試析電力系統(tǒng)自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

南京南瑞繼保電氣有限公司 楊 健

當(dāng)前，計算機(jī)信息技術(shù)等一系列先進(jìn)技術(shù)體系在我國社會中得到了廣泛應(yīng)用，對于電力工程領(lǐng)域而言，其在今后發(fā)展過程中，也應(yīng)加大與先進(jìn)技術(shù)的融合力度，而自動化技術(shù)與電力系統(tǒng)的融合則實現(xiàn)了對電力工程功能完善程度的有效提高，可滿足電力工程行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展需求。電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中會涉及多個環(huán)節(jié)，通過智能化、自動化的技術(shù)體系支持可使系統(tǒng)完善程度不斷提高，進(jìn)而實現(xiàn)對電力工程項目建設(shè)水平及后續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的有效保證，符合當(dāng)前社會發(fā)展對電力行業(yè)的具體要求。因此，對基于自動化技術(shù)的電力系統(tǒng)在電力工程中應(yīng)用情況進(jìn)行深入研究極為必要。

1 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)簡析

我國電力行業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，這也使得電力能源產(chǎn)業(yè)成為保障我國社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要產(chǎn)業(yè)之一，在當(dāng)前的行業(yè)背景下，想要實現(xiàn)對發(fā)電技術(shù)體系的進(jìn)一步升級，應(yīng)該確定智能化、自動化、多元化的發(fā)展方向，尤其對于自動化技術(shù)來說，其已經(jīng)在當(dāng)前我國電力產(chǎn)業(yè)中有廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)了對以往發(fā)電系統(tǒng)的有效優(yōu)化，同時也逐漸提高了我國發(fā)電系統(tǒng)的智能化程度，保證了電能供應(yīng)穩(wěn)定性。

由于當(dāng)前我國社會發(fā)展速度不斷加快，對于電氣技術(shù)的要求也越來越高，這就需要我國的電力工程企業(yè)方面結(jié)合社會發(fā)展及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對當(dāng)前電力系統(tǒng)運行過程進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)對自動化技術(shù)的合理運用，尤其要注意將信息技術(shù)與物理技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，從而使技術(shù)體系完善程度更高，這也可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行過程中多方面風(fēng)險的有效控制。而電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了對系統(tǒng)運行過程中多種風(fēng)險的有效監(jiān)管，一旦發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，往往會及時發(fā)出預(yù)警，這也使得風(fēng)險問題的處理更為及時[1]。

由于當(dāng)前電力產(chǎn)業(yè)與人們?nèi)粘Ｉ罴吧鐣a(chǎn)之間的關(guān)系密切，成為促進(jìn)我國社會現(xiàn)代化發(fā)展不可缺少的重要產(chǎn)業(yè)，因此今后必須對相應(yīng)的供電設(shè)備、材料、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行高度統(tǒng)一，這樣才能使供電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性得到保證，同時也更加有利于系統(tǒng)后續(xù)維修等一系列工作開展。當(dāng)前，我國在電力系統(tǒng)維護(hù)方面的流程完善程度不斷提高，這也使電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性得到了保證，尤其應(yīng)用自動化技術(shù)之后，在電力系統(tǒng)具體運行過程中，系統(tǒng)整體靈敏程度明顯提高，同時也使得電力系統(tǒng)的運行效率更高[2]。

2 自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用分析

2.1 在電力負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用

基于自動化技術(shù)已經(jīng)在我國電力工程領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用，尤其對于電力負(fù)荷測試來說，智能技術(shù)的應(yīng)用主要是運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，通過這種方式來統(tǒng)計某一區(qū)間的電力負(fù)荷情況，并且可對形成的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。以某市區(qū)2022年7～8月的電力負(fù)荷情況為例，在應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對其進(jìn)行分析時，應(yīng)該明確如下技術(shù)要點：在進(jìn)行電量測量之前，要先根據(jù)氣溫、是否降雨等天氣因素來形成信息流，并將其錄入到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，通過這種方式來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)具體類型的有效計算，要運用標(biāo)準(zhǔn)化的方法來對數(shù)據(jù)進(jìn)行計劃，從而使其在給定的區(qū)間內(nèi)。

在運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練時，應(yīng)注意在訓(xùn)練開始之前設(shè)定各個參數(shù)，通常包括訓(xùn)練速率、訓(xùn)練代數(shù)、動量因子、訓(xùn)練誤差等，在對參數(shù)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定時，尤其要注意對訓(xùn)練速度進(jìn)行控制，一般而言，應(yīng)該將其設(shè)置為0.05或0.09，可以將訓(xùn)練目標(biāo)偏差設(shè)定為0.01.當(dāng)完成上述參數(shù)設(shè)定之后，則可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實現(xiàn)電力消耗情況而定預(yù)報。通過對7～8月之間用電量情況對比之后發(fā)現(xiàn)，其絕對偏差最大不超過0.03%，由此可以看出，運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)報的方案切實可行[3]。

2.2 在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

當(dāng)前，我國智能電網(wǎng)完善程度不斷提高，這也實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的有效促進(jìn)，符合當(dāng)前我國供電需求。整體來看，智能電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在將自動化技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中時，應(yīng)先對智能電網(wǎng)的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析，要通過相鄰的自動重合器來對各部分進(jìn)行保護(hù)，如此，如果其中任何一個組成部分出現(xiàn)故障，都會使故障部分從整體中隔開，進(jìn)而促進(jìn)電力系統(tǒng)智能化運轉(zhuǎn)。可以根據(jù)智能電網(wǎng)的實際特征，將其自動重合器應(yīng)用過程表示出來（如圖1所示）。

圖1 智能電網(wǎng)自動重合器應(yīng)用圖示

圖2 電力自動化技術(shù)在分散測控中的應(yīng)用

2.3 在提升建筑電氣系統(tǒng)運行可靠性中的應(yīng)用

對于現(xiàn)代化的建筑工程項目來說，其建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，并且內(nèi)部組成也越來越復(fù)雜，電氣系統(tǒng)是建筑物建設(shè)施工中的重要組成部分，同時電氣系統(tǒng)的安裝施工情況也會直接影響到最終建筑的綜合質(zhì)量與功能特性。因此，要將提升建筑物電氣系統(tǒng)運行可靠性作為要點，這樣才能建筑物的綜合質(zhì)量及商業(yè)價值得到體現(xiàn)。在建筑電氣系統(tǒng)前期安裝過程中，應(yīng)注意保證電力系統(tǒng)的運行可靠性作為關(guān)鍵入手點，這樣才能保障電氣系統(tǒng)的安全性及可靠性。

例如，對于部分建筑的供電系統(tǒng)來說，其在后續(xù)投入使用過程中發(fā)生電路中斷，或短路現(xiàn)象的可能性較大，這也直接影響了內(nèi)部居住者的人身安全。同時，如果供電系統(tǒng)發(fā)生問題，還可能直接干擾到電梯設(shè)備的正常運行，嚴(yán)重還會導(dǎo)致人員傷亡事件發(fā)生。而將自動化技術(shù)應(yīng)用到建筑物的電力系統(tǒng)中，則可以保證電源供電的持續(xù)性與穩(wěn)定性，同時也可以實現(xiàn)對建筑物內(nèi)部用電負(fù)荷情況的實時監(jiān)督，實現(xiàn)了對建筑電氣系統(tǒng)運行可靠性的有效保證[4]。

2.4 在PLC控制中的應(yīng)用

PLC（可編程控制器）是當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的重要組成部分，其主要組成部分包括CPU、輸入單元、輸出單元、儲存單元等。值得注意的是，對PLC控制過程進(jìn)行合理劃分，可將其分為輸出采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新等幾個環(huán)節(jié)，如此可使各執(zhí)行環(huán)節(jié)之間的關(guān)系更為密切。為了實現(xiàn)對PLC自動化控制效果的有效保障，需要技術(shù)人員根據(jù)當(dāng)前電力系統(tǒng)實際情況來合理選擇PLC設(shè)備，并且做好相應(yīng)的控制程序編程工作。通過此種方式的運用，可以使PLC在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)。

2.5 在電壓維穩(wěn)中的應(yīng)用

想要使社會生產(chǎn)電壓或人們?nèi)粘Ｉ铍妷罕３址€(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)，必須做好相應(yīng)的電壓維穩(wěn)工作，這就需要對區(qū)域內(nèi)的電力系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)壓，通過電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)電壓維穩(wěn)效果的有效保證。具體來說，在應(yīng)用自動化技術(shù)進(jìn)行電壓維穩(wěn)操作時，主要是從以下方面入手。

首先，通過對勵磁自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用可使電壓保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，而計算機(jī)技術(shù)的運用則實現(xiàn)了對電壓的自動調(diào)整，使得電能輸送過程中電壓始終處于穩(wěn)定。在對勵磁自動控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時，應(yīng)注意對勵磁調(diào)節(jié)裝置與系統(tǒng)穩(wěn)定裝置具體功用進(jìn)行有效發(fā)揮，這樣也可起到電壓維穩(wěn)的作用；其次，在對電力系統(tǒng)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)時，應(yīng)以調(diào)整電力系統(tǒng)頻率作為關(guān)鍵入手點，當(dāng)電力系統(tǒng)中的頻率特征體現(xiàn)為發(fā)供平衡時，則可以實現(xiàn)頻率的有效統(tǒng)一，這也使得系統(tǒng)承擔(dān)的負(fù)荷量關(guān)聯(lián)更為密切。當(dāng)負(fù)荷量提高時，則要注意對系統(tǒng)頻率進(jìn)行有效控制，通過這種方式來保證頻率的協(xié)調(diào)性，這也是電壓維穩(wěn)的重要路徑之一。

2.6 在分散測控中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)在我國應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，在進(jìn)行測控系統(tǒng)分析與研究時，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了借助控制單元對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管控，同時也使得工作站的管理更具針對性。

自動化技術(shù)的實施也可有效協(xié)助監(jiān)控系統(tǒng)運行，從而實現(xiàn)了對工作站內(nèi)部各項任務(wù)的有效明確。通常來說，想要使分散測控系統(tǒng)的作用得到有效發(fā)揮，應(yīng)對其中人員操作流程進(jìn)行高度明確，尤其要避免現(xiàn)場操作過程中出現(xiàn)故障問題，如此才能真正實現(xiàn)對設(shè)計系統(tǒng)功能完善性的有效保證。因此，在前期進(jìn)行分散測控系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)明確要點，將實現(xiàn)對電氣工程系統(tǒng)監(jiān)控及管理作為關(guān)鍵入手點，通過這種方式來保證其技術(shù)優(yōu)勢得到可有效發(fā)揮。尤其在對電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督時，應(yīng)該充分發(fā)揮出分散測控各項功能，進(jìn)而實現(xiàn)對工作人員的有效輔助，這也是保證電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

2.7 在模糊控制技術(shù)中的應(yīng)用

模糊控制技術(shù)也是當(dāng)前電力系統(tǒng)智能技術(shù)中的重要組成部分，由于電力系統(tǒng)本身復(fù)雜程度較高，并且在其運轉(zhuǎn)過程中會涉及多種不可確定因素，在對模糊控制器進(jìn)行利用時，應(yīng)為其設(shè)定與之匹配的評價機(jī)制，從而像人一樣對信息結(jié)果進(jìn)行分析，最終將結(jié)果轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確的信息及信號，并將其傳輸給信號處理器。在這一過程中，需要為企業(yè)管理者調(diào)整工作參數(shù)，從而做出正確的管理決策。通過對模糊控制器及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合與應(yīng)用，實現(xiàn)了對當(dāng)前電力系統(tǒng)負(fù)載評估準(zhǔn)確性的有效保證。

3 結(jié)語

隨著當(dāng)前我國社會用電總量不斷加大，自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越深入，這也使得當(dāng)前電力工程完善程度明顯提高。并且，自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也使得電網(wǎng)系統(tǒng)得到進(jìn)一步強(qiáng)化，其對變電站的自動化控制能力也逐漸提升，符合我國現(xiàn)代化背景下人們生產(chǎn)生活對電能的具體需求。同時，將自動化技術(shù)應(yīng)用到電力工程的后續(xù)運維中時，可使運維成本得到有效控制，同時也保證了系統(tǒng)運行的規(guī)范性與可靠性。

今后，為了使電力系統(tǒng)自動化技術(shù)優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)，應(yīng)對技術(shù)流程進(jìn)行合理規(guī)劃，保證其與當(dāng)前區(qū)域內(nèi)供電需求高度相符，這也是保證電力企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益及社會效益的關(guān)鍵。在應(yīng)用信息化及自動化技術(shù)對電力工程進(jìn)行優(yōu)化時，還應(yīng)注意將變電站崗位結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整作為關(guān)鍵入手點，通過這種方式來實現(xiàn)對以往作業(yè)流程及人員結(jié)構(gòu)的有效改進(jìn)，這樣更加有利于培養(yǎng)高素質(zhì)調(diào)控及管理人才，并且可將工作人員從繁重的體力勞動中解脫出來，提高電能生產(chǎn)效率的同時，也降低了人員勞動強(qiáng)度。

此外，還應(yīng)注意對生產(chǎn)工藝及管理體制進(jìn)行優(yōu)化，通過這種方式來逐漸加強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力，這樣可使電力企業(yè)在今后的行業(yè)發(fā)展中占據(jù)有利位置。自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也實現(xiàn)了對當(dāng)前變電站具體功能的優(yōu)化及合并，符合當(dāng)前我國電力產(chǎn)業(yè)運轉(zhuǎn)發(fā)展需求，同時也滿足了人們在日常生產(chǎn)生活中，對電能穩(wěn)定性及安全性的具體要求。