電力系統自動化控制中的智能技術應用研究

摘要：當前，我國電力行業發展得越來越好，電力技術也有了新的突破。變電站作為電力系統中至關重要的部分，在輸配電方面發揮著重要作用。隨著電力系統的不斷優化升級，我國大部分變電站的智能化建設也在不斷發展，自動化技術得到提升。基于此，本文以變電站中電力系統PID自動化控制技術為研究對象，分析其在變電站中的相關應用以及設備管理要點，通過電力系統測試，結果顯示該技術針對提高電力系統的運行效率有顯著作用。

關鍵詞：電力系統；自動化；智能技術

變電站是我國重要的電力設施，尤其是在輸配電力、控制電流方向以及調整電壓等方面都有著決定性的作用。變電站中應用智能化技術能夠使變電站的運行變得更加科學，此外還可以利用互聯網技術將變電站所采集到的運行數據分析和監測。其中，PID自動化控制技術在電力系統發展過程中起著重要的作用，進一步推動了我國電力行業的長遠、穩定發展。使用PID自動化控制技術能夠科學合理化地將電力系統中的所有電力資源逐一分配，不僅能夠合理管理輸配電系統，還能夠有效提高電力系統質量。

一、PID技術相關概述

PID技術是一種常用的監控溫度的控制系統，其主要用于調節溫度，通過電子系統中的溫度保護器，將變電站中的電力設備溫度控制在可控范圍內，再經過溫度控制器所發出的相關指令后，使控制設備的實際運行狀態達到溫度調節效果，根據作業方式的不同設計出對應的體系。PID技術在運行與構建的過程中，能夠同時滿足系統運行的不同需求。此外，在存儲器的運用下還能夠及時發布有關信息，高效完成相應的邏輯運算。

目前，我國許多變電站普遍采用PID技術，在生產的各個環節中都有很好的應用。PID技術是一種新型的電力系統控制技術，相較傳統的變電站控制系統而言，其更加符合現代化智能變電站發展需求。在實際運行的過程中，其能夠建立相應的溫度控制體系，使變電站更具適應性和穩定性，能夠較強地適應各種環境，排除不良因素的影響，以此避免相關設備出現故障。

二、電力系統硬件設計

電氣自動化系統能夠為用戶提供安全、穩定、高效的電能。其中，供電設備的高效性是目前智能變電站所追求的目標，但考慮到變電站日常運行及維護的經濟性與可靠性，需要采用電氣自動化的控制模式，便于變電站的工作人員完成倒閘的操作，同時實現變電器的自身保護作用，將風險降到最低，使變電站保持高效、穩定的運行。

目前，我國現行的變電站大部分為傳統的變電站，本文所研究的正是基于先進技術下的智能化變電站，采用斷路器作為進線的主開關，進一步實現了配網的自動化，出線主開關主要采用的是具有負載的開關熔斷器。另外，通過建立相關的電路保護機制，確保在運行過程中的安全性。需要注意的是，要在進出線的接線口安裝測量器，使其與控制器相連接，以實現對線路的實時監測。上述這些步驟需要一定的技術要求，其中線路的自動化終端對整個電力系統出現的故障信息需要準確無誤的記錄。

例如，當電力系統出現流故障、線路失壓以及零序電流時，需要立即啟動故障自動記錄功能，確保電力系統能夠自動記錄主線開關位置、故障發生時臨界點數據以及故障發生后臨界點數據。此外，終端系統還需要具備主電源以及備用電源。其中，電壓互感器多用于主電源，電池多用于備用電源，主電源的作用是管理備用電源的充放電，所呈現的數據圖形為波形圖，在大電流的沖擊作用下，確保整個電路的電源處都有對應的保護措施，保證終端不會受到損壞。電力系統終端結構整體精細，具有良好的防塵、防雨功能，均具備遮蓋式終端設備，由端子室、通信室、終端室等共同承擔系統的核心功能，這是變電站電力系統自動化控制技術的主要硬件。

電力系統的電力信息數據采集工作一般由多個電力模塊共同采集處理。起到主要作用的是系統集中器，電表數據由系統總線以及抄表模塊共同完成采集后，經過系統傳輸，最后到達變電站中。采集到的信息數據經過一系列處理后，最后到達集中器，集中器的作用是對變電站所發出的相關指令進一步解碼翻譯，再傳輸至各個設備。在整個指令傳輸的過程中，最主要的任務就是確保信息數據的安全性與保密性，而保護信息數據最關鍵的是加強防火墻設備，此外，針對變電站的配電過程而言，設置相應的管理密碼需要經過技術人員的身份認證，才可以對信息數據進行操作。

電力系統的采集器主要有顯示屏、GPS定位系統、載波模塊等裝置，主要作用是對電力信號進行精準采集，包括對信息數據模擬量的處理、開關量以及脈沖量等。信息數據模擬量處理主要用于電流的采集。針對開關輸入采用的是無源接頭方式，即信號與位置。具體的采集內容還包括充分記錄系統發生故障的信息順序。當系統發生事故時，發生的時間、次數將會被詳細記錄在后臺系統中，當次數達到一定限度時，系統將自動發出警報，使用者收到警報后會立即關閉所有設備。

此外，采集到的電力信息數據將會進入測控單元中進行單獨監控，其中包括：對有效數據進行處理，將實際工程值轉換成為信號，以此判斷故障點所在位置，防止信號出現接點抖動現象，最后將處理好的電力信息數據一并納入數據庫中。為了確保能夠滿足不同用戶的需求，需要同時建立兩個不同的數據庫。針對實時數據庫而言，要制定明確的數據更新周期，從而確保數據的時效性，圖1為智能變電站電力系統架構圖。

三、電力系統軟件設計

（一）溫度控制

電力系統的軟件設計也涵蓋多個方面的控制與應用。尤其針對溫度控制而言，主要作用于上下兩個位機，下位機的控制與測量是整個溫度控制程序中至關重要的部分，其在變電站的主控制系統中也發揮著決定性的作用。而針對控制部分而言，主要是用于測量系統的部分子程序，再將測試的結果進行對比分析。對于測量部分而言，主要作用是實現系統的溫度信號采集過程，通過一系列的轉換處理，最終生成相應的數字信號。在控制部分中，系統的子程序會對測試結果進行比較，當控制程序中的溫度低于或者高于所設置的理想溫度時，系統將會自動發出警報。

此外，對處理器和觸摸屏通信實現統一化管理，能夠有效反映出系統溫度數據以及溫度曲線變化。在觸摸屏程序中，將會實現控制處理器與觸摸屏之間的交互。尤其是在整個程序控制過程中，針對溫度、控制曲線以及參數等有效控制，通過規范通信協議，使整個PID控制更加可靠有效，進一步實現對溫度的自由切換。針對溫度控制而言，PID控制技術對于對線函數的控制非常有效，該設備的參數會直接影響控制效果，如果PID控制調節技術出現調節誤差，也不能夠消除。因此，在變電站電力系統的實際應用過程中，整個電力系統的正常運行將通過PID自動控制技術來實現，從而保證系統運行的穩定性與安全性。PID技術的應用，不僅能夠使整個電力系統的響應動態速度加快，同時也能夠縮短電力系統的調整時間。由于實際自動實施過程中，會存在如噪聲、聲波以及其他因素的干擾，會對整個電力系統的正常運行帶來一定的影響，所以將PID技術應用于電力系統的自動化控制技術中十分有必要。

（二）順序控制

PID電氣自動化控制技術在電氣自動化控制技術中的應用，通過結合實際操作中的相關需求和具體情況，有效控制操作過程中的順序，進一步對其進行合理化布局和數據分析，正確調整操作過程中存在的程序問題，使變電站的電氣設備能夠接收到嚴格按照操作程序進行PID技術控制，確保維持變電站的安全穩定運行。

項目實施的過程中，首先結合實際作出相應的調整，其次不斷優化下一階段工作。此外，運用PID技術能夠有效對產品工藝的輸出量進行階段性的劃分，進而滿足順序控制的需求。

（三）混合式控制

變電站的電力系統中，使用混合控制的作用是將電力設備的集中控制、智能控制進行有機結合，提高控制水平，以應對多種故障情況的發生。其中，集中控制主要針對主站進行控制，需要建立起主站與通信通道。在這種情況下，配電開關終端裝置（FTU）將會自動采集饋線柱上的實時信息，包括電流、電壓以及電功率等數據，采集到的所有電力數據都經過通信網絡傳輸至相應的網站上。與此同時，相應的網站也可以通過FTU發送相關的指令，以此實現配電自動化主站通信。分布式智能控制技術在配電自動化過程中，還需要對相應的分段式開關以及進出線開關進一步優化處理。變電站的電力系統一旦發生故障，電流則會流向各個配電線路中的開關中，形成一系列的虛擬電力數據，通過對這些虛擬的電力數據運算精準計算出故障的具體位置。

四、電力測試

本文所研究的電力系統，采用基于PLC的電氣自動化技術方法進行電力測試。具體的方法為：從電力設備發生故障起技術人員就進行計時處理，分別記錄故障的出現時間和位置以及處理時間，整個流程一共進行了10組測試，測試結果如表1所示。

從反應時間可以明顯得出，第2次的系統反應時間與其他次數相比要久很多。經過現場技術人員對該組數據的線路情況詳細檢查發現，在數據測試前，控制該組的線路信號出現明顯的波動，需要將此組數據排除，對其他的測試數據進行分析計算后得出了平均反應時間約為2.61s。本研究所采用的自動化控制技術能夠使系統的反應時間大大縮短，由此可見，采用PID自動控制技術能夠進一步減少對故障線路所需要的檢測時間，從而提高工作效率。

五、結語

綜上所述，電力事業的發展牽動著人們的生活生產以及國家的發展，維護電力系統的安全穩定運行是當前電力行業的首要任務。本文所采用的PID控制技術相較傳統的電力系統控制技術而言，減少對故障線路所需要的檢測時間，從而提高工作效率，電力行業技術人員能夠更好地維護其發展，使電氣工程凸顯出更為科學的特點，此外，操作性能方面也變得更加簡單，不僅提高了作業效率，也促進了企業的經濟效益，滿足了人們對自動化控制水平的需求，進一步實現了我國電力事業的長遠發展戰略目標。

參考文獻：

[1]閆宏偉，陳貴鳳，吳群，等.電力系統自動化中的智能技術應用[J].集成電路應用，2022，39（11）：248-249.

[2]王開元.電力系統及其自動化在電網調度中的實踐[J].電氣技術與經濟，2022（05）：49-51.

[3]李劍峰.李巖. 智能技術在電力系統自動化中的應用[J].現代工業經濟和信息化.，2022，12（11）：224-225+228.

[4]趙乾敏. 電力系統及其自動化施工技術問題及對策[J].農村電氣化，2022（11）：78-79.

[5]夏璐佳. 電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用探討[J].中國設備工程，2022（20）：218-220.

[6]王裴劼. 電力系統自動化中智能技術的應用研究[J].光源與照明，2022（09）：235-237.

[7]曹建光. 電力系統自動化技術安全管控對策[J]. 中國電力企業管理，2022（24）：85.

[8]韓志宏. 電力系統自動化中智能技術的應用[J]. 電氣時代， 2022（08）：102-104.