電氣工程自動化技術在電力系統運行中的應用

申 亮

（北京國電電力有限公司上灣熱電廠，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

0 引 言

電網的正常運轉和人們的日常用電息息相關，可以為人們的日常生活和工作提供可靠的能源。同時，作為城市建設的重要組成部分，電力系統的正常運轉有利于加強工程建設，也就是通過不斷進行施工來提高電網的穩定性[1]。為了保證電網的穩定和可靠運行，除了要進行相關的維護保養外，還要保證故障發生后的正常運轉，以便為后續的搶修爭取更多的時間。

1 電氣工程自動化技術

首先，從技術發展的角度來看，與國外先進國家比較，我國在電力自動化方面的應用起步較晚，發展較緩慢，但在不斷提高。電氣自動化技術的應用具有明顯的優越性，因此在各個行業中得到了廣泛應用，尤其是在工業生產中。而工業用電自動化是未來發展的主要方向，它能促進工業的長期發展，保障工業產品的品質[2]。因此，必須加強電力系統自動化技術的應用。從技術要求的角度來看，電氣自動化技術是網絡技術、計算機控制技術與電子信息技術相結合，對技術人員的素質要求比較高，除了要進行基本的技術訓練外，還應注重技術人員對綜合技能的掌握，并為其提供一套完整的技術培訓方案，從而提高電力系統的自動化應用價值。

2 電氣工程自動化技術在電網運行中的作用

2.1 功率數據的收集

由于社會總用電量較大，給電網的數據收集和生產帶來了很大的困難[3]。電力數據采集是電網的重要組成部分，它的采集結果與電網參數調整、電網安全運行以及設備調節效果之間有著密切的關系，通過采用電力工程自動化技術，實現了對電網運行狀況自動化、智能化的實時監測，也真正實現了對電力系統維護、信息采集、數字通信和信息統計的實時采集。同時，通過多種智能技術手段可以確保電網的穩定運行，大大提高了資料處理的工作效率和質量。此外，電力工程自動化技術可以實現對電力系統的實時監測，對現場設備設施進行全面的收集和維護。

2.2 維修系統故障

在具體操作中，電力系統受各種因素的作用和制約，導致各種運行頻繁失效，不能確保其運行的穩定和安全。過去，電力系統發生故障及相關問題都是由人工來解決，耗時太久，維修和檢修工作量太大，在某些情況下還可能會對電力系統的可靠度和安全造成很大的影響。同時，電力工程自動化技術的靈活運用將極大提高故障點的定位準確率，并能極大減少手工檢測的工作量，確保了整體檢測的準確度和精度，為以后的檢修和維修工作提供了方便，此外可以通過上傳故障問題進行數據信息分析。

2.3 協調電網生產

電網的運行狀態是影響電網安全和穩定的重要因素。在電力系統中應用電子技術可以建立健全的電力調度自動化系統，以達到對電力系統進行科學、合理的調度，并極大地提高了相關設備的運行協調效率。同時，將電氣工程自動化技術運用到電網生產中，不僅可以改善電網調度的工作效率和質量，還可以實現對電力系統中所有生產、加工設備的協調，保證各個生產環節的有序進行，直到徹底替代傳統的電網協調，從而達到更好的協同效果和便捷性。

2.4 體系架構的變更

目前，智能化已成為我國各行各業的重要發展趨勢，電力系統也是如此。如何達到智能發展的目的，正日益受到人們的關注和重視。實現電力系統智能化目標的方法多種多樣，特別是能夠靈活應用多種現代技術手段。因此，在電力系統中采用了電力工程的自動化技術，它不僅可以改變整個電網的整體結構，而且能夠適應由復雜的電網到信息化的需要。與此同時，將電氣工程的自動化技術引進到電力系統中，更好地發揮自動化技術在電網中的作用，管理效率得到極大提高，減輕了人力資源的負擔，使復雜的系統管理趨于簡單化和信息化。

3 電子技術在電力系統中的應用

3.1 自動模擬技術

采用自動模擬技術可以減少電網運行中的復雜度和運行費用。在原有的電網運行中需要進行大量的實驗和參數分析，只有當參數和數據符合一定的要求時才能進行電網的正常運轉，而采用自動模擬技術可以直接采集和發送到終端的數據，由終端進行審核、分析、處理，得出相應的結論和處理結論，這樣既能提高電網的防護能力，又能有效地對電網進行有效維護，減少故障出現的概率和維修費用，提高電網的運行安全。

3.2 AI技術

在電網運行過程中，由于采用了自動模擬技術，可以有效減少故障的發生，但并不意味著完全消除了故障，因此在電力系統的運行中需要運用人工智能（Artificial Intellience，AI）技術來精確地確定故障點[4]。在原有的故障診斷中，不僅需要大量的人力、物力，還會導致維修效率低下，從而使得維修工作的效率下降，同時會產生大量的資源損耗，不過利用人工智能技術可以將整個電網的運行情況反饋到監控中心，由監控中心進行分析、處理，判斷出問題所在，并將相關的數據發送到維修人員，讓維修人員能夠更快地做出合理的判斷，使維護工作效率提高，降低維護成本，加速恢復電源，減少斷電所帶來的間接損失。基于人工智能技術的電力系統故障檢修流程如圖1所示，對降低電網運營成本有一定的參考價值。

圖1 電力系統故障維修流程

3.3 電網控制技術

我國幅員遼闊，電網的分布也比較寬廣，不同區域之間的電網也有很大的差別，因此在電網的運行中，電網的控制和管理都有很大的差別，光靠人工進行控制和調度將會造成電網的運行費用大幅上升。為了實現對不同地區電網的合理調度，需要運用網絡控制技術提高數據處理速度，同時能提高供電的可靠性[5]。

3.4 柔性交流輸電系統

為提高電網的運行效率，必須根據實際情況建立自動化的輸電線路，其中柔性交流輸電系統（Flexible Alternative Current Transmission System，FACTS）是其中較為普遍的1種，如圖2所示。FACTS是將遠程遙感、自動監測、遠程監測以及集成傳感等自動化技術有機結合起來的綜合技術，可以對電網的傳輸過程和運行狀況進行實時監控，保證數據的真實性和準確性。在電力系統中，采用FACTS還可以智能地分析電力系統的運行狀態，降低輸電過程中的損失，從而提高電力系統的傳輸效率。

圖2 FACTS運行流程

FACTS在電網中的運用具有明顯的優越性，設備分類如表1所示。通過將遠程控制、傳感、微機控制、智能電網等技術有機融合在一起，可以對電力進行靈活的傳遞和調整，并能較好地進行串補和調整，從而使電網的運行得到最優的調整。

3.5 自動繼電保護技術

日常工作中，通常采用繼電器來實現對電網的自動控制。在發生意外時，采用繼電器保護能迅速斷電，避免更大的意外。常規繼電器在反應時的響應速度較慢，很難在操作中發現故障。一旦出現意外，要想在很短的時間內發現事故的起因和處理是非常困難的。當這些隱患積累到一定程度時，就有可能引發火災等嚴重的事故。計算機保護系統是一種有效的繼電器保護系統，由主控板、跳閘、信號繼電器板、輸入/輸出端子和顯示屏幕等組成，具體如圖3所示。首先，它的型號尤其全面，可以滿足各類設備中的繼電器。其次，它的中央處理器（Central Processing Unit，CPU）使用了最新的芯片，并使用專門的軟件進行數據修正，確保了系統的精確度和可靠性，從而提高了系統的反饋效果，提高了繼電保護設備的性能。最后，該系統具有較好的抗干擾性，并與電器設備相結合，減輕了設備維修、更換的負擔，并可減少維修費用。

圖3 微機保護裝置硬件組成

4 電力工程自動化技術在電網運行中的應用前景

在我國電網運行過程中，隨著電力工程自動化技術的日益普及，它的工作效率得到了很大的提升，其自動化和智能化水平也有很大的提升。目前，國內的電力自動化技術還不夠成熟，特別是在實際應用中沒有一個明確的參照指標，因此借鑒國外的先進經驗，引入國際先進的標準，這對于我國電力行業的長期發展具有十分重要的作用。另外，考慮到以太網技術的發展，特別是電力系統中電氣自動化技術的運用，須強調以太網技術的重要性，強調其對系統的分析與分享，使之更好地保障電力系統的安全性與可靠性。

5 結 論

電網運轉效率越高，越能推動社會和經濟的發展。因此，各有關電力公司應堅持具體問題具體分析的工作方針，加強對電氣工程自動化技術的運用，使其在技術上的應用更加廣泛，并不斷拓展其應用領域，注重技術的深度開發，為今后的電網運行提供有力支撐。