電氣自動化技術在電力系統中的應用

梁立會

摘 要：目前隨著新技術的不斷發展，數字化、自動化技術正在興起，在電力系統建設中，電氣自動化技術設計是其中比較重要的技術環節，自動化的系統如何進行設計，是電力系統自動化技術建設和改造中需要研究和解決的一個重要課題。眾所周知，電力系統中電氣自動化技術包括繼電保護、變配電站集中監控以及遠方調度管理部分。智能化開關與智能化開關柜，以及變配電站綜合自動化系統集繼電保護、數據監測及遠方調度于一體，在變配電自動化設計中應根據工程實際情況選用。

關鍵詞：自動化技術；方案設計；安裝調試；電力調度；系統選型

1 引言

下文筆者對電氣自動化的系統設計的系統選型、自動化原則等方面進行了探討，電力自動化系統在我國的應用已經取得了明顯的效果，對提升電網的安全運行水平起到了重要作用。

2 電力系統中電氣自動化技術研究方向

2.1 智能保護與綜合自動化技術

對電力系統自動化保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于電氣自動化保護裝置中，使得新型保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統的安全水平。對自動化系統進行了多年研究，研制的分層式綜合自動化裝置能夠適用于各種電壓等級電站。智能自動化保護技術領域的研究處于國際領先水平，綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。

2.2 電力系統自動化實時仿真系統

對電力系統負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行了深入研究，引進了電力系統數字模擬實時仿真系統，建成具備混合實時仿真環境的實驗室。該仿真系統不僅可進行多種電力系統的穩態及暫態實驗，提供大量實驗數據，并可和多種控制裝置構成閉環系統，協助科研人員進行新裝置的測試，從而為研究智能保護及靈活輸電系統的控制策略提供了一流的實驗條件。

2.3 電力系統配電網自動化技術

電力系統配電網自動化技術在中低壓網絡數字、配網模型、高級應用軟件、信息配網一體化方面取得了重大技術突破。其中，采用數字信號處理技術，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網上應用的衰耗、路由等技術難題。高級應用軟件將輸電網的理論算法與配網實際結合起來，采用了最新國際標準公共信息模型，采用配網遞歸虛擬流算法進行潮流計算，應用人工智能灰色神經元算法進行負荷預測。

2.4 人工智能在電力系統中的應用

結合電力工業發展的需要，開展了將專家系統、模糊邏輯以及進化理論應用到電力系統及其元件的運行分析、故障診斷、規劃設計等方面的實用研究。在上述實用軟件研究的基礎上開展了電力系統智能控制理論與應用的研究，以提高電力系統運行與控制的智能化水平。

3 電力系統中電氣自動化技術方案設計思想

隨著計算機和網絡通信技術的發展，通過網絡與電力系統通信，從信息流的角度看，保護控制、測量的信息源都是來自現場，只是要求不同而已。保護主要采集設備的故障異常狀態信息，總控單元直接接收來自上位機或遠方的控制輸出命令，經必要的校核后可直接動作至保護操作回路，省去了遙控輸出、遙控執行等環節，簡化了設備，提高了可靠性。

3.1 電力系統中電氣自動化技術系統選型

主要從電力自動化系統監測與遠方調度方面考慮，對于電力自動化系統保護而言，應優先考慮選用微機保護綜合自動化系統。電力系統自動化選型接線比較簡單，應以常規繼電保護為主，選用價格低、性能可靠的智能化開關，可以取消常規繼電保護。

3.2 電力系統中電氣自動化技術設計原則

電力系統自動化的電氣主接線方式按原設計不變，在單線系統圖的設備型號說明中應注明采用計算機監測與控制系統后所增加的設備數量與型號，如電量變送器，電力監控器等。對于需要通過計算機監測與控制系統進行遠方遙控操作的開關，一定要選用能進行遠方分、合閘功能的自動開關。開關運行狀態要進入計算機監測與控制系統的開關，一般要有一對獨立的常開接點引入計算機監測與控制系統。低壓自動開關的型號設計時一定要注意滿足這一要求，多選一對常開輔助接點。對繼電保護設計來講供電系統可以考慮選用變壓保護，而且應優先考慮采用變壓電站綜合自動化技術。

4 電力系統中電氣自動化綜合技術化系統

4.1 綜合自動化系統外部電纜設計

變配電站綜合自動化系統的外電纜設計非常簡單，只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。通信電纜一般選用計算用屏蔽電纜，使用一對備用一對，也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。大型變配電站也可以考慮使用光纜，電力監控器應由專用電源集中供電，以保證供電可靠性，增加抗干擾能力。有些電力監控器可以用220V直流電源供電，此時可以由直流屏集中供電，10kV及以下電壓等級的供電系統一般應選用只有監控功能的電力監控器。變配電站數量少時，可以不設現場控制站，電力監控器的通信電纜可以直接引到中央控制站。

4.2 變壓電站綜合自動化系統的選用

變壓電站綜合自動化系統的成套設備生產廠商有很多，例如國內的魯能、南瑞，國外的SIMENS、ABB等公司。應該根據實際設計要求與系統的功能，綜合考慮選功能，一般的變壓電站綜合自動化系統應該具有數據庫功能、高級專家功能、運行管理功能、網絡互聯功能。選用的基本原則是在滿足要求的情況下，系統運行的可靠性好、性能價格比高。變壓電站綜合自動化系統的選用一定要科學、合理，為電力系統的自動化設計提供精確的數據，為提高電力系統的自動化設計做好技術保障。

5 結語

自動化技術在電力系統中的應用越來越廣泛而深入，這也使電網管理方式產生翻天覆地的變化。新技術、新理論的應用使一些概念不斷被更新和修正，傳統的技術界線逐漸模糊，各種原來看似不相關聯的技術會彼此融合和滲透，這些推動著電力自動化系統的不斷發展和變化。

參考文獻：

[1] 王仁.電力系統中電氣自動化技術處理中應用思考[J].北京技術，2009（11）.

[2] 趙琴.電力系統中數據應用管理[J].安徽農業科學，2007（8）.

[3] 楊美斌.電氣自動化技術的發展的創新[J].河北教育，2008（6）.