電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用

孫 朋，閆 銘

許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 許昌 461000

1 電氣自動化控制技術(shù)概述

1.1 電氣自動化控制技術(shù)的內(nèi)涵

電氣自動化控制技術(shù)是將網(wǎng)絡(luò)通信、計算機和電子技術(shù)結(jié)合起來的一項新技術(shù)，其中電子技術(shù)是電氣自動化控制實施過程中的關(guān)鍵技術(shù)。在當(dāng)今市場競爭日趨激烈的情況下，電氣自動化控制技術(shù)對于制造業(yè)來說非常重要，其不但可以提升制造業(yè)的生產(chǎn)效率，還可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，也可以降低污染的排放量，增加企業(yè)的盈利空間[1]。

1.2 電氣自動化控制技術(shù)的特點

1.2.1 適配程度高

電氣自動化控制技術(shù)可覆蓋多個技術(shù)層次，能夠極大地提高流程的連續(xù)性，建立更加合理、高效的技術(shù)架構(gòu)。由于產(chǎn)品生產(chǎn)流程比較復(fù)雜，生產(chǎn)過程中存在許多不確定的因素。因此，必須采用電氣自動化控制技術(shù)來實現(xiàn)更好的控制。在制訂控制方案時，應(yīng)充分考慮各方面的影響，制訂更有針對性的作業(yè)計劃，以實現(xiàn)整體的增產(chǎn)、提高產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。

1.2.2 依存性強

采用電子信息技術(shù)不但可以提高系統(tǒng)的運行效率，還可以幫助企業(yè)實現(xiàn)自動化。在現(xiàn)代電氣自動化控制技術(shù)對電子信息技術(shù)的依存性很強，在實際應(yīng)用中需要通過電力傳感器智能采集電力信息資料，并自動與智能信號調(diào)度控制器聯(lián)合開展相應(yīng)的控制工作，實現(xiàn)從監(jiān)測計算到最后實現(xiàn)全過程的自動控制[2]。

1.2.3 操作專業(yè)程度高

電氣自動化技術(shù)具有很高的專業(yè)性。在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用中，通常會涉及軟硬件的設(shè)計，其運行過程比較煩瑣。例如，在金屬冶金電氣自動化技術(shù)控制中涉及很多具體操作，而不同的控制系統(tǒng)要求采用不同的控制策略，從而使其運行過程變得更加復(fù)雜。

1.2.4 效率高

在電網(wǎng)運行過程中，電氣自動化控制技術(shù)能夠向有關(guān)設(shè)備提供實時信息。電氣自動化控制技術(shù)采用的是一種先進的自動控制技術(shù)，該技術(shù)與控制中心之間具有很好的互動關(guān)系，基本能夠?qū)崿F(xiàn)大部分的與控制中心的數(shù)據(jù)交換，從而有效地提高了對數(shù)據(jù)的控制精度和效率[3]。

1.2.5 檢修效率高

電氣自動控制技術(shù)能提高設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性。也能使電力系統(tǒng)的控制更加靈活、精確，從而更好地解決設(shè)備的故障。因此，如果電網(wǎng)中的某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，只要采用電氣自動化控制技術(shù)就可迅速、高效地解決故障，保證電器設(shè)備的安全高效運轉(zhuǎn)。采用智能控制技術(shù)實現(xiàn)對電網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制，可以有效地減輕員工的工作壓力，保障員工人身安全。

1.3 電氣自動化控制技術(shù)的功能

1.3.1 防護功能

電氣自動化控制技術(shù)具有一定的安全防護能力。在電力系統(tǒng)內(nèi)部因某種原因發(fā)生故障時，采用電氣自動化控制技術(shù)可以實現(xiàn)對電器的安全防護。例如，在電力裝置發(fā)生電壓波動時，電氣自動化控制技術(shù)能夠自動降低裝置電壓，從而保證裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會受到損害，產(chǎn)品的質(zhì)量也不會受到電壓波動的影響。

1.3.2 管制功能

在電力工程中，用肉眼很難準(zhǔn)確地判斷控制系統(tǒng)中有沒有電流，也很難分析電器的帶電情況。遇到這種問題，需要建立相應(yīng)的信號識別機制，并加以優(yōu)化。例如，利用故障信號燈對電器自動控制裝置進行控制和管理，了解裝置的實際運行狀況，既可以減少維護次數(shù)，又可以節(jié)約人力，縮短故障排除時間。

1.3.3 自動調(diào)節(jié)功能

自動控制功能主要用于大型的開關(guān)裝置和高電壓的開關(guān)裝置。在各種電力設(shè)備的長期運行、維護中，通常會采取一種分散式管理的方式，通過電氣自動化控制技術(shù)對整個電力系統(tǒng)運行參數(shù)進行綜合控制、檢測和優(yōu)化、調(diào)整。在某電力設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以馬上斷開電源故障線路，從而保證各種電力設(shè)備系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定。

1.3.4 編程功能

利用電氣自動化控制技術(shù)可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化、自動化發(fā)展，電氣自動化控制技術(shù)是實現(xiàn)這一目的的關(guān)鍵。在電網(wǎng)運行中應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)可以很好地解決傳統(tǒng)技術(shù)所不能完成的任務(wù)，從而實現(xiàn)更高的效益。例如，供電、變電、輸配電等方面的技術(shù)指標(biāo)都比較高，采用電氣自動化控制技術(shù)可以使配電智能化。某些控制工作比較困難，無法通過常規(guī)的電力技術(shù)來完成，可以通過電氣自動化控制技術(shù)來編制一些程序，有針對性地完成作業(yè)。

2 電氣自動化控制技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 可以整合各種先進技術(shù)

目前，電氣自動化控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各個行業(yè)，而且應(yīng)用效果很好。自動化技術(shù)的流程比較復(fù)雜，很多技術(shù)人員都對這一技術(shù)的電氣控制、電力保護、測量等環(huán)節(jié)進行了改進。使得電氣自動化控制技術(shù)的整合效果大大提升。整合各環(huán)節(jié)的流程，既能極大地提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，又能有效地減少人力勞動，大大降低了事故發(fā)生率。

2.2 技術(shù)進步空間大

在理論上，電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展與突破在很大程度上取決于我國的科技進步，所以科技化是電氣自動化控制技術(shù)的一個很大優(yōu)勢。電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，并在通信、計算機、電子科技等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，自動化技術(shù)也在不斷地優(yōu)化和改進，朝著高科技的方向發(fā)展。

2.3 集成化程度高

將控制、保護、測量等一體化的綜合技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)，既能使電網(wǎng)的操作流程更加簡單，又能對電網(wǎng)進行高效的管理，使電網(wǎng)的運行質(zhì)量和效益得到真正的改善，同時可以降低系統(tǒng)的運行費用。此外也能更好地滿足用戶需求，提高電力企業(yè)的整體效益及對外形象。電氣自動化控制技術(shù)集成了多種先進技術(shù)，如通信技術(shù)、自動化技術(shù)、智能技術(shù)等。

2.4 應(yīng)用仿真技術(shù)提高故障檢修率

目前，國內(nèi)的模擬建模技術(shù)還處在起步階段，技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新還在不斷地摸索之中。將仿真模擬技術(shù)引入電氣自動化控制技術(shù)中，可以提高輸電效率，保證輸電精度。在日常工作中，采用常規(guī)的技術(shù)方法難以處理復(fù)雜、困難的控制任務(wù)。采用電氣自動化控制技術(shù)制訂相應(yīng)的解決方案，能夠提高對生產(chǎn)過程的管理能力[4]。此外，利用仿真技術(shù)對實際場景進行模擬能夠使操作人員更加方便快捷地工作。

2.5 降低部分企業(yè)的污染

將先進的電氣自動化控制技術(shù)運用到工業(yè)生產(chǎn)管理過程中，既可以提高生產(chǎn)過程的智能化程度，又可以推進企業(yè)的節(jié)能和環(huán)境保護工作，從而保持系統(tǒng)的整體使用效益。部分企業(yè)污染嚴(yán)重，電氣自動化控制技術(shù)可以起到減少污染排放、提高資源利用率的作用。如將電氣自動化技術(shù)用于冶金生產(chǎn)，可以通過電氣自動化控制技術(shù)監(jiān)控整個冶金過程，同時對生產(chǎn)過程中的廢料進行實時監(jiān)控，并對能夠重復(fù)使用的金屬進行追蹤和監(jiān)控，再通過相應(yīng)的技術(shù)和檢測系統(tǒng)將相關(guān)的數(shù)據(jù)反饋給控制中心，再進行第二次冶煉[5]；對不能再用的廢品進行集中回收，以達(dá)到降低污染排放的目的。

3 電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于變電所

電氣自動化控制技術(shù)在變電所中的應(yīng)用，既能有效地保護變電站的物料、設(shè)備，又能有效地防止過電壓、過電流、低頻負(fù)載的發(fā)生。變電站采用電氣自動化控制技術(shù)能促進變電站內(nèi)的互聯(lián)互通，及時上傳電力數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程通信等數(shù)據(jù)。應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)也能實時、有效地監(jiān)測變電站的運行狀況及存在的問題。

采用電氣自動化控制技術(shù)可以提高變電站的安全性、穩(wěn)定性，降低維護費用，提高故障檢修率，防止事故發(fā)生。此外，該技術(shù)的自動化、機械化操作可以提高變電所工作人員的工作效率，這對于推進我國變電所的現(xiàn)代化建設(shè)有很大的實際意義[6]。在此發(fā)展模式下，需要逐步淘汰各種傳統(tǒng)電力設(shè)備，采用新裝置進行變電所的自動化改革，從而推動變電站的一體化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，提高我國電網(wǎng)整體上的運行效率。

3.2 應(yīng)用于電網(wǎng)檢測

在電力系統(tǒng)運行中，供電設(shè)備間的電壓聯(lián)系密切。首先，要保證電力系統(tǒng)本身的電壓正常，保證電力系統(tǒng)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，從而為其他設(shè)備提供安全、優(yōu)質(zhì)、有效的電力支持。采用電氣自動化控制技術(shù)可以遠(yuǎn)程、實時、動態(tài)地監(jiān)測整個電網(wǎng)線路的電氣運行狀況，并確保能在最短時間內(nèi)，對電氣設(shè)備運行環(huán)境中潛在的種種不利因素進行自動檢測和預(yù)警，從而保證電力系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)。

目前，隨著中國電氣自動化控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)安全設(shè)備及自動化技術(shù)設(shè)施的建設(shè)條件也逐步得到了優(yōu)化。在實際電力設(shè)備生產(chǎn)、運輸、安裝過程中，通過計算機自動分析調(diào)度技術(shù)可以及時采集、監(jiān)控整個供電系統(tǒng)的所有狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過顯示系統(tǒng)顯示電網(wǎng)狀態(tài)的變化，為供電系統(tǒng)工作人員提供真實、可靠、有效的動態(tài)數(shù)據(jù)，幫助及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)供電中存在的問題，避免了各類配電事故的發(fā)生，保證了供電和用電的安全。

4 電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用要求和價值

4.1 運用要求

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各種電器的使用頻率不斷提高，用電量也在不斷增加，很容易造成電網(wǎng)的負(fù)載壓力增大，從而出現(xiàn)故障，影響整個電網(wǎng)的正常運作。在系統(tǒng)運行過程中，系統(tǒng)可以自我保護、智能運行，保護系統(tǒng)中的各種設(shè)備。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，采用電氣自動化控制技術(shù)的電力系統(tǒng)在運行時無須人力、物力就可以對電力系統(tǒng)進行有效的維護和管理，并對系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)進行深入的挖掘，并進行存儲。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)維護，能提高數(shù)據(jù)分析效率，實現(xiàn)智能化處理。

電氣自動化控制技術(shù)的運用上也有更多的要求：（1）加強對電力設(shè)備的集中管理，并根據(jù)定位系統(tǒng)的功能指標(biāo)，將其劃分為分級管理的系統(tǒng)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的自動管理；（2）保證各個子系統(tǒng)的獨立，使小型系統(tǒng)在運行時不受整個系統(tǒng)的影響；（3）確保遠(yuǎn)程通信項目的全面性，確保控制中心的信息傳輸效率和精度，確保電網(wǎng)的安全。

4.2 運用價值

（1）在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動化技術(shù)，可以使控制對象自動、智能地運行，并與整個系統(tǒng)的運行狀況相結(jié)合，達(dá)到全面的監(jiān)控與管理，確保系統(tǒng)的正常工作。降低人力的投入，提高系統(tǒng)的管理質(zhì)量和水平。（2）在電力系統(tǒng)的運行中，電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運行非常關(guān)鍵，它直接關(guān)系整個系統(tǒng)的安全。將電氣自動化技術(shù)運用于電力系統(tǒng)，有利于建立與完善電網(wǎng)調(diào)度與控制體系，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的自動調(diào)度，合理地分配供電，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。提高電網(wǎng)調(diào)度工作的效率與質(zhì)量，以達(dá)到最理想的協(xié)調(diào)運行效果，確保電力生產(chǎn)按計劃進行。

5 結(jié)束語

電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)是我國經(jīng)濟發(fā)展和電力工業(yè)發(fā)展的需要。實現(xiàn)電網(wǎng)的自動化、信息化是目前各大電網(wǎng)公司面臨的重大課題。因此，在發(fā)展過程中，電力公司要不斷地學(xué)習(xí)新的技術(shù)和知識，加大對電網(wǎng)的投資，提升企業(yè)的工作效率?？傊?，隨著社會經(jīng)濟科技的飛速發(fā)展，有關(guān)部門越來越認(rèn)識到電網(wǎng)的作用，并將新的技術(shù)運用到電網(wǎng)中，以提高電網(wǎng)的運行可靠性。隨著電力需求的不斷增加，將電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)已有較好的效果，為電力系統(tǒng)的維護、管理提供了便利，也減少了系統(tǒng)的投資，使整個電網(wǎng)的運行更加和諧。