淺談電氣自動化控制技術在電力系統中的應用

林永清

摘要：目前，隨著我國社會經濟的迅速發展，電氣自動化控制技術在中小型城市中也得到很快發展，技術水平不斷提升。電力事業在走向自動化、信息化時代，電力市場也在迅速擴大。筆者就目前城市電網自動化格局發展狀況及實現形式進行討論，自動化控制技術的幾點應用和優點以及今后自動化控制技術的發展分析，供該行業參考。

關鍵詞：電力系統；自動化控制；應用；發展前景

引言

電氣自動化控制技術的發展，使電力行業的管理與控制越來越方便，推動著電力系統逐漸走向智能化及信息化的道路，使電力行業能更健康地發展。然而電氣自動化控制技術應用還遠遠達不到成熟甚至完善的地步，同時隨著科技水平的提高以及社會行業的發展，對自動化技術會提出更多要求。因此在未來發展中，自動化技術將會成為電力事業的主要方面，隨著科技進步，它的重要性將會不斷提升。

1.電氣自動化發展概述

1.1縣級城市電網自動化控制格局現狀

目前縣級城市的電網自動化控制已不斷走向成熟，主要體現在城市電力主網及配網自動化系統。例如雷州市的電網格局。雷州電網建設于湛江電網的南部，通過一回220kV雷霞線及一回110kV雷月線和湛江電網相聯，以省網供電為主，地方供電為鋪。自動化控制在該市電力系統中得到很大應用，目前，雷州電網有220kV變電站1座，主變1臺，主變容量270MVA；110kV變電站4座，主變6臺，主變容量131MVA；35kV變電站13座，主變容量73.15MVA。在2005年雷州電網全社會用電量最高負荷為73.5MVA，其中13個自動化變電站起到很大作用。

1.2電氣自動化控制技術的實現形式

（1）電網調度自動化

電網調度自動化主要是由電力系統的專用廣域網來連接，包括電網調度中心的計算機網絡系統、服務器、工作站、打印設備以及大屏蔽顯示器等等，用來調度范圍之內的變電站、發電廠的終端設備，調度電網的控制中心等。

（2）發電廠的分散測控系統

發電廠分散控制系統通常使用的是分層分布式的結構，由四部分構成：運行員工作站、過程中的控制單元、冗余的高速數據通訊網絡（以太網）及工程師工作站。過程控制單元主要是由智能I/0 模件和冗余配置的主控模件構成的。主控模件的通訊是通過智能FO 模件與冗余的I/0 總線來實現的。進行處理運算后，過程控制單元通過設備狀態實時顯示的狀況、運行的參數和打印，還有輸出信號直接驅動的執行機構，從而實現生產過程的監測、控制以及聯鎖保護等功能，使生產過程井然有序。

2.電氣自動化控制技術的應用概況

2.1目前自動化控制技術在電力系統中的應用

（1）縣級城市配網自動化控制應用

面對縣級城市的配網格局，調度自動化系統和配網自動化系統是電網控制領域功能不全相同的系統，但這兩個系統可通過變電站的出線開關而緊密聯系。

對于像雷州市這樣的縣級城市，由于調度與配網的規模都不大，所以選用調、配一體化主站系統是實際應用及經濟可行性上都是合適的。一體化系統具有共享支撐的軟件平臺，其系統的軟硬件資源實現完全共享，從而大大減小運行維護費用。系統通過操作權限管理，可以保證在調度、配網運行時的安全性和可靠性。如果從運行管理的體系上看，調度與配網控制是獨立分開的系統，一體化平臺可以降低整個系統的投資。調度、配網一體化系統是縣級配網自動化系統首選的模式。

（2）電力一次設備控制檢測技術應用

一般情況下，常規的電力一次設備同二次設備通常相隔幾十甚至幾百米距離進行安裝，他們之間通過大電流控制電纜和強信號電力電纜互相連接。電力一次設備智能化指的是在進行一次設備結構設計時，還需考慮把常規的二次設備的部分甚至是全部功能都融入進去得以實現，從而省掉一些含大量電力的控制電纜或信號電纜，通常簡單點說便是自帶測量以及保護功能的一次設備。例如我們常見的有“智能化的開關柜”、“智能化的開關”及“智能化的箱式變電站”等。

電力一次設備還可以進行在線狀態檢測為了確保電力系統安全穩定地運行，需要長期且連續地在線監測電力系統中一次設備的重要運行參數，這樣不但能夠可以對設備各時刻的運行狀態進行監視，同時還能對各種重要參數的變化方向進行分析，預先判斷是否存在故障，進而使設備的維修保養周期延長，促進設備利用率的提高，保證電力設備可以從定期檢修過度到狀態檢修。

2.2電氣自動化控制應用的優點

（1）改善電力系統運行維護模式

電氣自動化控制可以實現電力系統的自動維護管理，提高系統自身的安全性，減少運行成本。在調度與配網一體化系統中，自動化控制可以有效提高城市配網系統的可靠性及安全性。此外，自動化檢測中的遠程檢測可以減少電纜的使用量，實現經濟化，且提高了系統的可靠性。自動化控制可以減少人工成本，運營成本，開創全新的高效率運行維護模式。

（2）運行人員專業素質提高

自動化控制系統出可以減少運行人員成本之外，還可以提高電力行業專業人員的管理素質，進而提高整個電力事業的可靠性。由于自動化技術的快速更新升級，運行人員也需要不斷培訓以適應高科技管理技術。

3.自動化控制系統在城市配電網中的發展前景

3.1依靠IT技術發展

科學技術在不斷提升，電力系統逐漸依靠IT技術來發展。目前，有許多電力系統自動化依靠于計算機技術以及電子技術發展的重要技術。現在是網絡化的時代，當某地的電網出現問題時，網絡便可通過檢測來即時地將訊號通知發出，有助于電力部門及時做出改進措施，這項技術可有效應用于電氣自動化技術中的網絡通信技術及微機技術等的應用，從而使電力系統的安全性與可控性得到加強，促進電力系統中的智能控制的自動化技術水平的提高。

3.2人工智能及仿真技術

信息化技術在不斷地發展，對自動化技術有著十分明顯的影響。如今的電力控制系統中，人工智能技術在不斷被采用，當局域出現問題時，通過網絡便能立即反應出來，甚至還有些問題通過網絡便可以得到解決。目前隨著自動化技術的發展，信息化技術不斷在實現人工智能化，這樣可以將傳統的電力管理中耗費的人力大大減少，讓電力自動化技術能夠更加接近人工智能化。

目前，我國的電氣自動化技術在發展和探索的同時還不斷地在與國際進行接軌。因此，我們應該將自身的技術及創新能力提高，從而使我國的自動化技術達到一個相當高的水平。當前電力系統中的自動化技術已經日趨真態化，它不但可以呈現出許多實驗數據，同時可以保證多項操作順利進行，而且可以協助實驗人員對新的裝置進行測試，并能同步實施控制，由此仿真技術可以為電力系統提供較方便且較好的實驗條件，從而更加便捷地對電力系統進行動態的監控與仿真建模，不但有助于操作且易于控制。

3.3光電式電力互感技術

電力互感器作為輸電線路中不可或缺的一項重要設備，其主要作用是將大電流的數值和輸電線路上的高壓按照一定的比例關系降低到可以通過儀表來進行直接測量的標準數值，從而方便用儀表直接測量。但其也有缺點，隨著電壓等級的不斷升高其絕緣難度將越大，設備的質量與體積也將越大；信號的動態范圍小，會導致電流互感器達到飽和，或者會發生信號變化；此外，互感器的輸出信號不可以直接和微機化的計量及保護設備接口。

4.結束語

電氣自動化是電力系統中不可或缺的，在今后的變電站發展中，自動化控制模式將會得到越來越多的應用。根據未來計算機 IT技術及人工智能科技的發展前景，更多高效自動化控制技術得到研究應用。電氣自動化控制技術已在目前的電力事業發展中占據著越來越重要的地位。

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