電力工程中的電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用研究

薛健

引言

電力作為我國重要的能源，支撐著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，其價(jià)值不容忽視。保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性是電力行業(yè)發(fā)展和滿足電力能源供給的基礎(chǔ)。隨著電力行業(yè)的競爭越來越大，電力自動(dòng)化技術(shù)的興起對(duì)電力企業(yè)提出了新的要求，只有在電力工程中有效地應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)，才能進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，盡可能減少系統(tǒng)中可能發(fā)生的其他不必要成本，從而提高電力企業(yè)的產(chǎn)出成果[1]，充分滿足各行業(yè)對(duì)電力能源的需求，進(jìn)一步推動(dòng)我國各行業(yè)的發(fā)展。筆者針對(duì)電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，從電力分配、電壓控制、發(fā)電情況、數(shù)據(jù)分析等幾個(gè)維度進(jìn)行分析，為我國電力行業(yè)的持續(xù)升級(jí)發(fā)展提供參考依據(jù)。

一、電力工程電力電氣自動(dòng)化技術(shù)

（一）電力工程的內(nèi)容

電力工程具體是通過電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、網(wǎng)絡(luò)等科技手段，讓自動(dòng)化技術(shù)充分得到應(yīng)用，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中進(jìn)行操作和控制，以能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。這種技術(shù)具體實(shí)操中還需要電力工程與現(xiàn)代化技術(shù)全面融合，提高電氣工程的工作效率，還能在原來的運(yùn)行模式上創(chuàng)新升級(jí)，從而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。我國科技水平的不斷發(fā)展也帶動(dòng)著電力自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和升級(jí)[2]，新時(shí)代下電力行業(yè)發(fā)展迅速，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)等最新科技手段的應(yīng)用將越來越廣泛。

（二）電力電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

首先，電力自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)據(jù)信息處理能力強(qiáng)，當(dāng)今，電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有新的創(chuàng)新和突破。它的技術(shù)和設(shè)備的整體運(yùn)行質(zhì)量也有了不同程度的提升。新時(shí)代信息化背景下，電力自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)據(jù)分析和處理能力也在不斷提升。信息技術(shù)的創(chuàng)新讓以往的設(shè)備管理也有了清晰的界定，所以應(yīng)用到自動(dòng)化設(shè)備中，不但可以對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，還能實(shí)現(xiàn)良好的控制作用。然而這些條件通過電力自動(dòng)化技術(shù)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合，所以計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中起到非常重要的作用。應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)更便于對(duì)電力工程進(jìn)行管理和控制，這也最大程度上提高了電力體系的服務(wù)水平[3]。所以技術(shù)人員要與技術(shù)創(chuàng)新共存，不斷提升創(chuàng)新思維，在發(fā)展研究的路上，更好地提供服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)智能化操作和控制工作，以支撐電力工程的發(fā)展。

二、電力工程中電力自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）電力工程自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)

電力工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常常見和廣泛，電力工程自動(dòng)化的發(fā)展也讓電氣工程實(shí)現(xiàn)了新的突破。電力工程自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)是自動(dòng)化技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新升級(jí)并解決了以往電力系統(tǒng)運(yùn)行故障時(shí)需要大量人力來解決的問題，比如以往在特定的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)停電，就要先切斷電源后再進(jìn)行全面維護(hù)，不僅影響區(qū)域內(nèi)的正常生產(chǎn)生活且維修時(shí)間長，而應(yīng)用電力自動(dòng)化后，將大大降低成本和提高電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)控制效率[4]。此外，自動(dòng)化技術(shù)通過對(duì)電力工程運(yùn)行中的所有工作內(nèi)容和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析，通過電力系統(tǒng)進(jìn)行反饋，若有任何異常，可以通過電力系統(tǒng)查看并做出解決方案，大大提高了工作效率。

（二）電力工程自動(dòng)化可以提高運(yùn)行效率

以往的電力工程中的技術(shù)應(yīng)用通過線下操作，對(duì)環(huán)境進(jìn)行干預(yù)和控制，但是信息獲取的速度沒有電力自動(dòng)化技術(shù)快，并且還不能保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，整個(gè)過程耗時(shí)長。自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用大大實(shí)現(xiàn)了高效工作，在原來的基礎(chǔ)上提高了多倍的運(yùn)行效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力自動(dòng)化已成為電力系統(tǒng)的主要組成部分之一。在電力系統(tǒng)中增加數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)的調(diào)度和處理能力有重大影響，并且應(yīng)用范圍也可以擴(kuò)大。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備和技術(shù)，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)和信號(hào)等數(shù)據(jù)的有效管理，對(duì)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行進(jìn)行全面有效的控制[5]，提高控制效率。當(dāng)然，使用該技術(shù)之后，可以很大程度上減少工作量，從而提高工作效率和工作質(zhì)量。所以全程的電力運(yùn)行系統(tǒng)只需要系統(tǒng)監(jiān)控，引用電流自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)連接等方式，根據(jù)多個(gè)電站的連接和處理，全程采取集成管理。所有工作環(huán)節(jié)無需人工，電力自動(dòng)化技術(shù)的施行，很大程度上提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

（三）實(shí)時(shí)監(jiān)控電力工程設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

電力自動(dòng)化技術(shù)具體應(yīng)用之后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力工程設(shè)備運(yùn)行效果的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過對(duì)監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析篩選，電力系統(tǒng)依據(jù)監(jiān)控的數(shù)據(jù)設(shè)定正常的參數(shù)值，運(yùn)行中在可控范圍內(nèi)，若出現(xiàn)參數(shù)異常情況，可以快速啟動(dòng)預(yù)警方案，解決問題。相關(guān)參數(shù)設(shè)置完成后，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)，技術(shù)人員可以通過這些數(shù)據(jù)對(duì)電力工程運(yùn)行過程查缺補(bǔ)漏。最終通過融合集成的方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，對(duì)整個(gè)電力能源的數(shù)據(jù)做好動(dòng)態(tài)管理。整個(gè)操作在節(jié)省時(shí)間的同時(shí)，也給電力工程的維護(hù)提供了很大的便利，如果設(shè)備出現(xiàn)任何的異常或者故障，工作人員都可以快速識(shí)別并進(jìn)行解決處理。整個(gè)電力工程實(shí)現(xiàn)了全面自動(dòng)化，能進(jìn)一步提高電力能源的輸出，推動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展[6]。未來，技術(shù)人員還可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)和操作方案進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，之后再有類似問題出現(xiàn)時(shí)，便可以高效、快速、便捷的作出反應(yīng)。

（四）要做好對(duì)電力工程的科學(xué)施策和統(tǒng)籌規(guī)劃

在實(shí)際的電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中，科學(xué)施策和統(tǒng)籌規(guī)劃，兩手都要抓，才能保障所有機(jī)器的正常運(yùn)行。首先在施工階段，要科學(xué)地安排施工節(jié)奏，科學(xué)精準(zhǔn)地組織電力工程的施工工作，還要提前規(guī)劃好應(yīng)急方案。然后，具體應(yīng)用中，技術(shù)人員要在機(jī)器運(yùn)行之前，將設(shè)置的參數(shù)準(zhǔn)確無誤的填充進(jìn)去，以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)反饋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；在反饋后，相關(guān)工作人員要做好分析和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，將這些數(shù)據(jù)做好分析報(bào)告，在后期的運(yùn)行中作為監(jiān)測(cè)依據(jù)繼續(xù)升級(jí)創(chuàng)新，做好電力工程的整體統(tǒng)籌非常重要，可以提高整個(gè)電力企業(yè)的服務(wù)水平。

三、電力自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

變電站自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在電力自動(dòng)化控制技術(shù)中也很重要，它主要是在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上減少了人為操作的誤差和不準(zhǔn)確性，通過技術(shù)手段更加精準(zhǔn)的捕捉信息，從而更加準(zhǔn)確地分析出變電站運(yùn)行中的穩(wěn)定性和整體的安全性。變電站自動(dòng)化在實(shí)際應(yīng)用中是為了取代人工監(jiān)控和人工操作，加強(qiáng)對(duì)變電站的監(jiān)控功能，以實(shí)現(xiàn)變電站的安全高效運(yùn)行。信息技術(shù)在變電站自動(dòng)化中的應(yīng)用，源于在變電站中普遍使用基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能電子設(shè)備（ied），它不但能分析出很多現(xiàn)場難以直接測(cè)量的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化，而且能通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信接口，利用計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)功能完成統(tǒng)計(jì)記錄。

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備（如繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）的功能進(jìn)行重組和優(yōu)化，通過變電站系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備的信息交換、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和控制的任務(wù)[7]。變電站綜合自動(dòng)化取代了變電站常規(guī)二次設(shè)備，能夠簡化變電站二次接線，它作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可或缺的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

（二）現(xiàn)場總線技術(shù)

在電力工程電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，會(huì)用到很多電氣設(shè)備，如果統(tǒng)籌使用的話，需要通過線纜將其串聯(lián)起來，才能達(dá)到統(tǒng)一調(diào)度的效果，從而保障電力工程的正常運(yùn)行。由于電力設(shè)備較多，它們?cè)趯?shí)操中會(huì)有很大的差異，可能會(huì)存在型號(hào)不融合，系統(tǒng)不兼容等現(xiàn)象從而導(dǎo)致運(yùn)行達(dá)不到預(yù)期效果。所以在具體實(shí)施中，要保障現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用效果，建設(shè)信息管理系統(tǒng)、做好相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一非常重要。具體可以根據(jù)現(xiàn)場總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)施，第一，設(shè)定分總模式，將變送器要實(shí)現(xiàn)的電網(wǎng)各處電力設(shè)備所需要的信息進(jìn)行收集，通過信息收集分析，將其轉(zhuǎn)換成固定的數(shù)據(jù)模式，給計(jì)算機(jī)讀取等分析工作提供便利。第二，接收到指令后，轉(zhuǎn)化格式，啟動(dòng)總分模式，做好對(duì)不同的電力設(shè)備的有效協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（三）電力自動(dòng)化補(bǔ)償技術(shù)

根據(jù)當(dāng)下的發(fā)展方向來看，我國用電量不斷提升，很多城市出現(xiàn)限電的情況，居民和工業(yè)用電的需求愈發(fā)多起來，要想呈現(xiàn)高質(zhì)量的需求特征，在用電量大的區(qū)域，比如說工業(yè)區(qū)，電網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷壓力過大，功率也非常高，電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理難度就更加大，這些工作也給電力工程的運(yùn)行提出了新的要求。使用電力自動(dòng)化補(bǔ)償技術(shù)，可以降低電感電流，還能消除無功功率，減少電能損耗，同時(shí)，也給電力設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造了好的運(yùn)行環(huán)境。電力系統(tǒng)的維護(hù)和發(fā)展，從補(bǔ)償?shù)脑砩戏治?，得出補(bǔ)償?shù)姆绞娇梢愿佑行У亟档碗娋W(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷量，從而實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行自動(dòng)化，給電網(wǎng)運(yùn)行管理釋放了一定的壓力，有利于電力系統(tǒng)的管理和維護(hù)。

（四）計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)作為電力工程中常見的技術(shù)之一，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，最核心的內(nèi)容是它貫穿整個(gè)電力工程的運(yùn)行系統(tǒng)。為了進(jìn)一步保障電力工程中的工作人員規(guī)范操作該項(xiàng)技術(shù)，就要提高工作人員的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平，進(jìn)而提高電力工程中的運(yùn)行效率和工作質(zhì)量[8]。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為遠(yuǎn)程控制電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的核心，它有著不可替代的作用。具體應(yīng)用中，其采集數(shù)據(jù)技術(shù)、編譯碼技術(shù)能夠隔絕外界對(duì)電力系統(tǒng)的干擾，以及在功率較大的電力系統(tǒng)中，把變壓技術(shù)應(yīng)用到變送器，高效完成計(jì)算機(jī)編碼、采集，從而提高信號(hào)質(zhì)量。

（五）智能電網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用

智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。以往的人工技術(shù)，在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)時(shí)效性低、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等情況，這些情況甚至?xí)档驼麄€(gè)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和運(yùn)行的工作效率。而使用智能電網(wǎng)技術(shù)之后，電力工程的運(yùn)行效率得到提高，隨著5G時(shí)代的到來，通信場景的不斷變化，電力業(yè)務(wù)發(fā)展迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

（六）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中充分地利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來新的發(fā)展。強(qiáng)大的智能性是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，同時(shí)在事務(wù)整理和學(xué)習(xí)能力上，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有很強(qiáng)處理能力，由此可見這項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性和優(yōu)越性，它的應(yīng)用也充分得到電力工作人員的認(rèn)可。神經(jīng)元之間的連接是神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要方式之一，而此項(xiàng)目對(duì)于工作人員算法分析和計(jì)算技能提出很高的要求，為保證完善的系統(tǒng)，相關(guān)的技術(shù)人員要對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的了解和學(xué)習(xí)。在操作中，模擬控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的主要控制方式，以此來實(shí)現(xiàn)智能化管理，日常工作運(yùn)行中，這種方式對(duì)電力系統(tǒng)的作用巨大，它不僅可以使網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，還可以將二者相結(jié)合，從而提高電力系統(tǒng)自動(dòng)控制的技術(shù)水平。

（七）柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)

柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用也是電力工程中電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展方向，它的主要優(yōu)勢(shì)是控制保護(hù)策略，增加功能，提高性能，從而顯著提升可再生新能源消納能力和電網(wǎng)安全運(yùn)行的水平。其中使用到的技術(shù)有微機(jī)操作技術(shù)、傳感以及電子技術(shù)等，通過對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行資源調(diào)度和優(yōu)化配置，讓整個(gè)電力系統(tǒng)處于智能化的狀態(tài)。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減少能源的消耗，助力電力系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（八）動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)是保障整個(gè)系統(tǒng)中的核心內(nèi)容，它通過監(jiān)控和軟件鏈接的應(yīng)用，以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。以往的監(jiān)測(cè)情況延時(shí)性強(qiáng)，有時(shí)候還需要人工手動(dòng)進(jìn)行操作，如此，監(jiān)測(cè)工作存在誤差較大，精準(zhǔn)度不高，無法準(zhǔn)確保障電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的一些安全隱患，工作人員可以快速排查故障和解決相關(guān)問題，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。同時(shí)工作人員還能根據(jù)監(jiān)控的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行分析，針對(duì)不同的問題采取不同的解決方案，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)處理問題。動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)管理為整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)管理提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)依據(jù)，其整體的監(jiān)測(cè)結(jié)果也是非常有效的，對(duì)電力系統(tǒng)的安全管理具有重大意義。

結(jié)束語

電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不但可以解決電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定和安全的問題，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)排查電力系統(tǒng)中的安全隱患，為電力工程的安全和未來電力行業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，我國電力自動(dòng)化技術(shù)中常見的技術(shù)方式有計(jì)算機(jī)、智能化電網(wǎng)、柔性交流輸電系統(tǒng)等等技術(shù)，而電力自動(dòng)化技術(shù)的全面應(yīng)用需要這些技術(shù)的集成以及融合成新的技術(shù)手段，能夠在不同應(yīng)用場景中切換技能，從而提高電力工程的運(yùn)行質(zhì)量，推動(dòng)我國電力行業(yè)的發(fā)展。