電氣工程自動化技術在電力系統運行中的應用

楊玉艷

摘 要：隨著經濟社會的高速發展，越來越多的技術被應用到能源系統中，大大提高了電力系統的效率和穩定性。本文首先分析電氣工程自動化技術和電力系統的概念，其次闡述電氣工程自動化技術應用于電力系統的意義，最后分析電氣工程自動化技術在電力系統運行中的具體應用，以期推動電氣工程自動化技術在電力系統中的應用，實現電力系統的高質量發展。

關鍵詞：電氣工程;自動化技術;電力系統

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）23-0058-03

Abstract： With the rapid development of economy and society， more and more technologies are applied to the energy system， which greatly improves the efficiency and stability of the power system. This paper first analyzed the concepts of electrical engineering automation technology and power system， then expounded the significance of applying electrical engineering automation technology to power system， and finally analyzed the specific application of electrical engineering automation technology in power system operation， in order to promote the application of electrical engineering automation technology in power system and realize the high-quality development of power system.

Keywords： electrical engineering;automation technology;power system

隨著我國經濟的高速發展，公眾對電力資源的需求不斷增加，電力供應企業對電力系統的建設水平提出了更高的要求。由于電力系統是社會穩定發展的重要保障，因此有必要保證電力系統的質量和安全。作為一種新興的電氣技術，電氣工程自動化技術在提高電力系統的效率、精度和穩定性方面具有顯著優勢。因此，為了使電力系統保持高效、穩定、可靠、有效的運行狀態，有必要在電力系統中廣泛應用電氣工程自動化技術。

1 電氣工程自動化技術概述

電氣工程自動化技術是對電氣系統進行實時動態監測和自我調節的新技術，在保證電氣系統安全穩定運行方面具有顯著優勢[1]。電氣工程自動化技術是自動控制和自動檢定功能的有機結合，涉及電子信息、計算機、信息、網絡控制等多種技術理論。從電氣工程自動化技術發展現狀來看，與西方發達國家相比，我國電氣工程自動化技術的發展起步較晚，但近年來在各行業中的應用穩步提高。從電氣工程自動化技術對技術人員的要求來看，技術人員除了要有豐富的基礎理論知識外，還要有實際操作能力及較高的理論聯系實際的綜合能力水平。從電氣設備的價值應用程度來看，電氣工程自動化技術可以使現有電力設備基礎設施的應用價值實現最大化。

2 電力系統概述

穩定的電力系統是滿足社會大眾日常生活需要的支柱，也是推動各行各業發展前進的核心系統。電力系統是生產電能的系統，復雜性強、技術要求高、范圍廣，涉及發電、輸電、配電一整套完整流程[2]。其中：發電是利用各種發電裝置將自然界中存在的其他形態的能量轉化為電能;輸電是連接發電系統和配電系統的樞紐，將電能從發電系統傳輸到相應的用戶端;配電是利用多種配電設施從降壓配電變電站出口到用戶端的最后環節。為了使電力系統持續維持在一個高效、穩定、可靠的運行狀態，各個環節要相互銜接。電氣工程自動化技術為保障電力系統的可靠性、穩定性和安全性提供了良好的工具，提高了技術人員的工作效率，節約了人力資源和運行成本。因此，電氣工程自動化技術與電力系統的結合有著巨大的潛能。

3 電氣工程自動化技術應用于電力系統的意義

3.1 有利于監測并獲取電力系統運行狀況數據

在全社會能源消耗相對較高的情況下，電力公司收集的數據大幅增加。獲取和采集完整、準確的電力數據是維持電力系統正常運行的首要前提，也是電力系統運行監測的關鍵。電氣工程自動化技術的應用能實現對電力系統運行的實時監控，包括維護、信息跟蹤、信息定位、數字通信和信息統計[3]。電氣工程自動化技術的應用允許通過全面的現場記錄對電力系統運行進行實時監控，有利于解決過去因用戶和電纜線路的復雜性和分散性而難以獲取數據的問題。

3.2 提升操作的準確性和容錯率

電力系統具有復雜度高、技術含量高的特點，且機械設備種類多、運行難度大、輸電線設計復雜，因此在緊急情況下維護難度大、維護時間長、風險因素高。在電力系統具體運行過程中，即使工作人員具有較豐富的經驗，在實際操作中也難免會出現控制失誤的情況。而利用電氣工程自動化技術，技術人員可利用遠程計算機監控系統進行控制，如多級多地點控制自動化系統通過技術人員在調度端發出控制指令，同時具有人機交互式的對話過程，能多次反饋校對，防止出現指令下達錯誤的情況，并且可以在某個環節檢測到指令錯誤時，發出中斷指令并報告錯誤信息。這種回校設計具有良好的容錯性，降低了操作錯誤率。

3.3 有利于電網生產協調調度

電網調度屬于輸電系統，是電力系統連接中的重要環節，為保證電力系統穩定運行發揮了積極作用。利用電氣工程自動化技術建立科學完善的電網傳輸自動化系統和自動化操作系統，可以妥善協調軟件運行，提高電網傳輸質量，協調生產設施與各電網的連接，比傳統的協調方法更為有效，能保證電網生產協調的便利性和效率，有利于相應的輸電生產工作的實施。

4 電氣工程自動化技術在電力系統運行中的具體應用

4.1 虛擬仿真技術

虛擬仿真技術主要用于電力系統的實驗室仿真分析。電力系統設計完成后，不能直接安裝到系統中。在正式運行前，在虛擬仿真分析實驗室檢測其參數是否符合預期標準，智能地收集相關數據信息，輸入功率模型進行仿真，判斷正確的處理方法[4]。在達到標準后，再進行一系列后續的實際安裝。虛擬仿真技術可以提高整個電力系統的安全性，減少實際安裝后因技術錯誤引發事故的可能性。此外，虛擬仿真技術還被應用于技術人員的教學和培訓過程。利用虛擬仿真技術，學員不僅可以看到設備的技術參數，而且能直觀地學習電力系統的維護控制原理，有助于達到良好的教學效果。

4.2 人工智能技術

人工智能技術廣泛應用于電力系統的故障診斷、穩定性評估、繼電保護等領域。在電力系統運行中，通過傳統的人力和物力手段進行故障診斷往往需要對數學模型進行推導和計算，工作量大、時間長，在一些急需供電的情況下，不能滿足生產部門的要求，難以達到預期的效果。人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術在故障排除方面的優勢是顯而易見的。AI模擬人類解決問題的思維，然后通過計算和分析數據錯誤，準確定位故障并找出故障原因，提高維護效率，降低停電帶來的生產損失。但是，目前人工智能技術仍處于發展階段，在穩定性和可靠性方面還存在一些問題，需要進一步研究發展。

4.3 柔性交流輸電系統

隨著社會逐步向低碳、清潔能源的方向發展，應用柔性交流輸電系統（Flexible Alternative Courent Transmiccian Syestems，FACTS）進行電網潮流調節優勢顯著。FACTS裝置分類如表1所示。將現代遠程控制技術、傳感技術、電力微機操作技術與智能電網相結合，能實現對交流電能的柔性傳輸與調控，更好地進行串聯補償，有效地對電網的運行進行優化調節。近年來，光伏發電、風能發電等新能源發電建設力度不斷加大。與火力發電相比，新能源發電的電網潮流需要頻繁變換，導致電網系統的運行方式、電網的運行情況多變復雜，而電力批發與電力零售市場的交互也使得輸電系統需要柔性交流輸電提高系統的穩定性，減少故障的發生。但是，目前柔性交流輸電系統仍存在一些缺陷和不足需要解決，如成本過高、交互出錯率高等，需要在未來重點攻克。

4.4 繼電保護自動化技術

在日常生活中，利用繼電保護對電力系統進行自動控制是非常普遍的。使用繼電保護裝置可以在事故發生時及時切斷電源，防止發生更嚴重的事故。傳統的繼電器在反應過程中往往反應遲鈍，難以發現工作過程中的許多隱患[5]。一旦發生事故，很難在短時間內找到事故原因并采取措施。當這些潛在問題累積到一定程度，極易發生火災等嚴重后果。微機保護裝置是自動化技術在繼電保護裝置中的一個有效應用，由主控板、跳合閘、信號繼電器板、輸入輸出端子以及顯示屏等組成，具體如圖1所示。首先，其型號特別齊全，能滿足各種設備下繼電器的要求。其次，其CPU采用的是最新的芯片，并且通過專用軟件進行數據校正，可保證準確性和可靠性，從整體上提升反饋效率和繼電保護裝置設備的質量。最后，微機保護裝置抗干擾能力強，與電氣設備的一體化可以緩解設備維護和更換的壓力，降低成本。

5 結語

目前，電氣工程自動化技術廣泛應用于各個領域。隨著5G技術和大數據技術的快速發展，相關人員要進一步發展這一高新技術，推動電氣工程自動化技術和現有電力系統的有效結合。在未來的發展過程中，要注重自動化技術的高質量創新，開發穩定高效、簡單操作的應用技術，提高電力系統效率，為電力系統的長遠發展打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]陳國華.電力系統運行應用電氣工程自動化技術的分析[J].建筑工程技術與設計，2016（18）：211-212.

[2]胡浙東.電氣工程自動化技術在電力系統運行中的應用[J].通信電源技術，2020（3）：107-108.

[3]蔣永鵬.電氣工程自動化技術在電力系統運行中的應用探究[J].中國科技縱橫，2019（19）：161-162.

[4]馬爽.電力系統運行中的電氣工程自動化技術應用[J].數字技術與應用，2020（6）：74-75.

[5]顏筱宇.淺析人工智能在電氣工程自動化中的應用[J].中國設備工程，2019（23）：172-173.