電力自動化技術及其在電力系統中的應用

國網寧夏電力有限公司吳忠供電公司 王 磊

隨著市場的蓬勃發展，電力行業也受到了日益劇烈的競爭和挑戰，其中科技仍然是第一生產力，并對于促進產業的進步和發展有著重要性，這就要求電力企業應當改變落后的發展觀念，加大對科學技術的的投入。通過對網絡信息、通訊技術、計算機系統和電子網絡技術的普遍使用，進一步地提升電力自動化的水平。然而，技術在應用的過程中存在一定的問題亟待解決，只有在不斷的實踐活動中，才可以推動電力自動化技術的進一步完善與提升[1]。

1 電氣自動化的發展歷史

隨著中國社會經濟的日益發達，電力行業利用最新的計算機技術，進一步提高了電氣工程的智能化水平，從而提高了中國電力智能化的迅猛發展。電力自動化技術是利用了具備自動監測功能和自動控制功能的設備，能夠進行對供電系統進行遠程調度、管理、及監測。在信息化科學技術進一步發展的今天，采用信息系統檢測高新技術能夠完成對能源建設的遠程監控和信息管理等各項工作。電力自動化技術還需要與智能化的供電裝置、輸配電網絡信息技術等協同工作。在電力自動化技術中，還需要充分利用網絡對電力工程的各種信號加以計算、采集、分析，從而加強供電動力系統的穩定管理工作。降低了以往電氣管理人員的職責強度，可以充分利用電力項目中的智能化裝置進行監督，當遇到突發狀況時，也可以適時通過信息處理技術對整個動力系統作出更高效地管理。而配電網技術可結合電力智能化技術改造城市配電網，提高城市供電網運營工作，豐富電力智能化技術在城市供電中的運用。電氣自動化技術的運用范圍相當廣闊，從電器開關到能源系統工程均有電氣自動化技術的影子。電氣自動化技術的日益提升，也推動著電力工程的發展。

電力自動化技術是在與傳統數據處理科學技術、現代計算機技術、通信科學技術等進行有機糅合的技術基礎上蓬勃發展出來的一種綜合科學技術，可以進行對電力工程中電力系統的遠程管理和監視，為電網安全、平穩的運轉奠定了有利條件。隨著電網智能化科技的進一步發展和完善，供電系統的技術水平也會獲得相應的提升。但是供電智能技術設備在供電工程項目中的運用，需要符合如下四個要求：符合供電工程項目所有操作環節的要求，可以對智能化技術設備、相應控制系統及線路等部門提供即時監測，可以快速找到所有技術設備中出現的故障問題，并提供快速、精確的數據分析，問題反映與緊急服務能力，可以確保現場所有技術設備運轉的安全；確保自身信息技術的使用安全，防止由于信息技術存在問題而造成安全事故的產生，給施工者的生命與財產造成嚴重威脅，加大了社會壓力、減少了效益；電力自動化技術需要提高數據分析的采集與處理，可以對異常數據加以識別，消除電力系統運行風險，確保電力系統運行的安全穩定與安全可靠；在提高動力系統運營效果的同時盡可能減少管理系統運營成本，以提高經濟性。

動力系統中的電網工程建設是對城市供電網絡技術的技術性改革，電網工程建設自動化技術主要具有如下四方面的優點：可以明顯解決供電系統工程建設中的安全性問題，大大降低供電系統中火災事故的發病率；可以大幅度降低了供電系統運營的建造成本；可以提供適時、全方位的監測，保證電力系統安全、平穩的運轉；保證了所有機械設備的安全性[2]。

2 電力系統運行特點及運行要求

針對目前規模不斷擴大的電力系統，其中所用各類高壓和高功率的電氣設備種類和數量不斷增多，由于這些電氣設備的運行穩定與否直接決定電力系統能夠穩定和安全運行，因此目前主要通過配置微機保護裝置的方式加以保護。另外，供電系統工作中還存在著電力負荷集中并且具有很大密度的特性，尤其要適應中國目前人口規模不斷擴大的工業化趨勢下對電力的要求，如果沒有及時更新電氣設備，則可能會導致電氣設備處于極限狀態下運行，導致用電負荷集中、密度大等問題，導致安全隱患的增加。這就需要各種設備有較高的穩定性，確保各種設備工作中能夠安全和有效地傳遞、接收并執行各種指令。

針對上述情況下存在較高設備故障概率的特點，則需要將電氣自動化技術應用其中，做好對各類電氣設備的保護工作。這不僅要求結合定位系統的功能對電氣設備開展集中管理，在同一個分級管理系統中對電氣設備進行集中管理并實現管理自動化。而且還要保證所用監控系統和微機保護硬件、軟件的獨立性，避免相互干擾而影響系統運行的可靠性。同時還要保證通信工程的完善性，確保所采集的數據信息可以及時向控制中心傳輸。

3 電氣自動化技術的實際應用

現代在電氣工程施工中已經普遍采用了遠程監控技術，其普遍應用在很大程度上改善了電力工業的操作能力，并在實際運用中能夠有效減少電力耗費，進而使得電力作業更具備了可信度、安全和穩定能力，并且能夠減少電能成本，確保了實現電力企業的最大經營價值和效益。實際經驗表明，遠程監控技術在電力系統中的廣泛運用，對于減少地區差距具有至關重要的意義，并且還能夠減少人力作業量并有效提高了電力作業效益。但是在實踐中遠程監測技術也不是盡善盡美的，因為它在實際使用中往往仍然面臨著地形以及地質的影響問題，而且常常在供電系統工作中還存在著局部地區遠程監測信息無法順利接收和處理的問題，這就大大限制了遠程監測在供電系統中的實踐價值。

動力系統現場總線信息技術，具體來說就是把動力系統中所有正在連接的設備與裝置，組成具有廣泛聯系的通信網絡?，F場總線信息技術，主要包括了建筑施工現場與工廠內部控制中心的儀表與設備。動力系統現場總線信息技術被引進我國以后，在實際中的使用價值很優越，目前受到國家和電力管理領域的廣泛認同，并在管理實踐中獲得廣泛應用。它利用傳感器和裝置將電阻、電壓和電流信號與主要數值精確有效的傳入監控主機，由工作人員根據規定的計算方法完成大數據分析，其后再經程序發出主機命令。其技術優點是可以分解管理功能在不同電腦上，從而減少了單一管理電腦的工作負擔。經由現場設備總線信號通道，接口信號可通過設備間做調整分散處理。在技術運用的實際中，現場總線技術可以和上位機及前置機實現很好的協調，如此以來下方控制系統就可以用現場設備儀表達到測控目的。

目前，電力系統中的自動控制系統和繼電保護設備等領域，已基本普及了光互連信息技術。該科技被普遍應用的主要原因，就是因為它具備了優越的技術特點：該科技不受電容性負載的直接影響，因此可以實現無干擾工作；在打破了傳統扇出數局限之后，其實際工作也具備了更高性能。在動力系統上廣泛使用光互連技術后，人們發現它還具備了靈活性較大的電子控制系統運作方式以及良好的抗干擾功能，它所具備的這二個優點使它在電力系統運行及實際運用中都有著更加出眾的發展前景。光互連技術除了能夠保證電力系統運轉的平穩與安全之余，能夠為繼電保護設備做系統性支持。光互連技術在現代電力系統中能夠充分適應傳統技術作業的基本需求，內容一般涉及進行智能化數據收集與管理，以及對數據處理做科學運算、報表印刷、拓撲著色、記錄與數據處理等。而在傳統管理技能作業的基礎上，光互聯科技公司還在電力系統中融入了先進應用管理技能，這種技能一般涵蓋了運行狀態評價、網絡系統構建等。光互連科技在實際使用中具備操作簡單，更容易人員掌握并熟練地運用，而且還能夠根據檢測出的數據信息做快速分析和處理能力，在實際使用上則具備了更強的科技操作靈活性，而且它還能夠繪畫出具備高清晰度的圖像畫面，并能實現精確定位。光互聯科技能夠為供電勤務人員提供準確有效的信息反饋，從而方便勤務人員準確了解信息和有效解決臨時的供電故障問題，也因此減少了設備故障問題給供電系統正常運營所帶來的經濟損失。

4 電氣自動化的發展前景

時代在前進，科學技術也在發展，為適應經濟社會發展的新需求，要對電力系統中的電氣開關器件加以創新。到目前為止，動力系統的基本運行元器件都已完成了從晶閘管階段到第四代反應堆電子元件的轉換，在過渡階段，動力系統的供電自動化程度得到了很大的提高，不過目前我們所采用的能源電子控制器仍然面臨著無法控制的實際問題，因而根本無法為負荷供給所需要的電量，也沒法對現代電力系統實現有效的監控。為給人們帶來更高質量的供電服務，在未來動力系統內部的能源電子控制器也將會越來越智能，并提高了控制系統的效能。

設計電氣工程及其自動化的智慧平臺時，以增加電氣工程及自動化關鍵點的使用工廠數量為主要目標，一方面降低工廠的產品消耗與負擔，另一方面應該以工業生產的實際狀況為導向；一方面建立電氣工程與自動化的智慧一體化管理系統，另一方面加快了大部分制造公司的擴張與規模速率，以便于為國民制造業經濟的飛速與可靠發展，奠定所必需的技術基石。而如果要滿足上述層次的多重技術標準，所必須考慮的技術基礎要求主要有：由對該工作范疇有熟悉的專業技術人員，根據工廠和產品制造的實際狀況設計有針對性的技術方法，以實現工業智慧體系建設所必須取得的基本效果。對智能系統在應用中所產生的消耗費用進行了全面測算，以盡量減少因智能系統所產生細節問題而造成的可避免的經濟損失。并根據不同產品業務類型和技術形式的實際狀況及理解需求，逐步提高對智能系統的適應性角度，進而合理地減少了電氣工程與自動化智能系統使用的消耗成本。

首先是搞好設備選配管理工作，要做好設備的人員管理工作，提高設備素質，將優秀實用器材的配備帶到石化公司，不得購買劣質儀器。其次，合理使用儀器設備，要將儀器設備盡可能配置到基礎單元，用到第一線部隊上，避免儀器設備閑置，同時也要規范儀器設備使用程序。再次，研發設備，不斷創新。面對電子設備消耗巨大這一現狀，怎樣避免或降低，必須開拓思路，尋找解決之道。

設計工業產品所需要的通用系統，通過設計自動化智能一體化控制系統可以為許多重要生產情況的評估提供長期穩定與精確的參考數據，以此為基準對資源配置、機器調整、戰略決定等重要問題做出決定，并在點上保證各個層次上的數據傳輸效果和精度，長時間保持與較高精度[3]。所以在設計電氣工程及智能化綜合應用網絡時，總設計師往往需要對網絡的核心模塊、功率占用比、安全情況等方面進行重點的詳細研究和設計，以確保自動化及智能一體化網絡系統的設計合理與可靠性。而這些智能網絡系統的頻繁應用也會充實社會工程信息庫，讓更多的公司之間能夠互相汲取成功經驗，互通有無。

技術創新驅動力在持續增強，隨著國家對于高新技術方面的政策扶持力度的不斷增強，廠商對智能化控制系統的應用與研發熱情也水漲船高，多數開始自己研制專門針對于某工廠特定情況的智能化控制系統，以此提升該廠產品裝置的技術含量，并逐漸接近于國外的較高級技術的使用水平，逐步建立適合于我國國情的電氣自動化裝置研發生態系統，最后完全實現自動化程度較高的控制系統裝置的完全自主研發?？梢匝杆僭鰪娭袊圃鞓I自動化產品的技術國力，為中國在全球社會中提高全球影響力。

科學是第一生產力，在計算機迅速發展的當下，電氣自動化技術在電力中的使用也越來越廣泛，特別顯示出現場總線網絡技術、仿真技術和數據庫信息技術等現代電氣自動化技術，在變電站、電網調度系統以及智慧電網建設和運作過程中，都可以提高電力的運行效能、安全和穩定性。在國家可持續發展原則的領導下，必須竭力保持高效、和諧、持續發展的底線，從而降低對電氣工程及其自動化產品所造成的浪費和環境污染。通過掌握國外的電氣工程及智能化產品的發展狀況和所面臨的科技問題，在實踐中找到了可利用的地方，讓我們的電力智能化發展道路變的更為暢通無阻。