fā)展的重要能源，是我國經(jīng)濟的骨干力量，在社會經(jīng)濟發(fā)展中具有不可或缺的作用。隨著電力系統(tǒng)的重組，電力市場的競爭加劇，對電力供應的需求增加，對電能質(zhì)量的需求增加，對電力效率的需求增加。促進電氣工程和自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用，促進自動化電力系統(tǒng)的形成，能夠提高能源效率和質(zhì)量，減少業(yè)務資金，為電力運營提供可靠的保證，在市場中提供競爭優(yōu)勢并滿足新市場的需求。電氣工程和電力系統(tǒng)自動化的應用可以實現(xiàn)連接功能的自動化，包括電力分配、安全分析、數(shù)據(jù)收集、發(fā)電、電壓控制和能源機械。對工廠設備進行機械檢查、改造、管理和處置，降低電力運營成本，降低設備故障率，通過智能自動化解決方案替代現(xiàn)有的手動發(fā)電過程，大幅度減輕了勞動強度并提高了能源效率，為電力公司提供了社會和社會效益，保證了我國電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

電力是科學和經(jīng)濟發(fā)展的基石，電力工業(yè)是社會發(fā)展的重要基礎。由于電力系統(tǒng)的深入改革，用戶對能源質(zhì)量和可靠性的要求越來越高。為了適應新的市場環(huán)境，增強競爭優(yōu)勢并降低運營成本，電力公司需要提高電氣工程應用和自動化技術(shù)水平，構(gòu)建自動化和智能電力系統(tǒng)，提高能源質(zhì)量，并確保系統(tǒng)完整性、穩(wěn)定性和效率。電力系統(tǒng)的電力工程和自動化技術(shù)已經(jīng)完成，發(fā)現(xiàn)并消除了缺陷，增加了電力機構(gòu)的社會經(jīng)濟效益，促進了我國電力事業(yè)的健康發(fā)展。

1 電氣自動化工程

電氣工程和自動化技術(shù)包括許多先進的現(xiàn)代技術(shù)，如電子和電子技術(shù)、網(wǎng)絡控制技術(shù)、自動化技術(shù)、機械集成技術(shù)和計算機技術(shù)。主要功能是強弱電子組裝、組件和系統(tǒng)的集成、硬件和軟件集成、電氣和電子技術(shù)集成。電氣自動化是一門新興的電子信息科學，將電力工程和自動化技術(shù)帶入工業(yè)發(fā)展的新階段，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)率，改革了工業(yè)生產(chǎn)方法，并為經(jīng)濟發(fā)展做出了貢獻。

隨著技術(shù)水平和質(zhì)量的提高，技術(shù)體系的改進以及應用范圍的擴大，電氣自動化成為工業(yè)生產(chǎn)的中心，并確立了其作為工業(yè)生產(chǎn)自動化的地位，并于2002年被選為優(yōu)秀科學技術(shù)。

2 電氣工程和自動化技術(shù)的現(xiàn)狀

將電力工程和自動化技術(shù)集成到電力系統(tǒng)中，是現(xiàn)代電力發(fā)展的趨勢，工程和自動化技術(shù)是電力自動化和管理的重要技術(shù)工具。電力系統(tǒng)的自動化不僅提高了電源的質(zhì)量和效率，且確保了電源的可靠性和穩(wěn)定性以及電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

1970年以來，許多西方發(fā)達國家一直在研究電力系統(tǒng)自動化技術(shù)。直至1987年，才進行了電力系統(tǒng)自動化的第一項研究，由于資金和技術(shù)的限制，沒有進行完整研究，但填補了中國電力系統(tǒng)自動化的學術(shù)空白。20世紀90年代后期，在電力工程和自動化技術(shù)的框架內(nèi)對電力系統(tǒng)自動化進行大量投資，并在電力自動化系統(tǒng)的開發(fā)方面取得了成果。

21世紀，電力系統(tǒng)進入了一個新階段。在電力系統(tǒng)自動化和自動應用的技術(shù)領域，自動電力控制和自動數(shù)據(jù)分析是一種電壓控制機制，是一種自動電力和電力站自動化系統(tǒng)的測試，能夠進行預測、監(jiān)測和管理，大幅度提高發(fā)電廠的效率，降低發(fā)電設備的成本。

在開發(fā)過程中，許多工程可以使用自動化系統(tǒng)替代人工操作執(zhí)行多種操作任務，降低勞動強度，提高生產(chǎn)力。此外，自動化電氣系統(tǒng)具有界面靈活、能見度高和操作簡單的特點。目前，許多新的電力系統(tǒng)中采用了電氣工程和自動化技術(shù)，自動化電氣系統(tǒng)具有適應各種環(huán)境的強大能力，能夠滿足多種用途要求，并提供不同的集子系統(tǒng)。在實踐中，已經(jīng)在30多個電力項目中應用了自動化工程，以提供一個非常靈活、可操作性、可靠性的控制系統(tǒng)和終端服務器系統(tǒng)。

通過開放設計提供卓越性能，將由驅(qū)動的技術(shù)與創(chuàng)造性包裝設計理論結(jié)合起來。近幾年，重新連接功能快速發(fā)展，電力部門開發(fā)了一個相對新的自動化系統(tǒng)，綜合移動投影功能，現(xiàn)場線性模型設計可靠性更高，圖形技術(shù)整合和數(shù)據(jù)處理反應快速。

電氣自動化技術(shù)一直受到廣泛關(guān)注，該系統(tǒng)已應用于電力系統(tǒng)的能源管理系統(tǒng)。能源管理系統(tǒng)是一個雙網(wǎng)絡機制，能夠提高電力效率、業(yè)務能力、能源控制的準確性。

電力工程和自動化技術(shù)在電力行業(yè)中的應用改變了傳統(tǒng)的配電和管理實踐，促進了電力行業(yè)的發(fā)展，并提高了能源效率和質(zhì)量。對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)技術(shù)，突波變化、電壓閃變、低頻以及其他對能源穩(wěn)定性和質(zhì)量的負面影響，無法保證電能質(zhì)量。電能質(zhì)量差會導致一系列異常電壓和低壓等問題，電氣工程與自動化技術(shù)的結(jié)合可以解決。

實時監(jiān)控和自動電力系統(tǒng)電壓功能以及電壓、電流和頻率的實時控制，可以提高電能質(zhì)量。電氣系統(tǒng)的自動化不僅可以提高能源質(zhì)量，還可以確保系統(tǒng)安全運行，并縮短維護時間。從傳統(tǒng)技術(shù)的角度分析，電力系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，導致大規(guī)模停電，長期低效的停電以及長時間的停電，對人們的生活和工作造成負面影響，還可能危及人身安全或造成設備損壞。

自動化電氣系統(tǒng)可確保其他合同的正常運行，防止故障點的擴展，并快速隔離和移除故障點，以確保系統(tǒng)的安全運行。此外，相應的系統(tǒng)發(fā)生故障時，對應的信息處理系統(tǒng)會自動形成并進行數(shù)據(jù)傳輸，保障工作人員的工作基礎，提升維護水平和維護效率的同時，使相關(guān)能源系統(tǒng)更可靠。

電子系統(tǒng)在對應管理的過程中，需要及時整合電子工程及信息、自動化技術(shù)加速及系統(tǒng)的建設和發(fā)展。近年來，已經(jīng)在電力系統(tǒng)自動化研究上投入了大量資金，并且該技術(shù)的類型、內(nèi)容和功能不斷擴展。

3 電力自動化技術(shù)的特點

3.1 優(yōu)化智能控制

現(xiàn)代化智能控制系統(tǒng)是電力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展建設過程中未來發(fā)展的技術(shù)方向主流，也是支撐我國電力行業(yè)應用的重要管理系統(tǒng)，擁有非常高的適用性。有效解決了困難的技術(shù)問題和復雜的控制問題，特別是基于傳統(tǒng)控制技術(shù)的非線性系統(tǒng)，具有較高的響應適應性，控制效果穩(wěn)定。

3.2 靈活的交流輸電系統(tǒng)

現(xiàn)階段，該系統(tǒng)是自動動力傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。許多先進技術(shù)，例如遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)、電力電子技術(shù)和微計算機處理技術(shù)已被并入許多新技術(shù)中。該技術(shù)的核心是串行補償、傳輸系統(tǒng)主要參數(shù)的自動化、智能控制和調(diào)整，以確保傳輸系統(tǒng)的性能并使傳輸更穩(wěn)定，極大地改善了動力傳輸系統(tǒng)。

3.3 先進的管控系統(tǒng)

動態(tài)化的安全模擬監(jiān)視系統(tǒng)可以高效保障電力系統(tǒng)的積極健康運行，也是相關(guān)系統(tǒng)運行的技術(shù)關(guān)鍵，可以高效推動電力系統(tǒng)的自動化運行。動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)是確保電力系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵技術(shù)，是實現(xiàn)和構(gòu)建電力系統(tǒng)自動化的重要關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)由兩個主要子系統(tǒng)組成，即SCADA系統(tǒng)和監(jiān)視與控制系統(tǒng)。這項技術(shù)系統(tǒng)控制的核心實際是對系統(tǒng)運行過程中的錯誤進行自動檢測，可以通過電磁瞬態(tài)進行數(shù)據(jù)分析，分析效率高，且能夠與GPS技術(shù)實現(xiàn)同步，改善數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控并保持效率，解決了現(xiàn)有故障記錄儀的數(shù)據(jù)復制問題，提高了數(shù)據(jù)準確性和可用性。

4 電氣系統(tǒng)自動化發(fā)展

國家電網(wǎng)在電力自動化研究方面投入了大量資金，并將電力工程和自動化技術(shù)完全集成到電力行業(yè)中。盡管相關(guān)研究進行較晚，但已有的研究結(jié)果大幅度改善了功能和性能。順應電力自動化的未來趨勢，自動化技術(shù)將無縫集成到多個領域，例如電力傳輸、電表、變電站、船舶前景和交互式終端。應用變電站建設，可以使變電站自動化有效降低變電站成本和人力消耗。通過對相關(guān)電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的調(diào)整和發(fā)展，執(zhí)行變電站設備的對應保護，利用自動故障診斷系統(tǒng)以及自動隔離措施，高效進行故障記錄和定期維護。

通過電力自動化系統(tǒng)可以自動調(diào)整變電站中的一系列設備，執(zhí)行變電站設備的保護、自動故障診斷、自動隔離、故障記錄等操作。定期維護有助于發(fā)現(xiàn)多個故障點，降低故障率，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)提高發(fā)現(xiàn)故障的效率。

電子網(wǎng)絡控制應用程序?qū)⒊蔀橐豁椫饕囊苿涌刂萍夹g(shù)，可以通過自動服務器降低移動控制的成本，實時監(jiān)視網(wǎng)絡負載，并防止由網(wǎng)絡上載引起的故障。此外，電力應用可以實時檢測負載和電力狀況，提高測量的準確性和可靠性，為防盜提供技術(shù)支持，避免不必要的經(jīng)濟損失。智能電表可檢測用戶的電源狀態(tài)，通過發(fā)生盜竊時向控制中心發(fā)送警報信號保護系統(tǒng)運行。

5 結(jié)語

綜上所述，在全球能源行業(yè)技術(shù)進步的背景下，電力自動化將成為發(fā)展的主流。電氣工程及其自動化技術(shù)應積極傳播和應用電力工程和電力工業(yè)自動化技術(shù)作為電力系統(tǒng)的基礎技術(shù)，促進電力工業(yè)向電力工業(yè)自動化的發(fā)展。