電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢探析

◎劉新平

引言：在信息化時代背景下，我國加大了對電子信息產(chǎn)品的研發(fā)力度，互聯(lián)網(wǎng)也逐漸普及，在一定程度上改變了人們的生產(chǎn)生活方式，也被廣泛的應(yīng)用于其他領(lǐng)域?，F(xiàn)如今電力系統(tǒng)自動化正在朝著遠(yuǎn)程化、圖片化的趨勢發(fā)展，在根本上保障了電力服務(wù)品質(zhì)，雖然電力保障水平有上升趨勢，但是在電力調(diào)控中，仍然存在一些問題以待解決，需要在實踐中有效推進(jìn)電力系統(tǒng)的自動化水平，并結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)手段，推動電力系統(tǒng)化自動化的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

一、電力系統(tǒng)自動化概述

電力系統(tǒng)自動化主要是根據(jù)電子系統(tǒng)自身需求和運(yùn)行特點，并結(jié)合相應(yīng)原件性能裝置實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化、一體化和智能化發(fā)展。電力系統(tǒng)作為我國支柱型產(chǎn)業(yè)，在社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行中的人為干預(yù)是電力技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)，也是自動化技術(shù)處理的主要特征，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化、高速化運(yùn)行。目前，電力系統(tǒng)自動化在我國已經(jīng)取得了廣泛應(yīng)用，主要有以下三個特點：首先，電力系統(tǒng)自動化的應(yīng)用范疇有所拓展，自動化技術(shù)處理已經(jīng)從高電壓向低電壓方向拓展，推動了電壓應(yīng)用的全覆蓋。其次，電力系統(tǒng)自動化實現(xiàn)了功能的多樣控制，電力自動控制系統(tǒng)可以對電力系統(tǒng)應(yīng)用的所有環(huán)節(jié)加以控制，并實現(xiàn)了不同環(huán)節(jié)使用相應(yīng)技術(shù)。第三是電力系統(tǒng)自動化越來越成熟和先進(jìn)，自動化是目前世界電力系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢，正朝著多功能、多方面發(fā)展，目前技術(shù)發(fā)展程度有待提高，與其他發(fā)達(dá)國家的智能化、數(shù)字化、市場化電力系統(tǒng)相比存在一定差距。

電力系統(tǒng)自動化是現(xiàn)代背景下電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，其主要的理論與應(yīng)用基礎(chǔ)都建立在智能化和電子化的電力系統(tǒng)上。一般情況下，需要根據(jù)具體要求和具象化特征對相應(yīng)的自動化設(shè)備進(jìn)行操作和配置，以滿足民眾在生產(chǎn)生活中對電力資源的需要。電力系統(tǒng)主要是由變電站、發(fā)電站、電力線路、用電設(shè)備連接在一起組成的整體上。從總體上來看，電力系統(tǒng)的自動化分為兩部分，分別是監(jiān)測和控制，主要包含發(fā)電過程的自動檢測和自動控制，信息的自動傳輸和系統(tǒng)設(shè)備的自動安全保護(hù)等。鑒于具體的發(fā)電、配電過程，電力系統(tǒng)自動化主要包含供電系統(tǒng)自動化、電網(wǎng)調(diào)度自動化和電廠綜合自動化等方面，并實現(xiàn)分層管理。隨著社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，負(fù)載終端設(shè)備發(fā)展的更加多樣化，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也越來越復(fù)雜、規(guī)模越來越大，逐漸演變成為地域分布廣闊，由各自獨立變電站、發(fā)電站、配電網(wǎng)絡(luò)、輸配電網(wǎng)絡(luò)、用電設(shè)備組成統(tǒng)一運(yùn)行和調(diào)度的復(fù)雜系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的目標(biāo)主要是保障供電質(zhì)量，具體可以表現(xiàn)在電壓和頻率上，使電力系統(tǒng)可以安全可靠運(yùn)行，提高管理效果，實現(xiàn)電力發(fā)展的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

二、電力系統(tǒng)自動化處理技術(shù)發(fā)展要求

為進(jìn)一步提高我國電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的能力，需要對電力系統(tǒng)自動化發(fā)展提出一定的要求，結(jié)合目前電力產(chǎn)業(yè)的實際發(fā)展和服務(wù)情況，主要包括以下幾方面內(nèi)容。首先，電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展需要提升收集相關(guān)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和效率，包括各類環(huán)節(jié)的參數(shù)和電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，與此同時，自動化電力系統(tǒng)還需要呈現(xiàn)出電力儀器和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方便工作人員全面掌握設(shè)備情況，為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)高效運(yùn)行提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其次，在為電力系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上，還需要具備一定的數(shù)據(jù)分析能力，通過當(dāng)前數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的對比可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的差異和問題，并制定相關(guān)的調(diào)整策略，工作人員只需要審核通過，就可以實現(xiàn)部件的高效快速運(yùn)維，滿足新時期民眾對電力系統(tǒng)的要求。第三，電力系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該更加精細(xì)化，以方便實現(xiàn)電力系統(tǒng)分區(qū)管理，讓工作人員更加清晰、直觀的掌握電力系統(tǒng)的總體運(yùn)行狀況，并提供出更佳方案優(yōu)化電力系統(tǒng)各分區(qū)的調(diào)控能力，從而降低電力系統(tǒng)運(yùn)行所需的成本，為電力行業(yè)發(fā)展增加更多效益。最后，電力系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)該更加智能，電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的目的就是減少人工干預(yù)，將人力監(jiān)管誤差降到最低，所以說提升電力系統(tǒng)管控的高效性與精確性十分重要，為實現(xiàn)這一目標(biāo)，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)該更具智能性，這樣也可以保證在發(fā)生比較嚴(yán)重的事故時電力相關(guān)設(shè)備可以以最快速度停止運(yùn)行，以保障電力安全，避免發(fā)生重大安全事故。

三、電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢

（一）向智能化與數(shù)字化方向發(fā)展

電力系統(tǒng)自動化在未來的發(fā)展中，會朝著智能化、數(shù)字化方向發(fā)展。之前的電力系統(tǒng)由控制中心、發(fā)電機(jī)電力網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷等元素組成，但是這些元素都不可控。近年來，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度很快，在電力技術(shù)和電子技術(shù)方面確定了較大進(jìn)步，因為新時期人們發(fā)展對電力系統(tǒng)提出了更高要求，在之前的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)中不可控的元素將會變的可控。我國現(xiàn)在已經(jīng)將傳感技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、模糊識別技術(shù)、人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)結(jié)合在了一起，并將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，這樣可以使整個電力系統(tǒng)在使用和調(diào)控起來更加數(shù)字化和智能化，在規(guī)劃設(shè)計和故障分析方面也發(fā)會揮很大作用。目前我國對電力系統(tǒng)自動化處理技術(shù)的掌握程度還有待加強(qiáng)，也正在研發(fā)培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，借助計算機(jī)、多媒體等技術(shù)融合智能理論加強(qiáng)對自動化的控制。智能化是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中最核心的元素，在電力系統(tǒng)的未來發(fā)展中，也會應(yīng)用到更多人工智能（AI）技術(shù)，從而提升整個系統(tǒng)的智慧思維能力，實現(xiàn)未來電力系統(tǒng)的科學(xué)、穩(wěn)定、安全運(yùn)行?，F(xiàn)如今人工智能技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用與社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，例如一些低智能家具、人臉識別技術(shù)等，但是現(xiàn)階段我國人工智能技術(shù)發(fā)現(xiàn)時間還較短，高精尖的人工智能技術(shù)還沒有被普及應(yīng)用，這類技術(shù)在未來電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中將會有很大的發(fā)展前景。通過人工智能技術(shù)，可以準(zhǔn)確的掌握電力設(shè)備的運(yùn)行狀況，判斷系統(tǒng)是否存在問題，降低風(fēng)險事故發(fā)生的幾率。

（二）向分布式自動化發(fā)展

隨著社會發(fā)展建設(shè)，人們對于能源的需求和消耗越來越多，能源問題也成為了全世界人類發(fā)展需要關(guān)注的重點問題。所以在能源消耗方面，國家和世界的資源是有限的，在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢中，也會不斷尋找新能源來推動新技術(shù)的開發(fā)，以降低能源消耗，所以電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢也會向分布式自動化方向發(fā)展。分布式發(fā)電系統(tǒng)是一種集約式的電力運(yùn)作方式，其可以與環(huán)境兼容并釋放功率，是一項獨立的電源系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的分布化主要是指在用戶周邊的一定范圍內(nèi)，設(shè)置一些發(fā)電幾十兆到幾千兆功率之間發(fā)電裝置，這些裝置可以自行發(fā)電，保障用戶的用電安全，提高用電服務(wù)性。電力系統(tǒng)的分布化具有可靠性和靈活性的優(yōu)勢，所以說其也具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（三）向遠(yuǎn)程化方向發(fā)展

以往我國電力系統(tǒng)的工作人員操作范圍十分局限，電力管理人員所應(yīng)用的硬件平臺也通常是擴(kuò)展測控法與工業(yè)計算機(jī)的有機(jī)結(jié)合，所以不具備先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制能力，這也在一定程度上限制了電力系統(tǒng)運(yùn)作的靈活性，不利于工作人員對電力系統(tǒng)的整體管理與掌握，也不利于電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。目前我國在實踐探索中已經(jīng)出現(xiàn)了一些電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程操控平臺，但是在現(xiàn)有情況下其發(fā)展還不太完善，流通成都也比較低。雖然還有很大的發(fā)展空間，但是其在電力系統(tǒng)管理方面的優(yōu)勢性已經(jīng)十分明顯，這種遠(yuǎn)程操控技術(shù)也可以極大優(yōu)化工作人員對電力系統(tǒng)的控制程度，促進(jìn)可以降低電力產(chǎn)業(yè)的成本，還可以節(jié)約硬件平臺空間，所以說電力系統(tǒng)自動化向遠(yuǎn)程化發(fā)展也是電力系統(tǒng)升級的必然要求。電力系統(tǒng)自動化處理技術(shù)在遠(yuǎn)程技術(shù)和智能化技術(shù)的支持下，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的總體優(yōu)化，保障電力系統(tǒng)良好平穩(wěn)運(yùn)行。在電力系統(tǒng)發(fā)展中科學(xué)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提升移動終端的使用效率，可以實現(xiàn)高質(zhì)量的遠(yuǎn)程控制，對電力系統(tǒng)自動化發(fā)展起著促進(jìn)作用。

（四）向圖片化趨勢發(fā)展

現(xiàn)如今，我國已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代化、信息化時代，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的使用和操控也在朝著數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。新時期下，圖片化逐漸被應(yīng)用與社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，于電力系統(tǒng)自動化發(fā)展而言，起著非常重要的影響作用，在未來發(fā)展中，電力系統(tǒng)自動化發(fā)展也朝圖片化趨勢發(fā)展。為人們的生產(chǎn)生活中，對于電力資源的需求和依賴性越來越強(qiáng)，也對電力系統(tǒng)的性能提出了更高要求，在電力系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用過程中，因為電力覆蓋的范圍廣，所以其系統(tǒng)規(guī)模也比較龐大，很多高新技術(shù)手段在電力系統(tǒng)中都有所應(yīng)用。例如通過構(gòu)建現(xiàn)代化技術(shù)平臺，就可以將電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息以圖片化的形式呈現(xiàn)出來，并以此為依據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的有效傳遞。與傳統(tǒng)的信息處理技術(shù)和方式相比，電力系統(tǒng)的自動化建設(shè)，可以有效提升資源傳遞的效率，節(jié)約大量人力、物力以及時間資源的投入，并使整體操作更具備讀多變性和靈活性，保障了電力數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。同時，電力系統(tǒng)自動化的圖片化發(fā)展，還可以使工作人員更加直觀的了解數(shù)據(jù)信息，幫助工作人員掌握電力系統(tǒng)的總體情況，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)督和檢測，促進(jìn)電力系統(tǒng)自動化的不斷優(yōu)化和完善。

（五）向安全化方向發(fā)展

社會在發(fā)展進(jìn)步，民眾對于用電系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量和安全性要求也隨之提高，所以電力系統(tǒng)自動化發(fā)展也取得了社會的廣泛關(guān)注。電力系統(tǒng)自動化的安全不僅是人們對其提出的要求，也是電力系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。在電力系統(tǒng)發(fā)展中，其電能供應(yīng)原件等設(shè)備的安全控制和安全管理都需要進(jìn)一步提高，供電過程與用電傳輸?shù)陌踩院涂煽啃砸埠腿藗兊纳a(chǎn)生活、社會的和諧發(fā)展有些密切的聯(lián)系，安全問題不容忽視，也影響著電力系統(tǒng)自動化發(fā)展。從整體角度分析，一些地區(qū)因為電力系統(tǒng)的安全性不足已經(jīng)影響了自動化發(fā)展，所以未來也需要通過更加先進(jìn)的技術(shù)手段完善電力控制技術(shù)，提高其適應(yīng)性，讓電力系統(tǒng)符合區(qū)域發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。

（六）向操作簡單化方向發(fā)展

現(xiàn)如今信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展十分普及，人們對供電系統(tǒng)的要求增加，再加上我國人口數(shù)量多、供電量大，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性逐漸增加，需要的功能也越來越多。整個電力系統(tǒng)不僅需要儲存大量的信息數(shù)據(jù)，信息數(shù)據(jù)之間還具有復(fù)雜的關(guān)系。如今供電系統(tǒng)覆蓋的范圍越來越大，一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)也保障了基本的用電，在人們生活方面得到了很大幫助，但是不同的供電區(qū)域需要相互協(xié)調(diào)，所以電力系統(tǒng)在信息的掌握方面還存在著一定困難。如今電力系統(tǒng)正朝向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展，智能化雖然在功能和結(jié)構(gòu)方面比較復(fù)雜，但是對于電力系統(tǒng)的操作過程卻得到了極大簡化，可以讓工作人員在更短的時間內(nèi)熟悉操作流程，所以說未來的供電系統(tǒng)操作也會朝向簡單化方向發(fā)展。

四、電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中新技術(shù)的應(yīng)用

（一）人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是對智能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，也是電氣工程及其自動化技術(shù)的實踐技術(shù)之一。在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中人工智能技術(shù)已經(jīng)得到了大力應(yīng)用，并取得了顯著的效果，突出了其使用價值。相關(guān)技術(shù)人員在建設(shè)電力系統(tǒng)自動化體系時，需要在明確系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)后，利用人工智能技術(shù)做到電力系統(tǒng)內(nèi)部功能的創(chuàng)新。在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中利用人工智能技術(shù)，可以提高電力系統(tǒng)內(nèi)部控制的智能化和自動化水平，讓工作人員可以全面掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行的全過程，科學(xué)高效的排查安全隱患，讓系統(tǒng)在人工智能技術(shù)的支持下穩(wěn)定、安全運(yùn)行。另外，人工智能技術(shù)發(fā)揮的作用主要集中在系統(tǒng)功能設(shè)置和系統(tǒng)管理工序中，有利于減少電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險、強(qiáng)化對系統(tǒng)的控制力度，促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

（二）視覺技術(shù)

在社會發(fā)展的新時期下，各類先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，在電力系統(tǒng)中也是如此。視覺技術(shù)是當(dāng)前比較新興的測試手段，也是智能計算機(jī)技術(shù)中的一部分。視覺技術(shù)的應(yīng)用是通過圖片的對比預(yù)設(shè)來完成。在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中引用視覺技術(shù)，對遙控系統(tǒng)有些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修改作用，可以使系統(tǒng)的自身性能不斷優(yōu)化和完善。除此之外，視覺技術(shù)還可以使整個電力系統(tǒng)的操作使用更加簡化，提高了系統(tǒng)操作的精準(zhǔn)性。視覺技術(shù)的應(yīng)用也可以為電力自動化系統(tǒng)的無人操作提供支持，但是現(xiàn)如今視覺技術(shù)的起步時間較晚，還有很大的發(fā)展空間。

（三）GPS 技術(shù)

現(xiàn)如今GPS 技術(shù)比較常見，GPS 技術(shù)可以實現(xiàn)對故障位置的精準(zhǔn)定位，同時GPS 技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用成本也比較低，且具有較高的運(yùn)行效率，可以滿足電力自動化系統(tǒng)的個性化需求。目前，多數(shù)的電力企業(yè)已經(jīng)合理的應(yīng)用了GPS 技術(shù)，但是一些中小型企業(yè)還沒有普及應(yīng)用。另外，在現(xiàn)有的GPS 技術(shù)基礎(chǔ)之上，可以根據(jù)現(xiàn)實要求適當(dāng)?shù)脑鲈O(shè)電磁站臺故障記錄器，這樣可以保證在GPS 技術(shù)應(yīng)用的過程中，及時有效的優(yōu)化升級這一技術(shù)。通過GPS 技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的有效性，為電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行提供可靠服務(wù)，提升電力系統(tǒng)的自動化水平。

（四）FACTS 技術(shù)和 DFACTS 技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動化發(fā)展中，F(xiàn)ACTS 技術(shù)和DFACTS 技術(shù)的應(yīng)用也比較常見。FACTS 技術(shù)是一種柔性交流輸電系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在一定程度上可以實現(xiàn)對多種先進(jìn)處理技術(shù)的整合，例如微處理技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和電力電子技術(shù)等，從而在最大程度上提升交流輸電控制系統(tǒng)的效率與靈活性。FACTS 技術(shù)通過利用電力電子先進(jìn)技術(shù)，可以有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的柔韌性，增強(qiáng)交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可控力，不僅可以降低電力運(yùn)輸?shù)某杀?，還可以增加輸電效率。除此之外DFACTS 技術(shù)靈活性較高，在配電系統(tǒng)的應(yīng)用中，可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，并提出相應(yīng)的解決措施。

結(jié)束語：電力企業(yè)的發(fā)展與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間有著密切的聯(lián)系，近年來我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們生活條件也得到了極大改善，社會生產(chǎn)生活活動更加豐富，對于供電系統(tǒng)的服務(wù)也提出了更高的要求。電力企業(yè)在發(fā)展過程中需要加強(qiáng)對先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，利用電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)，針對技術(shù)作用的實際狀況，提高電力系統(tǒng)自動化水平，實現(xiàn)電力自動化技術(shù)的安全管理。