基于電氣工程及其自動化技術下的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的思考

陳明哲

（山東科技大學（濟南校區(qū)）,山東濟南，250031）

1 基于電氣工程及其自動化技術下的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展

電力自動化系統(tǒng)正式投入使用，在電力系統(tǒng)中，電氣工程及其自動化技術主要表現(xiàn)為自動化的發(fā)電控制、自動化的電力調度、自動化的安全分析、自動化的電壓控制、自動化的數(shù)據(jù)采集等多個方面。對于電力企業(yè)運營的效率具有明顯的提升作用，讓設備發(fā)生故障率與發(fā)電成本投入得到明顯降低。

自動化系統(tǒng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力操作，完成多項操作，讓勞動強度得到降低，當前，自動化電力系統(tǒng)的操作界面已經相對靈活，以CC-2000、SD-6000等已經在電力調度自動化建設中得到廣泛應用的電力自動化系統(tǒng)為例，這些系統(tǒng)可以讓差異化的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)得到提供，可以讓不同使用要求得到滿足，CC-2000依靠終端服務器系統(tǒng)、VME總線控制機系統(tǒng)，可以在保證適用性的同時具有良好的靈活性，利用開放式設計，融入封裝思想設計理論與事件驅動技術，可以讓性能得到保障。SD-6000系統(tǒng)最大的特點是自動回撥功能與云圖功能，此電力自動化系統(tǒng)相對先進，具有調動投影功能，利用安全穩(wěn)定的元件模型，融合場站單線圖拘束，可以讓數(shù)據(jù)處理、響應的速度得到保證，如在我國廣州電力局中，就采用了這種系統(tǒng)進行電網數(shù)據(jù)采集、遠程控制和能量管理。

在電力工業(yè)領域，利用電氣工程及其自動化技術可以讓過去的供電與電力管理方式受到改變，可以讓電力工業(yè)的進一步發(fā)展得到保障，讓供電質量與效率得到提升。在過去的電力系統(tǒng)中，供電時經常會出現(xiàn)波形突變、電壓波動閃變和電壓偏差等現(xiàn)象，讓電能質量忽高忽低，而電壓偏低、電流偏低等現(xiàn)象會因此產生。在融入電氣工程及其自動化技術后，可以對這些現(xiàn)象予以避免。同時，在過去如果出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障事件，在對其進行維修時往往要采用停機維護的方法，在對查找故障點時，免不了投入大量的精力與時間，讓效率無法得到保障。且故障的產生會讓設備運行人員帶來威脅，電力自動化系統(tǒng)在故障產生時可以對故障點進行自動隔離，讓故障點得到及時切除，讓其他節(jié)點的平穩(wěn)運行得到保障，讓故障點擴大現(xiàn)象得到避免。故障信息自動生成，控制中心在接收到故障信息之后，負責運維的工作人員可以依照相關信息對故障點予以確定，讓電力系統(tǒng)的運行更為可靠、安全。

2 基于電氣工程及其自動化技術下電力系統(tǒng)自動化關鍵技術

2.1 動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

為確保電力系統(tǒng)的安全運行可以得到保障，動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用具有必要性，在電力系統(tǒng)自動化建設與實現(xiàn)中，該技術具有不可缺少的關鍵地位。一般情況下，監(jiān)視控制系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)是動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)中的重要子系統(tǒng)，自動故障檢測技術是動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的核心技術，它利用對電磁暫態(tài)的記錄，可以讓故障錄波得到分析，檢測效果相對較好，結合GPS技術，可以讓數(shù)據(jù)的傳輸更為同步，讓監(jiān)控以及后期維護的效率得到保障，讓故障錄播儀中數(shù)據(jù)冗余問題可以得到有效解決。以我國天津電網為例，在該電網中，就采用了在線動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，結合軟件流程、硬件結構和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以形成系統(tǒng)的整體框架，在Linux集群環(huán)境下，系統(tǒng)可以對六大關鍵技術予以滿足，讓在線潮流數(shù)據(jù)得到處理與簡化，設定外部電網等效模型，對此進行調整，選取、排序預想事故，可以讓整個電力系統(tǒng)在運行投入后取得良好的效果，據(jù)統(tǒng)計，在5分30秒內，該系統(tǒng)完成的掃描故障數(shù)量約300個。

2.2 柔性交流輸電系統(tǒng)

早在2013年，市場研究公司MarketsandMarkets就做出預測，即中國是全球最具潛力的柔性交流輸電系統(tǒng)市場，在自動化輸電系統(tǒng)中，柔性交流輸電系統(tǒng)占有核心地位，本身對傳感技術、遠程遙感技術、微機處理技術、電力電子技術等技術予以涉及，對于新型節(jié)能技術予以涉及，如FACTS技術、串聯(lián)補償技術、SVC技術是柔性交流輸電系統(tǒng)的技術核心，自動化處理輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)，讓控制和調節(jié)更為智能化，如FACTS裝置中輸電系統(tǒng)就包含了SVC、SVG、TSC、TCR、UPFC、SSSC以及FCL等裝置，這些裝置可以讓輸電系統(tǒng)性能得到有效保障，同時可以讓供電損耗與供電成本得到有效降低。在具體特性中，它可以大范圍對潮流進行有效控制，可以讓線路輸送能力增大，讓其和導線熱極限接近，如一條500kV線路安全送點極限在1000MW到2000MW之間，線路熱極限為3000MW，那么在應用FACT技術之后，就可以讓其輸送能力提升約50%~100%，而備用發(fā)電機組容量也可以從典型18%減少到15%[3]。在FACTS裝置中，靜止無功補償器可以對電力系統(tǒng)振蕩進行有效消除，可以讓系統(tǒng)穩(wěn)定性得到提升。除此之外，特高壓電網是全球能源互聯(lián)網發(fā)展的骨干網架，主導為清潔能源的輸送，這是我國環(huán)境友好型與能源節(jié)約型社會發(fā)展的重要舉措，交流輸電的靈活性問題是交流電網控制研究的關鍵，在基于電氣工程及其自動化技術下的電力自動化系統(tǒng)在未來發(fā)展中需要緊密依靠柔性交流輸電系統(tǒng)的發(fā)展。

2.3 電力系統(tǒng)智能控制技術

將智能控制技術融入到電力能源產品的生產運輸應用技術系統(tǒng)中，可以讓該系統(tǒng)得到更大的支持與保障，在未來發(fā)展中，自動化與智能化的同步發(fā)展將是重要趨勢，也是未來電力能源產品生產運輸資源控制模塊中最為重要的技術形態(tài)。智能控制系統(tǒng)的應用具有十分廣闊的發(fā)展?jié)摿Γ瑢τ趥鹘y(tǒng)控制技術形態(tài)面臨的疑難問題與復雜問題，它可以對其予以有效解決，在非確定性非線性電力能源應用技術系統(tǒng)對高級性應用技術系統(tǒng)相關要求予以適應的過程中，其技術性控制效果相對充分而穩(wěn)定。現(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)智能控制技術中，模糊方法已經得到了廣泛應用，其主要是通過模糊輸入量來推導出模糊控制輸出，主要包含三個部分、模糊化、模糊推理以及模糊判決，如在愛爾蘭國家調度中心，就利用模糊方法對調度員負荷預測方法進行描述，其負荷最高為230萬kW，調度員會選擇參考日負荷，然后在負荷曲線關鍵點進行負荷估計，依照曲線連接估計值，編制相應的數(shù)據(jù)庫供調度員選擇，取得效果相對較好。

3 基于電氣工程及其自動化技術的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢

隨著電力自動化研究投入成本的加大，電力工業(yè)領域得到了電氣工程及其自動化技術的融入。現(xiàn)階段，我國已經取得了一定成果，在未來發(fā)展中，其本身發(fā)揮的功能與作用勢必得到提升，在輸配電、變電站、電能表、交互終端、配電網等多個方面，這種電氣工程及其自動化技術都將得到應用。以變電站為例，當前情況，我國部分變電站已經實現(xiàn)了無人看守的目標，如在220kV智能變電站中，結合自動化技術與智能技術已經可以完成自動多層巡視工作，此類智能變電站的分層分布控制網絡可以分為三種類型：環(huán)形網絡、星型網和總線型網絡。從技術角度對其進行分析，在其內部主要包含計算機監(jiān)控與微機保護這兩個部分，依照部分的結構作用可以將其分為三個層次，即間隔層（綜保繼電器、多功能電表、保護控制柜）、通信層（光纜、電纜、通信管理機、交換機）和站控層（電腦、打印機監(jiān)控屏幕）。

4 結論

基于電氣工程及其自動化技術下的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展在我國已經取得了一定成果，動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)、柔性交流輸電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)智能控制技術是電力系統(tǒng)自動化中的關鍵技術，在未來發(fā)展中，通過不斷研究與實踐，可以讓電力系統(tǒng)自動化技術得到更為廣泛的應用，推動我國電力行業(yè)的全面發(fā)展。

[1]左飛.電氣工程及其自動化技術下的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展分析[J].科技展望,2017,24：112.