電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

宋 陽

（中國電建集團(tuán)國際工程有限公司，北京 100000）

0 引 言

目前，我國電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，其建造范圍正在不斷增加，因此全國各地都面臨著日益嚴(yán)峻的供配電系統(tǒng)挑戰(zhàn)，以確保它們能夠安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)作。為此，人們不斷提升對這些系統(tǒng)的要求，并且采取了一些措施，以滿足這些需求。而電氣自動(dòng)化技術(shù)則是一種將電氣工程與自動(dòng)化技術(shù)完美融合的方法，它的應(yīng)用范圍非常廣闊，能夠充分利用其技術(shù)優(yōu)勢，極大提升供配電系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，為社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)[1]。通過采取有效措施，大大減少了人類的失誤，確保了供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)分析

在實(shí)際應(yīng)用中，這項(xiàng)技術(shù)具有如下優(yōu)勢。首先，通過引入電氣自動(dòng)化技術(shù)，供配電系統(tǒng)能夠更好地監(jiān)測參數(shù)。該技術(shù)優(yōu)化了實(shí)時(shí)記錄，并通過自動(dòng)化計(jì)算分析和保存功能，使得系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行監(jiān)控能力。如果系統(tǒng)出現(xiàn)異常，會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，提醒相關(guān)工作人員進(jìn)行故障處理和維修，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其次，通過引入人工智能技術(shù)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等，可以在線控制并對系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行全面的監(jiān)控。此外，通過收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)不同的電力需求靈活安排系統(tǒng)的資源，從而有效維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性[2]。最后，通過采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以大幅度降低人力資源投入，從而有效減少由于人力因素和其他外部因素引起的誤差，進(jìn)而提升供配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2 國內(nèi)供配電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠提高工作效率

通過采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種自動(dòng)化配件的廣泛應(yīng)用，改善電力系統(tǒng)的運(yùn)營管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測，從而節(jié)約勞動(dòng)力，極大提高運(yùn)營的穩(wěn)定性和可靠性。此外，這種新型的智能化控制系統(tǒng)還有助于極大縮減操作的時(shí)間，節(jié)約工人的精力，并能夠預(yù)防各種意外情況的發(fā)生，從而增長設(shè)備的壽命。

2.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)水平接軌國際標(biāo)準(zhǔn)

近年來，為滿足各種應(yīng)用需求，供配電系統(tǒng)投入巨額資源。通過引入2類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)既具備高度的安全性、穩(wěn)定性，又取得了良好的運(yùn)行效果。通過引入先進(jìn)的智能化設(shè)備，如自動(dòng)撥號、衛(wèi)星云圖以及投影屏，供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅能夠顯著增強(qiáng)其穩(wěn)定性和可靠性，還能夠有效提高管理效率，實(shí)現(xiàn)與世界先進(jìn)水平的同步，從而推進(jìn)我國電力行業(yè)的快速發(fā)展[3]。

2.3 技術(shù)研發(fā)力度與市場化水平有待提高

隨著科技的進(jìn)步，越來越多的領(lǐng)域正在轉(zhuǎn)型，其中包括電力行業(yè)。這些領(lǐng)域的設(shè)備和技術(shù)越來越先進(jìn)，并且正在趨于完善。目前，許多企業(yè)已經(jīng)在努力推進(jìn)自動(dòng)化控制，以滿足日益增長的需求。近年來，盡管技術(shù)取得了長足進(jìn)展，但是仍需要加強(qiáng)對供配電系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化和市場化推廣，并加大對技術(shù)的投入，才能跟上全球的發(fā)展腳步。

2.4 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用不平衡

近年來，電力行業(yè)迅速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)與控制系統(tǒng)已經(jīng)被普遍采用，然而由于各個(gè)行業(yè)的實(shí)施情況存在差異，其實(shí)際使用效果也有所差別。目前，我國電網(wǎng)系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化水平發(fā)展迅速，具備較高的系統(tǒng)化與穩(wěn)定性，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加普遍，但仍存在碎片化、模塊化等問題。

2.5 推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)體制的發(fā)展

隨著我國信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，從而大大減輕供配電系統(tǒng)的管理負(fù)擔(dān)，可以更好地滿足用戶的需求。此外，利用先進(jìn)的智能控制設(shè)備，能夠更加精準(zhǔn)地監(jiān)測和調(diào)整用戶的操作，從而更好地保障用戶的權(quán)益[4]。因此，政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對供配電系統(tǒng)的監(jiān)督和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改善問題，從而保證用戶的用電安全性和穩(wěn)定性。為了保證當(dāng)前的供電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全，需要采取適當(dāng)?shù)姆婪逗凸芸卮胧?。這些措施包括建立一個(gè)安全、可靠、高效的數(shù)據(jù)管理機(jī)構(gòu)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶信息和財(cái)務(wù)信息。同時(shí)，還需要利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)來改善現(xiàn)存的問題，并保證用戶的權(quán)益得到充分的尊重。利用先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，不僅能夠大大減少傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)的操作難度，更加高效、準(zhǔn)確、快捷地完成任務(wù)，還能精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)和分析區(qū)域內(nèi)的用電指標(biāo)，從而更好地了解當(dāng)前的電力供應(yīng)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題，有效提高供配電的效率和質(zhì)量。

2.6 改良供配電系統(tǒng)功能

電力供應(yīng)對于維護(hù)和促進(jìn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定至關(guān)重要。如果突然中斷，則將對當(dāng)?shù)鼐用窈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來極其不利的后果。因此，采用先進(jìn)的電氣設(shè)備和技術(shù)，實(shí)施有效、平等、精準(zhǔn)的電源調(diào)節(jié)，控制和管理電網(wǎng)，防止或減少這類災(zāi)害，有效改善用戶的生活質(zhì)量。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析當(dāng)?shù)氐碾娏ο那闆r，并將其轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)的報(bào)告，從而實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的管理，確保區(qū)域內(nèi)的供電量達(dá)到最佳狀態(tài)。同時(shí)，還可以從監(jiān)測結(jié)果中提取出重要的參考，為當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供指導(dǎo)[5]。

3 供配電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的具體應(yīng)用

3.1 用作控制系統(tǒng)

在當(dāng)前的情況下，由于受到各種因素的影響，供配電系統(tǒng)很容易發(fā)生故障。傳統(tǒng)的人為控制已經(jīng)不再適用于當(dāng)前的情況。為此，提議使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，并將其與智能技術(shù)相結(jié)合，打造一個(gè)新的供配電控制系統(tǒng)。這樣不僅可以進(jìn)行完全自動(dòng)化的操作，而且可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的精確控制，并具備安全防護(hù)和業(yè)務(wù)管理的功能。通過使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以更好地掌握系統(tǒng)的控制關(guān)鍵點(diǎn)。

首先，為了確保供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要對其進(jìn)行需求分析，并確保實(shí)現(xiàn)安全防范控制功能。此外，還需要掌握各種信息，如變電站的運(yùn)行情況和傳感器的信息。其次，通過建立一個(gè)完善的供配電系統(tǒng)自動(dòng)化管理框架，可以有效利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人值守變電站的可靠運(yùn)行。最后，建立一個(gè)先進(jìn)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控子系統(tǒng)與智能監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合，以便更有效地分析電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況。

3.2 用于故障防范和控制

利用先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，結(jié)合多種智能技術(shù)的應(yīng)用，可以顯著改善供配電系統(tǒng)的操作流暢性。此外，利用多種數(shù)據(jù)可以進(jìn)行有效分析，并且可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)識別，有助于及早發(fā)覺并解決未來可能會(huì)發(fā)生的情況，進(jìn)而有效改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性[6]。通過采取有效的故障監(jiān)控、故障記憶、故障檢測、故障診斷技術(shù)，基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的供配電系統(tǒng)可有效地檢測、診斷、維護(hù)，有助于降低設(shè)備的維護(hù)成本，預(yù)防設(shè)備發(fā)生故障。

首先，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控供配電系統(tǒng)的各種參數(shù)，包括電壓、電流等，并將其以可視化的形式展示出來，同時(shí)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲和分析。其次，通過采用先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，供配電系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程計(jì)量和監(jiān)控。這樣就可以大大緩解工作壓力，并幫助進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，對于促進(jìn)電力市場的發(fā)展具有重要意義，可以節(jié)省大量的人力，提高抄表的效率，從而降低用工成本。最后，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控故障信息，可以更有效地處理供配電系統(tǒng)的故障。此外，還可以通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測電能質(zhì)量來更好地預(yù)防和應(yīng)對諧波與回路電壓等問題。

3.3 設(shè)備智能化控制

隨著供配電系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)使用的設(shè)備不斷增加，如變壓器和斷路器等，增加了運(yùn)維管理的難度[7]。應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)手段，充分發(fā)揮人工智能技術(shù)以及其他技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)施電氣設(shè)備運(yùn)行控制，極大程度上提高了電氣設(shè)備運(yùn)行的效率，提升了設(shè)備使用性能，有助于提高電氣自動(dòng)化運(yùn)行效率。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

4.1 在集中監(jiān)控中的實(shí)踐應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中具有顯著優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)快速、高效的遠(yuǎn)程控制，而且設(shè)計(jì)過程也相對簡單，但是也存在一些挑戰(zhàn)，比如集中監(jiān)控系統(tǒng)需要使用大量的處理設(shè)備，這會(huì)增加系統(tǒng)的負(fù)荷。另外，電纜線的長度也會(huì)影響電氣自動(dòng)化的集中監(jiān)控效果。為了提高監(jiān)控效率，建議在集中監(jiān)控系統(tǒng)中使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 集中監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4.2 在電纜與電纜監(jiān)控器中的實(shí)踐應(yīng)用

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，它不僅可以使變配電系統(tǒng)的外部電纜布局更加簡單，而且可以滿足各種不同的技術(shù)要求，同時(shí)也可以帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。在外部電纜的布局過程中，220 V通信電纜以及交流電源線是2個(gè)至關(guān)重要的部分[8]。為了獲得最佳的電氣監(jiān)測效果，必須仔細(xì)檢查雙芯屏蔽雙絞線（Shielded Twisted Pair，STP）以及屏蔽電纜線，以便它們具有良好的耐久性、耐用度以及極高的可靠性。此外，也必須根據(jù)不同的環(huán)境條件來決定使用哪種類型的檢測儀表。

4.3 在變電站中的實(shí)踐應(yīng)用

當(dāng)前，變電站的綜合電氣化系統(tǒng)中，選取正確的電氣設(shè)備至關(guān)重要，除了對相關(guān)的參數(shù)和規(guī)范進(jìn)行評估外，更重要的是必須深入了解當(dāng)前的供配電系統(tǒng)，并結(jié)合相關(guān)的信息進(jìn)行全面調(diào)整，從而更好地利用電氣自動(dòng)化的優(yōu)勢，達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié) 論

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)體制的變革，對電力供應(yīng)質(zhì)量和效率的要求也開始不斷提高，在當(dāng)今快速發(fā)展的中國，由于市場經(jīng)濟(jì)的改革不斷深入，人們更加關(guān)注電力的安全性、可靠性以及發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼?，電力公司必須采取措施，持續(xù)改進(jìn)公司的運(yùn)營方式，通過引入最新的自動(dòng)化技術(shù)，利用最新的科技手段，大幅度改造傳統(tǒng)的電源管理模式，推廣智慧型電源管理，努力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新型電源管理模式，提高整個(gè)公司的工作效率，以滿足社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。