電網建設中電氣工程自動化技術研究

鄒 翔

（南瑞集團（國網電力科學研究院）有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

當前，我國的電廠正處于大規模并網建設時期，光伏電自動化運行的模式已經得到了全方位的實施和推廣。但是，同西方一些發達國家相比，我國自動電網建設仍然存在較大的差距，同時存在諸多的漏洞。為此，必須要進一步強化對電網建設中電氣工程自動化技術研究。

1 自動電網的內涵機理和建設中須遵循的要點

為了充分適應當前我國的社會經濟發展和改革的整體趨勢，電網建設需要逐步向著自動化的方向進行全方位的轉型，進而確保其自身能夠更好地實現融合發電、輸變電，以及通信和自動化調度的各項技術功能。為此，有關企業要在對我國的基本國情有一個清晰地認識和把握的前提下，依照電網建設的各項關鍵內容來逐步對自動電網進行完善與發展，并嚴格遵循如下原則。

1.1 提升電網自動化運行水平

如果電網系統中存有某些較為理想的自動化運行功能，那么在其實際的運行過程中，就可以對有關問題作出更為理想化的自動診斷，從而更好地實現智能化調節電網中的各種故障以及確保系統功能的安全穩定。

1.2 達到電網運行的經濟性和交互性效果

從經濟性上來說，我國在開展電力系統自動化建設的工程時，必須要充分考慮各類因素，從而確保在合理控制和降低建設成本的同時極大程度地提升電網系統的能源供應及其他一些相關服務的水平，進而真正創造出更大的經濟效益和社會效益[1]。此外，交互性也是一個十分重要的問題。交互性主要強調了在電網系統為各類用戶進行能源供給的環節中，需要建立起一種用戶與市場之間進行交互的溝通模式。在這種模式下，可以根據用戶所反饋的內容及時有效地做出反應，從而不斷提升服務的質量、優化各項決策，并實現未來市場的發展動態同步。

1.3 堅固網架結構

對電網的架構進行堅固性處理，是因為這樣可以確保電網系統的承受性能進一步加強，同時具備抵御極端天氣破壞的能力，進而維持系統持續、穩定地運行。

1.4 改良電網資源

通過改良電網系統中的各類資源，可以在極大程度上提升電力系統實際的運行質量和運行效率。

1.5 堅持綠色環保

遵循綠色環保的基本原則，要求人們在自動電網的建設中維持各類資源循環應用的狀態，從而確保將工程對生態環境造成的污染控制在最低程度，確保工程能夠符合可持續發展理念的要求。

2 電氣工程自動化技術在現代我國自動電網建設中的合理性應用策略

2.1 整體化應用方面

2.1.1 典型的配網接線方式

常見的配網接線方式包括樹干式接線、架空線“手拉手”環網以及架空線路三分段三聯式接線三種。（1）樹干式接線是架空線路中最常見的接線方式，具有操作簡單、低成本等優點，但是對故障的反應及處理能力較弱，因此在檢修時無法對停電范圍進行縮小。樹干式連接方式如圖1所示。

圖1 樹干式接線方式

具體操作方法為：對主干線路進行劃分，使其分成3～4段，在這一過程中，要注意對供電半徑和配變電容量進行控制，其中每段線路供電半徑范圍是3～5km，配變電容量為2.5～3 MVA。

（2）架空線“手拉手”環網，在城市配電網中比較常見，其優點在于網架簡單、成本低、見效快，無需對現有線路做出重大改動，其缺點在于會大量造成備用容量冗余。架空線“手拉手”環網的連接方法如圖2所示。

圖2 架空線“手拉手”環網

（3）關于架空線路三分段三聯式接線，是在配網線路的干線中，對線路進行分段，并通過聯絡開關依次進行連接，其具體連接方式如圖3所示。

圖3 架空線路三分段三聯式接線

2.1.2 關于電氣工程自動化技術在輸送電領域中的應用問題

我國電網建設在輸送點線路上，尤其是在構建部分的高壓直流輸送電線路上，通常情況下，采用的是晶閘管變流設備，其目的在于為受電端與送電端的位置提供必要的逆變閥以及整流閥裝置[2]。經過實踐可知，在輸送電線路建設的環節之中使用這種具有差異性的方式進行設置，不僅能夠更加合理地對電網輸送電源進行容量上的擴充，而且可以進一步提升整個輸送電路的穩定性。同時，通過對這類設備的使用來創建輸送電線路，還可以有效預防突發性停電問題、電壓突降問題以及電壓閃邊問題，從而在相當程度上對其供電實效進行強化和改善，進而更好地跟隨當代自動化電網系統建設的步伐。

2.1.3 關于電氣工程自動化技術在發電領域中的應用問題

從客觀的角度進行觀察和分析，電氣工程技術無論在任何時期、任何階段都應當屬于創新型技術要素，其主張的核心內容是要通過利用電子設備資源和電力設備資源，來完成電能的控制和靈活性轉化。若能夠將其充分地融入到發電工作的領域中，將會進一步使電網在實際的運行中大幅提升自身的工作效率。此外，隨著電網系統逐漸向著高壓化的方向持續發展，各種各樣的新型技術也在電氣工程自動化建設這一期間不斷衍生出來，其中包括了同步開斷、電氣傳動、超高壓輸電等多種先進的技術，通過對這類技術的運用，可以更好地保證對自動電網的供電服務質量和工作實效進行提升。

2.2 具體化應用方面

電氣工程自動化技術中，改進電能質量的技術、柔性交流電輸送電技術以及高壓直流輸電技術，均可以被應用到電網建設的過程中。

2.2.1 改進電能質量的技術應用

在自動電網建設的活動中采用改進電能質量的相關技術，需要預先為電能質量提供一套相對可靠的評估方式和等級劃分機制，以此來作為基礎的保障。這樣做是為了能夠在電網進行供電的期間對其接口的經濟性能等進行更為全面、具體的評估和認證，從而便于在今后快速形成一套基于經濟性等級和用戶技術等級來進行評估的體系架構。

2.2.2 柔性交流電輸送電的技術應用

柔性交流電輸送電的技術應用的目的在于確保在電網系統的內部輸送中，采用某些環保性和清潔度均更為理想的創新型能源。通過從本質層面上對技術進行思考和探究，該主張主要是基于電子通信以及微電子處理等控制技術功能，來開發出一種靈活更高的交流輸送電控制方式。由于在自動電網建設期間，我國的相關技術仍然高度依賴高壓輸變電，并且又強烈地需要將清潔性的能源加入到輸送電的環節之中，因此，為了更好地適應這種類型的自動電網的建設標準，就必須要做到充分利用好柔性交流輸電技術對電能輸送期間能源的損耗量進行更為合理的縮減。

2.2.3 高壓直流輸電的技術應用

在高壓直流輸電的技術應用中，通過觀察可知，在自動電網的直流輸電系統內部，存在大量的利用交流電的輸送電環節。但是，由于在實際進行電網系統輸送電的環節中，往往是采用直流電會更加有利，因此，相關的技術人員要保證充分發揮和利用好高壓直流這類創新型輸送電技術的獨特優勢[3]。此外，通過對電氣工程自動化技術的利用，還可以更好地對電網自動化進行各種調度。

2.3 配電通信技術比較

表1為部分先進配電網通信技術比較。

由表1可知，無源通信方式在帶寬、傳輸距離、建設成本、可靠性、通信實時性、信息安全性及標準化程度方面最具優勢，且不受任何因素影響。因此，應優選無源通信方式應用到自動配電網建設的過程中。

表1 部分先進配電網通信技術比較

3 結 論

自動電網建設期間的電氣工程自動化技術應用問題是十分復雜和繁瑣的，有關技術人員需要對此設計出更為科學、更為人性化的控制應用方案，從而實現我國自動電網建設水平和建設效率的快速提升，進而推動電力系統的快速、高效發展。