淺談自動化控制技術在電力系統的應用

南京市水利規劃設計院股份有限公司 朱瑩瑩 劉紅坤 陳 域 白鳳玲

電力企業能否穩定發展取決于電力系統實際運行狀況。受系統運行特點影響，相關人員須嚴格把控每一個生產環節，防止出現控制紕漏影響系統正常運轉。傳統的人力控制技術效率低、成本巨大，將自動化控制技術應用到系統的控制管理過程中，不僅可有效提高系統管理效率，還可節約控制成本，提高電力企業的經濟效益。

1 自動化控制技術概述

1.1 主要技術內容

PLC 技術。又稱可編程邏輯控制器技術，是保證系統完成自動控制的關鍵技術。可向系統的硬件設備導入邏輯編程內容，并通過系列邏輯運算啟動邏輯控制器，借助數字信號和模擬信號完成對電氣設備的自動控制。該技術主要被應用于設備控制、編程自動運算工作中；計算機網絡技術。主要應用于系統信息管理工作中，用以提高系統的數據運行效率。通過應用該技術可對系統運行情況進行自動管理，有助于相關人員及時發現并解決系統運行中出現的問題，維持系統高效、安全、穩定運轉[1]。該技術還可被應用到系統資源共享工作中，提高電網資源調配工作的效率；智能技術。是經計算機技術發展而來，本身存在數量較多的接口。該技術具有解決系統運行問題、控制系統運行漏洞的功能，對提高電力生產效率、控制電力生產質量有極大幫助。

1.2 技術發展現狀

隨著工業化進程不斷推進對電力的需求在不斷提升，電力工程的數量不斷增多、建設規模也不斷擴大。在此背景下，傳統電力系統控制技術已無法滿足當前系統運行對系統控制工作的具體要求，發展智能化控制技術與自動化控制技術勢在必行。根據實際經驗，電氣自動控制技術的可靠性更高，更能保證電力系統安全、穩定運行。目前自動化控制技術逐漸被應用到電力生產、電力配送等系統的控制管理工作中，并取得了較好的應用效果[2]。在此背景下，相關部門需加大對自動化技術、PLC 技術、智能技術的創新研發，通過不斷調整技術內容優化控制系統，極大程度改善了系統控制效率低、效果不明顯等管理問題。

1.3 技術應用特點

智能程度高。自動控制技術中應用了大量信息技術、智能技術及自動化管理技術，能實現對系統工作情況的智能化管理。自動控制系統可在系統運行過程中對系統參數進行調節，從而提高系統的性能；適應能力強。自動控制技術可在信息技術的幫助下對電力系統進行調控，使系統適應自動控制技術的具體需求；工作效率高。相關人員可通過操作計算機完成對不同站點電力信息系統的管理，如信息管理、故障管理等，輕松完成對系統的遠程控制。同時在進行技術操作時，只需輸入控制命令即可使系統進行自動檢測、自動維修[3]。

2 自動化控制技術在電力系統中的具體應用

2.1 智能技術的具體應用

智能技術又稱人機接口體系結構技術，具有自主學習能力強、適應能力強、應變能力強等技術特點，其具體應用表現為四方面：

線性優化控制技術。具有模擬局部線性控制的功能，能對電力系統中的資源進行科學配置，解決水輪發電機自動控制系統運行管理中的問題；模糊控制技術。可對相關人員的思維模式進行控制分析，通過模擬完成系統的決斷推理工作，維持系統的穩定運行；神經網絡控制技術。是智能技術的核心技術，能良好解決電力系統運行過程中產生的非線性問題。日常工作中主要被應用于系統硬件設備的支持管理、電氣設備的維檢修管理、系統故障檢測維護等工作中，為提升系統的運行質量作出不菲貢獻；專家系統控制技術。該技術需專業人員將電力領域的人工控制工作經驗上傳到系統中。經計算機系統的分析處理，專家系統可模擬專業人員對電力系統運行中的問題進行處理，保證系統始終處于穩定狀態。

2.2 仿真建模技術的具體應用

近年來我國的信息技術水平在不斷提高，越來越多國內自主研發的科研技術被應用于電力系統運行過程中[4]。仿真建模技術的開發與應用極大程度提升了國內電力系統運行管理的效率，減少了系統運行過程中發生的故障。技術人員使用仿真建模技術構建出系統運行模型，通過模擬真實的運行環境獲得有效的數據信息，并根據信息內容調整系統管理方針。如使用仿真建模技術模擬交直流電網連鎖故障，通過構建模型對系統運行情況（停電風險分析、關鍵元件識別、臨界態、平均負載率）進行分析，從而確定電力系統的自動管理程序。

2.3 變電站自動化處理技術的應用

變電站自動化處理技術是建立在現代通訊技術、信息處理技術、電力電子技術基礎上的一種綜合控制技術，具有發現系統運行故障、自動報警、切除報警、自動控制設備檢修等功能。其具體應用主要表現在：應用在變電站建設工作中。相關人員應用系統代替傳統的人工控制，通過安裝權威計劃裝置的方式構建數字化、網絡化、集成化的變電站系統，有效提高系統的運行水平；應用在變電站設備保護工作中。借助自動化控制技術保護變電站的過電壓、過電流和低頻減載，以此實現對變電站中電氣設備、材料的保護，防止電氣故障對設備、材料造成傷害；應用在數據傳輸工作中。通過使用網絡技術、計算機技術、自動化技術完成對電力系統運行中產生的數據（電力數據、遙控信息）的上報、儲存、整理分析工作，進一步推動不同系統中配電站的溝通交流[5]。

2.4 電網調度自動化處理技術的應用

電網的正常運轉對于維持電力系統安全、高效運行有重要意義。加強對電網調度自動化處理技術的創新研發與應用，能在減輕相關人員工作負擔的同時提高電網調度管理、電網安全管理工作的效率。自動化調度系統由網絡系統、工作站、電腦顯示器、服務器、其他硬件設備構成。在自動控制技術不斷發展的過程中電網自動化調度系統的功能也逐漸增多，不僅能對電力數據進行實時傳輸，還可實時監測電網系統的系統狀態波動、電力負荷變化情況。

電網調度自動化處理技術的應用流程如下：技術人員使用通訊技術、計算機技術在系統中發布管理指令，系統將指令傳輸到終端，自動化設備接收指令后根據要求進行規范化的操作，完成對電網的調配。在具體應用過程中須設置好具體的工作流程，下達明確的工作指令，才能夠清除電網系統的安全隱患，維持電網系統的安全、穩定運行。

2.5 電氣自動化集成技術的具體應用

電氣自動化集成技術是一項較為復雜的技術，將其應用到電力系統運行管理工作中能進一步優化系統管理、系統監測、系統保護等工作效果，提高電力系統的運行質量[6]。該技術充分發揮了功率總線技術與現場總線技術的技術優勢，通過電能傳輸、通信控制等方式對系統中的電氣設備進行集成管理，改善了電力系統運行過程中能量分配不均、信息傳遞不及時等系統運行問題。該技術的應用范圍較廣，如高壓發電機、艦船新型動力平臺等系統都應用了電氣自動集成技術。

3 電力系統自動化控制技術的發展探究

朝著智能化方向發展。國內計算機技術、通訊技術、自動化技術等技術發展速度不斷加快，越來越多的智能控制技術被應用到發電系統、配電系統、電網調度的管理工作中，并取得了良好的成效。在不斷的實踐、應用與研究過程中系統控制的算法逐漸升級，電力系統中自動化控制技術也在不斷發展，傳統的系統運行故障問題得到了有效解決。同時，隨著神經網絡控制技術、線性最優控制系統、綜合智能系統等新型智能控制技術的不斷推出，電力系統的控制管理系統逐漸朝著智能化方向發展。

朝著標準化方向發展。自動化控制技術的應用減少了電力系統信息收集、設備管理、故障檢修等工作的難度，推動了不同系統中配（變）電站的信息交流與溝通。同時，國內電力企業就企業自身的技術與資源進行了有效交流，并將國際標準應用到國內的電力行業建設工作中。不同電力企業所采用的標準相同，就導致了不同系統中電氣設備的運營管理操作流程逐漸趨近、系統間的雙向互動操作也越來越頻繁，電力系統的自動化控制技術逐漸朝著標準化趨勢發展。

朝著一體化方向發展。傳統電力系統建設工作主要以設備基礎建設、設備檢測、設備維護、設備管理等工作為主，不同部門負責不同的建設環節，部門間的交互程度不大。隨著自動化控制技術水平不斷提升，該技術的應用范圍不斷被擴大，自動化設備負責的工作范圍也越來越廣，電氣設備檢測、系統控制管理、設備保護等工作內容逐漸統一。在此背景下，電力系統內不同工作環節的聯系逐漸增大，自動化控制技術也逐漸朝著一體化的方向發展。

4 結語

現階段自動化控制技術已被廣泛應用于電力系統運行管理過程中，并取得良好工作成效。在這一過程中，相關部門需加強變電站、電網系統的建設，通過應用智能技術、仿真建模技術、專家系統控制技術實現對電力系統的遠程控制，從而保證系統能夠穩定、高效運行。