探析電氣自動化在電力系統的應用

張建虎

（河北省電力建設第一工程公司，河北 石家莊050000）

1 電氣自動化技術

1.1 電氣自動化技術特點

1）控制與維護的一體化。目前，國內的自動化系統普遍采用站內監控的與采集數據的模式，這種模式最大的優勢就是運行與操作獨立，且能提供很清晰的事故處理分析界面。為了進一步降低設備成本，便于推廣新技術與方便維修維護，自動化系統多采用控制與維護一體化的方式進行設計。

2）采取國際通用標準。近年來，IED（智能電力監測設施）在電力系統自動化方面被廣泛應用。為了克服不同廠家IED生產的設備的信息共享性差的問題，國際電工委員會在已有相關規范的基礎上制定了IEC61850國際標準（電力系統自動化系統國際標準）。為了與國際接軌，國內多數廠家都以IEC61850國際標準為依據進行產品研發，這也是電力自動化技術的一個發展方向。

3）利用以太網技術。以太網具有傳輸數據量大且速度快的優點，正好滿足當前電氣系統自動化過程中數據傳輸量大通訊實時性的方面的高要求。當前，以太網在電力系統中最成熟的應用形式就是Ethernet+TCP/IP。相信在不久的將來，基于以太網技術的現場總線技術就會得以推廣應用。

1.2 電氣自動化技術應用的典型范例

1）全控型電力電子開關。第一代電子電力器件為晶閘管，在我國得到了廣泛的應用，主要應用領域為交流與直流傳動的電力控制系統。現在全控型電力電子開關逐漸取而代之，將主回路的驅動電力、相關器件、電流檢測、溫度的自動控制和過流保護等都融為一體。

2）高變頻器電路。高頻變頻器的電路在降低開關損耗的同時，不影響逆變器工作頻率的提高。從而減小了逆變器的尺寸，有效的降低了成本，而且實現了逆變器在高功率下集成化。

3）通用變頻器大量使用。通用變頻器是指系列化、批量化生產以滿足市場需求量大的要求的變頻器，這類變頻器的功率一般不大。從變頻器產品性能來看，U/F控制器由最早的通用功能型變為高功能型和高動態性能矢量控制型。

4）計算機與電子技術在電力系統自動化中的應用。隨著我國單片機技術發展，計算機在變電站的操作自動化、發電廠的監控系統自動化、電力系統的自動化調度中起到了關鍵的作用。

1.3 電氣自動化控制系統的形式

1）集中監控方式。集中監控方式的優點就是運行與維護方便，設計簡單，且防護要求低。缺點是，這種方式將不同功能的設備集中到一起，導致處理器的負載過大，運行速度慢。

2）遠程監控方式。遠程監控方式是采用模擬電路、電子管和電話繼電器等設備組成。這種系統中不包括軟件，數據的采集與處理工作與硬件完成。其主要優點是系統運行穩定，缺點是自動化程度低，且缺乏自動診斷故障的能力。

3）現場總線監控方式。現場總線監控方式是一種針對性強的設計方式，它具其他系統遠程控制能力的優點，且安裝方便，設計建造成本較低。這種系統也是電力系統自動化建設中的主要的發展與使用方式。

2 電力自動化在電力系統的主要應用分析

2.1 電氣自動化幫助科研人員開展實時仿真工作

使用電氣化驅動技術，可以在更大程度上實現暫時狀態和穩定狀態的同步存在，這使得同步實驗成為了可能。為系統運行提供了大量的精確數據，增加了實驗的精準度。在這種仿真的環境中，工作人員可以進行更多的電力裝置測試，有助于幫助科研人員建立起一個混合型的實時仿真實驗室。

2.2 實現了電力服務的智能化

當今時代，幾乎每個行業都離不開電力的使用，失去電力系統的支持，許多行業將陷入癱瘓的境地。電力的廣泛使用對電力系統的安全性和自動化程度都提出了極高的要求。電氣自動化相關技術是電力系統智能化的重要組成部分，能夠幫助工作人員更精確地進行系統運行設計工作，并能代替人力做到更精確的系統運行故障分析。這種智能化的控制方式，使得電力系統的運行更加高效準確。這種高度安全的自動化運行體系，使電力系統的服務能力邁上了一個新的臺階。

2.3 方便了配電網工作

配電網中自動化技術的使用，實現了配電網的數字信息配電的一體化轉變，幫助減少了載波應用的路由，并幫助電力系統解決了衰耗的難題。自從見自動化技術應用到了配電網中，配電網對信息波的反映就變得更加靈敏了，電力系統的運行效率大大提升。

3 電氣自動化技術在電力系統中應用的研究趨勢

我國對電力系統中電氣自動化技術的研究還存在很多不足，未來的研究工作還有很多。電氣自動化技術在電力系統中應用的研究趨勢，主要包括以下3個方面：

3.1 國際標準的大規模推廣和使用

近年來電氣自動化技術在我國有了廣泛的應用，但是由于電氣自動化設備的生產廠家眾多，導致這些設備的信息共享和相互操作間存在諸多障礙。為滿足不同廠家所生產設備的兼容性，電子工業協會制訂了IEC61850標準，作為站端與站間進行通信的標準，從而實現站內的無縫通信。我國要大力推廣和使用IEC61850標準，并基于此標準開發出電氣綜合自動化系統的相關產品。

3.2 將測量、保護和控制工作融合為一體

長期以來，受電力行業專業分工、人員配置和運行機制的影響，我國電氣自動化系統主要通過站內監控采集相關數據、單獨進行保護的工作模式。這種工作模式雖然能對事故進行清晰的分析和處理，但是增加了工作量，降低了設備的利用率。為了減少設備的重復配置率和操作人員的工作量，提高事故的處理效率，必須將測量、保護和控制工作融合在電氣自動化綜合系統中。

3.3 以太網技術的使用

隨著經濟和社會的發展，人們對電力的需求與日俱增，加之電網系統越來越復雜化，其涉及的數據和信息也越來越多。在這種背景下，電氣綜合自動化系統所需要采集和傳輸的數據日益龐大，對通訊的實時性和傳輸速度提出了更高的要求。

4 結束語

電氣自動化技術在電力系統中的運用起到了助力作用，在自動化技術的支持下，電力系統的運行效率更高，服務質量得到了提升。科技是第一生產力的優勢在電力企業中得到顯現。隨著科技的進一步發展，這些高端的信息科技產物也將在未來得到更為完善的應用，從而為我國的基礎事業發展提供更大的助益。

［1］董娜.電力系統中電氣自動化技術的探索[J].能源電力,2011.

［2］劉四聰.電力系統自動化技術的應用和發展[J].沿海企業與科技,2012.

［3］李愛民.電氣自動化的發展趨勢以及在電力系統中的應用[J].科技資訊,2012.