電氣自動化技術在新能源領域的應用

摘 要：積極發展新能源，是我國推動新時代能源轉型發展，提高能源發展質量和效率，增強能源安全保障能力和水平，促進經濟社會可持續發展的戰略選擇[1]。近幾年來，隨著新能源裝機規模的不斷擴大，需要電力系統在體系建設方使得其在新能源電氣工程當中應用不斷提升，既促進了新能源的大規模開發推廣，也推動了我國自主電氣技術的不斷創新。

關鍵詞：新能源 能源轉型 電氣技術 開發推廣

一、我國新能源發展特點對電力系統影響

我國新能源資源與能源需求呈逆向分布，風能資源豐富地區除東部沿海以外，主要集中在內蒙古、新疆和、甘肅以及華北北部地區，太陽能資源豐富地區主要集中在西藏、新疆南部以及青海、甘肅和內蒙古的西部，而受地區經濟發展影響，我國75 % 以上的能源需求集中在東部和中部地區，新能源資源與能源需求逆向性分布明顯[2]。我國新能源分布和需求特點客觀上決定了新能源發電存在消納問題，大規模發電送出需要大量長距離輸送通道建設配套。同時，由于新能源資源分布受時空氣候等方面條件綜合影響，所發出的電能質量就具有不穩定、反調峰、易被干擾等特點。

1.電網運行管理需更精密。新能源發電的大規模并網，需要相對平衡的供需平衡，同時，新能源發電設備大多處于自然條件比較惡劣地區，需要實時監測涉網發電設備運行狀態，保障設備可靠性，為電力系統的安全穩定運行提供保障。

2.智能化應急管理要求更加突出。新能源發電不穩定性使得電網運行環境日趨復雜，供需協調能力逐年加大，需要電力企業通過各種手段深入挖掘自身調控能力，在能源宏觀配置方面進一步加大靈活性方式改造、加強儲能、蓄熱、調頻配置，將電力系統應急智能化建設推上新臺階。

3.生產運行成本需進一步降低。隨著新能源裝機大幅增加，為確保供電穩定性和電能質量，系統需要對火電機組等進行深度調峰，一定程度上影響了火電發電經濟效益，倒逼傳統發電技術從粗放型到集約型過渡。同時，隨著新能源補貼日趨下降，新能源企業也要面臨“平價上網”階段，需要進一步優化發電效率，降低生產成本，保障效益提升。

二、電氣自動化技術

1.概念電氣自動化技術是以計算機技術、電工技術、通信技術、動態控制技術為基礎的綜合性技術，更是一門涵蓋面積廣系統性強的綜合學科。電氣自動化是以電力發展為基礎產生的一門技術。電氣自動化技術本身具有自我檢測、自我保護、自動調節的功能，這便是電氣自動化系統對變電站、發電廠等執行終端可以良好發揮作用的優勢，也是在新能源電氣工程中應用的保障。

2.特點。電氣自動化技術具有系統化、可監控、智能化的特點。它是由信號接收、處理、輸出等系統組成的，其組成具有系統化的特點；監控功能可實現對設備運行狀況和系統運行進行實時立體的清晰把握，構建網絡化監控體系；電氣自動化技術的自動診斷、自動調節控制、自我保護等功能在整個電氣工程中發揮了重要的作用，這也體現了這一技術的智能化特點。

3.應用優勢。電氣自動化技術相對于其他模擬數字技術來說，具有易操作、多樣性的優勢，因此使得其在實踐中得以廣泛應用。從整體來看電氣自動化技術有極高的適用性，在操作技術方面簡單，在操作方式上形式多樣，因此可使技術人員快速掌握，具有較強的可操作性和應用優勢。

三、電氣自動化技術在新能源電氣工程中的應用

1.在電網調度方面的應用。電網調度技術在電氣工程中是借助相關服務器和自動化系統來實現的，具有安全穩定的特點。運用電氣自動化技術可以有效維持電網運行的穩定性，利用自動監控體制代替人工監控，實現了電網調度自動化。同時，電氣自動化技術利用自身的自動化特點，根據所采集信息在電網發生故障時及時診斷動作，有效避免了人力維修的低效繁瑣，保障了電網安全運行。

2.在變電站集中監控方面的應用。新能源電站大多處于偏僻地區，且自然條件較為惡劣，需要遠程監控來集中顯示運行狀態參數，實現對設備運行過程的全方位把握。早期的遠程監控系統，是單純模擬電路的系統，因其單獨運行無法示警的特性，存在較大隱患不適用于大型系統。電氣自動化技術不斷發展，使得總線監控系統漸漸開始應用于變電站。因其可通過改變電路設計優化方案，從而改變了傳統方式中依賴人力監控的模式，能夠在無人條件下進行監管，實現“少人值守，無人值班”，極大程度上節約了人力成本。電氣自動化技術具有安全、全面的監控機制，通過計算機網絡隨時隨地進行監控，保證了數據的真實準確和快速響應，為確保電氣正確操作提供信息保障。

3.在發電設備中的應用。電氣自動化技術實現了發電機組的分系統測控運行，各個系統通過模擬量輸入和數字量輸入進行檢測，通過子系統故障診斷分析來精準定位設備異常，同時將總數據匯總傳輸的設備主站當中。比如一些風力發電機組整機控制通過核心控制系統實現，根據功能需要依次劃分子控制系統來實現安全控制和日常運行。常規控制系統主要實現風速風向檢測、葉片變槳變速功率控制、機艙偏航及液壓控制、電量計量通訊等功能；為了實現設備的應急安全管理，防止飛車等異常情況，并通過子系統故障及時停止整個系統的運行，機組一般獨立安裝了自帶的安全監測系統。安全系統根據需要可細分，通過模塊和監測觸點對傳感器監測異常信號進行反饋，及時觸發并使得風機立即停機。整個安全系統環環相扣、互相聯系，保障了觸發停機的可靠性。除此之外，發電設備可以通過電氣自動化技術實現主控模塊與總線模塊的人機通訊，從而可以通過遠程實時查看運行記錄并進行基本操作。

大力開發新能源是國家的重要戰略方向，電氣自動化技術有著光明的發展前景，尤其是在新能源電氣工程中的應用取得了較高的成就，極大程度上便利了人們的工作生活。電氣系統的廣泛應用促進了我國新能源發電技術的發展，促進產能不斷升級改造。

參考文獻：

[1] 國家能源局印發2018年能源工作指導意見.

[2] 張偉波，潘宇超，崔志強，張衛東.我國新能源發電發展思路探析， 1003-2355（2012）04-0026-03.

作者簡介：梁汝南（1991-），男，山西朔州右玉人，運維技術人員。