淺談電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用

合肥博雷電氣有限公司 劉 英

在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，可顯著提升電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，通過對總線的集成控制將變壓器和電力設(shè)施有效銜接在一起，從而實(shí)現(xiàn)對電力運(yùn)行系統(tǒng)的全面把控。

伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)與行業(yè)發(fā)展步伐的加快，維持社會(huì)高水平運(yùn)轉(zhuǎn)所需電量逐年增加，如何提升用電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性成為面臨的重大難題，對相關(guān)企業(yè)和管理部門的工作水平提出更高要求。在電力系統(tǒng)中引入電氣工程自動(dòng)化技術(shù)不僅可降低電力運(yùn)行系統(tǒng)的管理難度，還能擴(kuò)大電力系統(tǒng)的覆蓋面積與監(jiān)管范圍，推動(dòng)電力系統(tǒng)沿著智能化、科學(xué)化、自動(dòng)化的方向不斷深入邁進(jìn)。此外，在電力設(shè)備的保護(hù)工作中，以聯(lián)鎖保護(hù)（針對機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)故障予以解決，維持正常運(yùn)行狀態(tài)）、裝置保護(hù)（電氣操作指令，確保設(shè)備安全、避免破壞）及繼電保護(hù)（熱工與電氣參量限制為基礎(chǔ)，把控設(shè)備運(yùn)行狀況）為主的電氣自動(dòng)化技術(shù)都實(shí)現(xiàn)了十分理想的應(yīng)用效果。

1 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)際應(yīng)用

1.1 自動(dòng)化仿真技術(shù)

將自動(dòng)化仿真技術(shù)應(yīng)用在電力系統(tǒng)運(yùn)行中具有十分重要的意義，可有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與運(yùn)行效率。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行中，可能會(huì)涉及到的信息和數(shù)據(jù)首先要在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行模擬測驗(yàn)，確認(rèn)不存在安全隱患、滿足相關(guān)法律法規(guī)與運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)后才會(huì)應(yīng)用到實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)中，這一環(huán)節(jié)不僅要耗費(fèi)大量成本，還無法準(zhǔn)確復(fù)刻精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，因此存在著諸多局限性。

隨著自動(dòng)化仿真技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)運(yùn)行中收集到的信息數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡(luò)第一時(shí)間傳送到數(shù)據(jù)終端設(shè)備中，終端設(shè)備中系統(tǒng)分別發(fā)揮著不同的功能，在接受到數(shù)據(jù)報(bào)信息后，智能系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮審核與評估的功能對各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這一運(yùn)行流程可全面提升電力系統(tǒng)的防御能力，并為電力系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)工作提供極大便利。隨著自動(dòng)化仿真技術(shù)的全面應(yīng)用，不僅電力系統(tǒng)整體的安全性與穩(wěn)定性獲得全面提升，同樣還使維護(hù)檢修工作的成本降到最低，有效提高了資源利用率，最大限度減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象[1]。

1.2 人工智能技術(shù)

在原有電力系統(tǒng)運(yùn)行工作中若是出現(xiàn)故障或其他問題，需調(diào)用大量人力、物力對電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)依次進(jìn)行排查，不僅會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間、降低電網(wǎng)檢修工作的效率，還會(huì)對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來不利影響，甚至往往難以準(zhǔn)確定位故障位置，導(dǎo)致電網(wǎng)故障問題不能得到高效解決。而借助電氣工程人工智能技術(shù)的優(yōu)勢便可有效解決這一問題。

在人工智能技術(shù)運(yùn)行模式下，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題后，自動(dòng)化終端FTU會(huì)對問題區(qū)域進(jìn)行分析并上傳至后臺(tái)，接著FTU會(huì)通過串口485或232與DTU終端連接到一起，借助基站將信息全部內(nèi)容傳至發(fā)電廠中的檢測中心，這樣檢測中心便可在較短時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)判斷出導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因，并在較短時(shí)間內(nèi)采取有效的解決措施，對故障問題進(jìn)行處理。人工智能技術(shù)可有效簡化信息收集、分析、識(shí)別、反饋、處理工作的整體流程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳遞。人工智能技術(shù)不僅可以提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的整體水平，還可以減少工程實(shí)施過程中客觀因素造成的不利影響，使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加科學(xué)合理[2]。

1.3 電網(wǎng)技術(shù)

為使電網(wǎng)調(diào)度效率與調(diào)度質(zhì)量獲得顯著提升，在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中要合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。我國國土面積遼闊、人口眾多，因此電網(wǎng)覆蓋率十分廣闊。但不同地區(qū)由于環(huán)境、氣候、地形等因素存在著較為明顯的差異，受制于客觀因素影響，不同區(qū)域所建設(shè)電廠在具體輸電功率上各有不同，同樣配電網(wǎng)絡(luò)也需要有針對性的劃分為多種不同類型，如13kV、4kV、26kV、69kV等。針對不同的配電網(wǎng)絡(luò)如僅依靠人工力量進(jìn)行管理與維護(hù)，不僅會(huì)耗費(fèi)大量成本、還會(huì)拖慢整體工作的進(jìn)度。自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用可有效解決這一問題。

在電氣自動(dòng)化技術(shù)的輔助下，發(fā)電廠可對不同地區(qū)、不同功率的電力實(shí)時(shí)調(diào)度。如在電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用SCADA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。SCADA系統(tǒng)的運(yùn)行以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在電網(wǎng)調(diào)度中SCADA系統(tǒng)可充分發(fā)揮數(shù)據(jù)采集的功能，有利于電網(wǎng)調(diào)度工作效率實(shí)現(xiàn)大幅度提升。

1.4 電氣自動(dòng)化集成技術(shù)

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)管理工作受制于技術(shù)發(fā)展水平的限制，會(huì)將電力系統(tǒng)的運(yùn)行工作和電力系統(tǒng)的維護(hù)工作分開處理，從而最大限度保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)雖然數(shù)據(jù)眾多、體系復(fù)雜，但本身是一個(gè)整體，分批次進(jìn)行管理雖可降低維護(hù)人員檢修工作的難度，但卻忽視了電力系統(tǒng)之間的完整性，導(dǎo)致系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)在連接時(shí)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的問題，大大提升管理工作的難度，在無形中對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行造成不利影響。

隨著電力工程自動(dòng)化技術(shù)的全面普及，明顯降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作的整體難度，簡化了維護(hù)工作中不必要的流程，使其得到全面優(yōu)化，提升了電力系統(tǒng)管理工作的時(shí)效性與科學(xué)性。電氣自動(dòng)化集成技術(shù)是涵蓋多個(gè)領(lǐng)域、涉獵多門學(xué)科的綜合性技術(shù)，這一技術(shù)在電力系統(tǒng)中的全面應(yīng)用為電力系統(tǒng)管理工作提供了十分便捷的條件，在降低電力系統(tǒng)維護(hù)檢修難度的基礎(chǔ)上，還確保了運(yùn)行效率的穩(wěn)定性[3]。

1.5 柔性交流輸電技術(shù)

電氣工程自動(dòng)化發(fā)展技術(shù)要與新時(shí)期時(shí)代發(fā)展主題相契合，在此背景下，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用柔性交流輸電系統(tǒng)（flexible alternative courent transmic-cian syestems，F(xiàn)ACTS）具有十分明顯的優(yōu)勢。FACTS將現(xiàn)代遠(yuǎn)程控制技術(shù)、傳感技術(shù)、電力微機(jī)操作技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，逐漸實(shí)現(xiàn)了對交流電能的柔性傳輸和調(diào)控，不斷優(yōu)化串聯(lián)補(bǔ)償。

與傳統(tǒng)火力發(fā)電相比，新能源發(fā)電需要對電網(wǎng)輸電進(jìn)行高頻次的變換，而隨著近幾年光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等新能源電網(wǎng)建設(shè)工程的擴(kuò)大，使得電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式與運(yùn)行情況日趨復(fù)雜，而柔性交流輸電技術(shù)可有效緩解這一問題，最大限度提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，減少電網(wǎng)故障問題的出現(xiàn)[4]。

2 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用優(yōu)化措施

2.1 統(tǒng)一應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

電力工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中，需要涉及到較多電氣自動(dòng)化設(shè)備，但是由于廠商和生產(chǎn)單位不同，電氣自動(dòng)化設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)存在著一定的差異。在實(shí)際應(yīng)用過程中，電氣自動(dòng)化設(shè)備會(huì)在數(shù)據(jù)收集和信息共享方面出現(xiàn)不匹配的問題，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂。因此，在后續(xù)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電氣設(shè)備應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，這可最大限度確保不同電氣自動(dòng)化設(shè)備之間具有較為理想的兼容性，保障其不會(huì)在信息收集和數(shù)據(jù)共享環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，對提升電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用水平有著十分重要的意義。

2.2 加大信息技術(shù)的投入

信息技術(shù)的發(fā)展不僅給生產(chǎn)、生活帶來極大便利，同樣也為電力創(chuàng)造了更為廣闊的發(fā)展空間，現(xiàn)階段信息化時(shí)代不再是遙不可及的夢想，而是早已融入到電力系統(tǒng)管理工作的各個(gè)方面。鑒于此，在電力工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中，可借助信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，有效開發(fā)多種智能化軟件，提升電氣自動(dòng)設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)的時(shí)效性、準(zhǔn)確性與科學(xué)性，進(jìn)而為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

在具體實(shí)踐工作中，相關(guān)管理單位與管理人員可從本地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際需求出發(fā)，有針對性的構(gòu)架全方位、覆蓋各主體部門的智能線上信息技術(shù)平臺(tái)，不僅可明顯提升電力系統(tǒng)管理工作信息傳播的速度，還為各管理部門、檢修單位建立了高效的交流平臺(tái)，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源的共建共享。信息網(wǎng)絡(luò)一體化管理不僅可提升電力系統(tǒng)管理工作的整體效率，同樣也是契合時(shí)代發(fā)展主題的重要舉措[5]。

2.3 實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一管理

與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國電氣工程自動(dòng)化研究整體起步較晚，在近幾年的發(fā)展中雖然取得了一些優(yōu)異成績，但尚未建立起完備的管理制度與管控體系。在實(shí)踐工作中，電力系統(tǒng)整體維修與管理工作的各個(gè)環(huán)節(jié)都是單獨(dú)運(yùn)行的，缺乏有效的聯(lián)結(jié)機(jī)制，導(dǎo)致在信息傳遞中出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差、效率低下等諸多問題，這會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

鑒于此，要想提升電系統(tǒng)運(yùn)行管控工作的針對性與科學(xué)性，在后續(xù)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用過程中，必須要不斷健全管控體系，對各主體單位以及各部門的的責(zé)任進(jìn)行充分界定，使其可認(rèn)識(shí)到自身職責(zé)所在，并在合理、合法范圍內(nèi)開展工作；其次，完備電力管控體系應(yīng)將工作內(nèi)容與工作責(zé)任落實(shí)到每一名管理人員與檢修人員身上，在電網(wǎng)出現(xiàn)故障或其他問題后，可第一時(shí)間找到負(fù)責(zé)人并對其予以處分；最后，電力系統(tǒng)運(yùn)行管理工作極容易受到外界客觀因素的影響，因此，針對檢修工作要進(jìn)行多次審驗(yàn)，確保潛在問題不會(huì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響[6]。

綜上，電力企業(yè)與相關(guān)管理部門要不斷加大電氣工程自動(dòng)化技術(shù)研究的投入力度，大力挖掘電氣自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢和能力，在實(shí)踐中加以改良，使其在電力系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用。在凸顯電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)性與科學(xué)性的同時(shí)，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。