電力工程建設中的自動化和智能化技術

【摘 要】在智能電網的發(fā)展背景下，電力工程項目不斷上馬，在工程建設中，自動化與智能化技術起到了重要的推動作用。本文首先分析了智能電網技術的特征，提出了智能電網技術對電力工程建設的支撐作用，并在此基礎上，從變電站工程的自動化和智能化、電氣設備的故障診斷和自動控制、電力工程軟件的圖形化和可視化、電力工程建設的遠程控制技術等方面，對電力工程建設中的自動化和智能化技術展開研究。

【關鍵詞】電力工程；智能電網；自動化；智能化

0.引言

2009年，我國提出建設“堅強智能電網”的戰(zhàn)略規(guī)劃，智能電網以清潔高效、自動化、智能化為主要特征。隨著我國建設智能電網的進程不斷深入，我國計劃投入大量資金進行電網的新建、升級和改造，電力工程項目不斷增多。在此背景下，積極研究電力工程建設中的自動化和智能化技術，符合智能電網的發(fā)展理念，也有利于電力工程建設質量和效率的提升。

1.智能電網技術支撐電力工程建設

為了建設低碳、清潔、集約型社會，國家將建設智能電網確立為發(fā)展戰(zhàn)略，推動了我國電網技術的革新，在此背景下，電網技術獲得巨大發(fā)展，內容涉及發(fā)電、輸電、變電、配電、用電多個環(huán)節(jié)，在精密傳感器、計算機信息技術、GPS定位、人工智能、自動化控制、故障診斷等技術方面取得了巨大進步，為電力工程建設提供了有力支撐。

2.電力工程建設中的自動化和智能化技術

2.1變電站工程的自動化和智能化

在我國，變電站非常多，而且由于人員管理等存在諸多的問題，所以變電站工程的自動化和智能化勢在必行，這也是未來變電站工程的發(fā)展方向。我國電力工作人員更是應該將電力系統(tǒng)的全智能化作為未來研究和努力的目標。傳統(tǒng)的變電站采用電磁式繼電器，而且用人力進行監(jiān)管和操作，這樣本身就增加了負擔和不穩(wěn)定等風險，尤其是對于一些潛在故障不能夠及時判斷和發(fā)現，最終造成了嚴重事故的發(fā)生。變電站智能化實現了計算機控制和多功能的保護，極大增加了控制的自動化和保護功能，而且運用了先進的技術進行監(jiān)控，保證了事故發(fā)生第一時間自救以及報救。

由此可見，智能化變電站即是將信息采集、傳輸、處理、輸出過程這幾個環(huán)節(jié)實現智能控制。主要的內容為實現設備智能化、通信的智能化、運行管理的智能化等等。我國的變電站自動化應用主要目的是用來取代人工操作和監(jiān)視，這樣能夠極大提高工作效率，在監(jiān)控上技術上實現了真正的革新，不僅能夠替代人工進行全方位的檢測，而且可以及時處理和報修，還能夠及時發(fā)現一些潛在的隱患，尤其是自動化保護裝置的應用，極大地避免了事故對工作人員的傷害。另外，變電站自動化最突出的表現就是數據方面的處理，大量新科技產品的應用使得數據的傳輸處理變得更加有效，而且數字化、網絡化設備的使用使得電纜、光纖變成了過去，這些技術方面的革新大大地推動了變電站自動化的發(fā)展。智能化技術在變電站自動化的應用中主要的發(fā)展方向包括用戶界面圖形化、科學計算可視化等方面。

2.2電氣設備的故障診斷和自動控制

科學技術的巨大進步推動了電力系統(tǒng)的改革，各大運營商為了追求資本的節(jié)省以及利益的最大化，采用了諸多的措施應用新科技元素，其中最重要的就是采取了科學的故障診斷措施和自動控制的檢修措施，從而使得大量人力得到解放，而且使得設備的隱患能夠較早被發(fā)現，大大提高了設備的可靠性，運行和維修的成本也都大大地降低。我國的設備診斷技術大約是在90年代末期開始研發(fā)的，但是傳統(tǒng)的診斷技術已經不能滿足現行發(fā)展的要求，而且事故的高發(fā)率也是現在不可接受的，尤其是在21世紀，計算機的高速發(fā)展為實現智能化的診斷與控制提供了硬軟件條件。例如傳感器、光纖等高新技術的廣泛應用使得智能診斷、檢測、控制的硬件要求得到了滿足，而先進物理數學理論的引進更是推動了智能診斷和自動控制的發(fā)展。

現代監(jiān)測技術其實就是三大塊內容為主干即：信號的采集、信號的傳輸、信號處理。而傳感器就是實現上述功能的第一步，各種功能傳感器的大量應用使得電力設備全方位無死角的監(jiān)測和診斷成為了可能，主要的傳感器有噪聲傳感器、光纖傳感器、紅外傳感器以及聲發(fā)傳感器等等，他們承擔了不同的功能，極大地提高了測量的準確性。傳感器主要實現了數據的采集功能，那么信號采集上來就要進行相應的信號處理，并不是所有的信號都是有用的信號，這就涉及到先進信號處理技術的應用。通過信號的處理，來抑制、去除一些沒有用的信號，提煉有用信號，從中就可以得到相應的信息實現故障的智能檢測和自動控制。當然，不同診斷方法的應用得到的效果或者是信息診斷結果也是不同的，這就需要我們對診斷方法實現必要的革新。人工智能的診斷技術不但善于模仿人類處理問題的方式，而且也有一定的學習能力，這樣就很好地代替了人工分析和監(jiān)測以及智能控制。

2.3電力工程軟件的圖形化和可視化

由于電力工程的規(guī)模和數量日益擴大，電力工程在日常運行中就存在著很大的問題，如何直觀的顯示大量的復雜信息也就使電力工程軟件實現圖形化和可視化成為了必要。所謂可視化和圖形化就是將那些復雜的信號用圖形圖像的方式表示出來?？梢暬c傳統(tǒng)的文字表格和一般圖形的表達方式不同，他是將復雜信息轉換為人眼容易識別的方式，以動態(tài)潮流圖、等高線、三維曲面、廠站故障指示、線路異常、變壓器異常等等方式實現信息的表達。當然電力工程軟件的圖形化和可視化手段目前還處在發(fā)展初期階段，只能實現數據的可視化、數據的展示，并不能夠真正地支持各種應用以及實現多樣化的展示，實現數據抽象精細化、數據發(fā)掘實用化才是未來的發(fā)展方向，這樣就能夠真正實現對電力工程系統(tǒng)的故障以及潛在威脅的及時探查和有效處理。

2.4電力工程建設的遠程控制技術

電力工程智能化和自動化建設中，很重要的環(huán)節(jié)便是遠程控制技術的發(fā)展。電力工程的遠程控制技術準確快速的信息傳遞也直接影響著電力系統(tǒng)的可靠、安全的運行。有操作人員從控制中心調整發(fā)送設備的運行命令即可以實現設備的安全運行以及檢測。電力工程的遠程控制技術典型的控制模型將控制功能分布在過程層、間隔層、變電站層、控制中心層等層次上。這些不同的層次實現的都是不同的功能，通過這些不同層次的功能配合實現對全網的智能化遠程控制。電力工程建設的遠程控制的實現對全網的控制有著重大的意義，不僅可以實現資本節(jié)省、利益的最大化，也能夠使得事故的發(fā)生率極大地降低，同時能夠及時地排除故障，是電力工程智能化和自動化發(fā)展的重要方向和步驟，現在也已經引起了研究人員的重視。

3.結語

綜上所述，隨著我國電網技術的飛速發(fā)展，電力工程建設將朝著自動化和智能化的方向不斷發(fā)展，并成為電力工程的主流趨勢。智能電網的發(fā)展帶來電力工程建設的高峰，要真正實現電力工程的自動化和智能化，還需要不斷深化認識，從管理、監(jiān)控、技術等方面入手，結合先進的自動化和智能化技術，不斷采用新方法、引進新技術、開發(fā)新產品，以推進電力工程建設水平的整體提升。

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