探討電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化

張亮

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷提升，現(xiàn)代化背景下，電氣工程中對(duì)自動(dòng)化電力系統(tǒng)的應(yīng)用越發(fā)廣泛。為提高電氣工程的應(yīng)用質(zhì)量和控制效果，本文將從當(dāng)前電力系統(tǒng)的概況出發(fā)，闡述電氣工程自動(dòng)化與電力系統(tǒng)自動(dòng)化，對(duì)電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行分析與探究，希望為相關(guān)人員提供一些幫助和建議，更好地發(fā)揮電氣自動(dòng)化的優(yōu)越性，推動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

自動(dòng)化 電力系統(tǒng) 電氣工程 變電站

Discuss the Power System Automation Under Electrical Engineering and Its Automation Technology

ZHANG Liang

（Wuxi Huilian Thermal Power Co.， Ltd.， Wuxi， Jiangsu Province， 214174 China）

With the continuous improvement of automation technology， the application of automatic electric system in electrical engineering. In order to improve the application quality and control effect of electrical engineering， this paper will start from the current general situation of the power system， explain the electrical engineering automation and power system automation， analyze and explore the application of electrical automation in the power system automation， hoping to provide some help and suggestions for relevant personnel， give better play to the advantages of electrical automation， and promote the development and progress of the power industry.

Automation; Power system; Electrical engineering; Substation

無論是發(fā)展經(jīng)濟(jì)還是發(fā)展科學(xué)都離不開電能，作為國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，電力行業(yè)對(duì)社會(huì)建設(shè)、發(fā)展的作用不可替代。近些年，電力體制加深了改革的進(jìn)程，整個(gè)電力市場(chǎng)表現(xiàn)出激烈的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，人們對(duì)于供電質(zhì)量也有了全新的要求，為了與新形勢(shì)、新市場(chǎng)環(huán)境相適應(yīng)，電力企業(yè)就應(yīng)努力探索新的發(fā)展道路，而運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)便是其中之一。

客觀來講，電氣工程自動(dòng)化這門學(xué)科具有較強(qiáng)的專業(yè)性和綜合性，其技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、一體機(jī)電技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)等。在20世紀(jì)末，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域開始引入電氣工程自動(dòng)化和相關(guān)技術(shù)，讓工業(yè)發(fā)展進(jìn)入全新發(fā)展階段，而電力系統(tǒng)自動(dòng)化引入電氣工程自動(dòng)化也變成了電力行業(yè)的重要發(fā)展方向。

3.1現(xiàn)狀

目前電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是成功融合電力自動(dòng)化技術(shù)和電力工程相關(guān)技術(shù)，提高對(duì)電能的使用效率，同時(shí)保障電能使用過程中的穩(wěn)定性。我國(guó)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化研究發(fā)展雖起步較晚，但在眾多工程師的合作與探究下，仍然成功地進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。在部分電力工程中，通過系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別和控制，實(shí)現(xiàn)不同的操作和管理，不僅使工程的控制難度大大降低，同時(shí)能夠減少人力資源的投入，提高對(duì)電力工程的整體監(jiān)控運(yùn)維效果，從而提高設(shè)備的使用效果。隨著研發(fā)資金的大量投入，使電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)水平得以不斷提升。

3.2問題

雖然電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，但在實(shí)際的應(yīng)用過程中存在一定的問題，影響電力工程自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。一方面，電力系統(tǒng)的集成化程度不足。電力系統(tǒng)集成化是在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上集成自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及相關(guān)的功能設(shè)備，使整體系統(tǒng)的功能得到融合發(fā)展。但受到集成技術(shù)等因素的影響，雖不同功能獨(dú)立效果較為明顯，但系統(tǒng)中集成效果不明顯，使得系統(tǒng)控制效果不明顯。另一方面，電氣工程建設(shè)過程中缺乏完善的管理，導(dǎo)致在后續(xù)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的概率增大。同時(shí)相關(guān)人員對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)的依賴性較大，不能主動(dòng)進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致可能存在無法檢查出來的安全隱患，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。

為保障電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠順利應(yīng)用，有效地對(duì)電力工程進(jìn)行管理和控制，在實(shí)際的使用過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究與管理。

其一，增加對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)的資金投入，提高對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)強(qiáng)度。相關(guān)研究人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)集成技術(shù)的研究與發(fā)展，使用恰當(dāng)?shù)脑M(jìn)行集成管理，實(shí)現(xiàn)同一集成范圍內(nèi)功能的統(tǒng)一管理，使自動(dòng)化控制能力得到提升。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)智能化技術(shù)的研發(fā)，不斷向智能化方向發(fā)展，切實(shí)提高自動(dòng)化水平，從而使電氣工程得到發(fā)展。

其二，工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用過程的管理。定期由專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)電氣工程的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，并結(jié)合實(shí)際的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，避免其中存在無法自動(dòng)檢測(cè)的故障，保障自動(dòng)化技術(shù)的順利應(yīng)用。同時(shí)加強(qiáng)工作人員檢測(cè)的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性，應(yīng)制定相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度，對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行有效激勵(lì)，提高在工程檢測(cè)過程中的積極性和責(zé)任心，保障電氣工程和電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的正常應(yīng)用。

5.1應(yīng)用于電力調(diào)度

電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)許多電力系統(tǒng)的電力調(diào)度中都得到了普及和使用，sd6000、open2000和cc2000等電力調(diào)度系統(tǒng)就是主要代表。運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，電力調(diào)度系統(tǒng)增強(qiáng)了環(huán)境適應(yīng)性，具備更強(qiáng)大的功能，可以符合多種使用需求，同時(shí)包含多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng)。

5.1.1 cc2000調(diào)度系統(tǒng)

現(xiàn)階段，cc2000調(diào)度系統(tǒng)已應(yīng)用于上百個(gè)電力工程，可以將終端服務(wù)器、總線控制機(jī)等多種系統(tǒng)提供給電力調(diào)度，既擁有較高的可靠性與穩(wěn)定性，又具備強(qiáng)大的適應(yīng)性和靈活性，以開放式的設(shè)計(jì)將封裝理論、事件驅(qū)動(dòng)理論融合到調(diào)度系統(tǒng)中，調(diào)度性能極佳。

5.1.2 sd6000調(diào)度系統(tǒng)

該系統(tǒng)的自動(dòng)回?fù)?、云圖功能較強(qiáng)，得到了國(guó)內(nèi)電力相關(guān)部門的高度重視，并設(shè)立了多個(gè)開發(fā)項(xiàng)目，屬于一種電力新型系統(tǒng)，其自動(dòng)化功能豐富，對(duì)調(diào)動(dòng)投影進(jìn)行了充分集成，設(shè)計(jì)過程中采用的元件模型的安全性、穩(wěn)定性高，并運(yùn)用單線圖場(chǎng)站技術(shù)，加快了電力調(diào)度的響應(yīng)速度與處理速度。

5.1.3 open2000調(diào)度系統(tǒng)

該系統(tǒng)一經(jīng)出現(xiàn)便得到了業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，主要應(yīng)用于能量管理，其雙網(wǎng)機(jī)制可以有效提高電力系統(tǒng)的整體供電效率，增強(qiáng)電力系統(tǒng)綜合運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制電量的目的。

5.2應(yīng)用于發(fā)電

電力系統(tǒng)在發(fā)電時(shí)，大部分工序的人工作業(yè)都能夠借助自動(dòng)化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，減少了工作人員的工程量，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，發(fā)電作業(yè)的整體效率明顯提升。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化擁有便捷操作、可視化、界面靈活等優(yōu)勢(shì)，這使得工作人員整體工作水平有效提高，增加了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5.3應(yīng)用于電力維護(hù)

電力維護(hù)是電氣自動(dòng)化技術(shù)的又一重要功能，通過全方位、多角度的電力維護(hù)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行能力，使維修故障、維護(hù)系統(tǒng)所使用的時(shí)間大幅減少。以往的電力系統(tǒng)故障必須由工作人員停機(jī)檢查、維護(hù)，造成大范圍的停電現(xiàn)象，尋找故障點(diǎn)的工作會(huì)消耗大量的人力、物力和時(shí)間，工作效率極低，使電力用戶的工作、生活受到了不同程度的影響，并且也給維修工作人員人身安全、電力系統(tǒng)設(shè)備安全帶來了一定威脅。引入電氣自動(dòng)化技術(shù)后，電力系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障后將會(huì)第一時(shí)間隔離故障部位并將其有效切除，讓其他部位正常運(yùn)行得到保證，防止故障點(diǎn)持續(xù)擴(kuò)展而增加系統(tǒng)故障的危害，提高了電力系統(tǒng)安全性。

5.4應(yīng)用于柔性輸電

柔性輸電系統(tǒng)是電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用后的產(chǎn)物，使用了危機(jī)處理、電子、傳感、遠(yuǎn)程遙感等多項(xiàng)技術(shù)，與節(jié)能型技術(shù)進(jìn)行了高度融合，實(shí)現(xiàn)了有效的串聯(lián)補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)控制輸電系統(tǒng)參數(shù)的目的，保證電力系統(tǒng)的輸電功能，向人們穩(wěn)定地輸電，從而提高輸電的工作效率、可控程度，節(jié)約輸電工作成本和過程中的電能消耗，真正做到了輸電節(jié)能。

5.5應(yīng)用于配電網(wǎng)

一直以來，配電網(wǎng)的各項(xiàng)工作都要由工作人員手動(dòng)操作，隨著通信技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，配電網(wǎng)的自動(dòng)化得以逐步實(shí)現(xiàn)?；陔姎庾詣?dòng)化技術(shù)的配電網(wǎng)自動(dòng)化由分析軟件、地理信息系統(tǒng)、設(shè)備管理、制圖自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化等多個(gè)部分構(gòu)成。比起以往的配電網(wǎng)工作，配電網(wǎng)自動(dòng)化的后臺(tái)軟件更多、通信技術(shù)更先進(jìn)、智能終端數(shù)量更多。按照國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)當(dāng)前狀況，各個(gè)地區(qū)應(yīng)分批、分次地發(fā)展配電網(wǎng)自動(dòng)化，從而讓綜合運(yùn)用配電系統(tǒng)資源這一目的得以實(shí)現(xiàn)。

6.1自動(dòng)化系統(tǒng)的更新

電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在自動(dòng)化系統(tǒng)，在電力企業(yè)發(fā)展過程中，自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低成本、高效率的生產(chǎn)目標(biāo)?？陀^來講，自動(dòng)化系統(tǒng)具備明顯的商業(yè)價(jià)值和市場(chǎng)化特征，不過，為了讓電力企業(yè)未來發(fā)展需求得到滿足，就應(yīng)對(duì)原有的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行更新或采用全新操作系統(tǒng)。在運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，電力企業(yè)可建立一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，借助這一平臺(tái)來進(jìn)行智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化設(shè)計(jì)，落實(shí)并開發(fā)自動(dòng)化的電力系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率得以提升，進(jìn)一步增強(qiáng)運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的能力。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中，應(yīng)按照電力系統(tǒng)具體狀況，結(jié)合分段設(shè)計(jì)法來劃分電力負(fù)荷級(jí)別，對(duì)系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的功能精確地掌握，從而讓系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)得到準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，充分滿足電力系統(tǒng)的自動(dòng)化需求。

6.2變電站的發(fā)展

在電力系統(tǒng)中，變電站處在核心位置。運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，電力企業(yè)能夠加工、整理和分析其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)的各類信息。其中，計(jì)算機(jī)調(diào)度技術(shù)是變電站自動(dòng)化的一項(xiàng)主要技術(shù)，能夠確保信息顯示正常，通過完整的信息數(shù)據(jù)展示出電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，使工作人員能夠按照準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)科學(xué)調(diào)度電力系統(tǒng)。與此同時(shí)，借助計(jì)算機(jī)調(diào)度技術(shù)，電力工程的監(jiān)控問題能夠及時(shí)被工作人員發(fā)現(xiàn)，并制定有效的解決方案使問題順利解決，更好地應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)的緊急事件和突發(fā)問題，讓系統(tǒng)有序、安全運(yùn)行。未來發(fā)展過程中，要想使電力系統(tǒng)符合我國(guó)的城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，就應(yīng)強(qiáng)化電氣自動(dòng)化技術(shù)性能，積極做好宣傳工作和推廣工作，幫助電力企業(yè)的決策人員有效把握電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為城鄉(xiāng)電力企業(yè)發(fā)展決策提供充分的技術(shù)支持，合理改造電網(wǎng)，促進(jìn)其朝著自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

6.3人員綜合素質(zhì)的提升

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵在于人才的競(jìng)爭(zhēng)，電力行業(yè)也是如此。在電力系統(tǒng)運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的過程中，通過專業(yè)人才為電氣工程及其自動(dòng)化提供支持是電力企業(yè)的必經(jīng)之路。從這個(gè)角度來講，電力企業(yè)應(yīng)積極對(duì)工作人員進(jìn)行理論知識(shí)和工作實(shí)踐等方面的指導(dǎo)，不斷提升工作人員的職業(yè)能力和工作素養(yǎng)。培養(yǎng)專業(yè)型人才的過程中，電力企業(yè)可從開發(fā)能力、設(shè)計(jì)能力多個(gè)方面入手，加強(qiáng)工作人員能力的多面性。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)存在其特殊性，電力企業(yè)可借鑒和吸收國(guó)內(nèi)外電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行創(chuàng)新，使得工作人員的能力和素質(zhì)充分符合新形勢(shì)下的電力行業(yè)發(fā)展。

總而言之，研究電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用具有重要的意義。相關(guān)人員應(yīng)對(duì)當(dāng)前電力系統(tǒng)的概況有一個(gè)全面了解，充分把握電氣工程自動(dòng)化與電力系統(tǒng)自動(dòng)化的內(nèi)在聯(lián)系，能夠?qū)㈦姎庾詣?dòng)化技術(shù)運(yùn)用到電力系統(tǒng)中的電力調(diào)度、發(fā)電、電力維護(hù)、電力監(jiān)測(cè)、柔性輸電、安全監(jiān)控、智能控制等方面，從而加快電力系統(tǒng)自動(dòng)化進(jìn)程，促進(jìn)電力行業(yè)的平穩(wěn)化、自動(dòng)化發(fā)展。

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