電氣自動化的發(fā)展前景及在電力系統(tǒng)中的運用

［摘 要］電氣自動化運用于電力系統(tǒng)中，能夠促使電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化、智能化發(fā)展，有助于提高電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性及可靠性。文章簡要介紹了電氣自動化及其發(fā)展前景，并從仿真建模技術及PLC 技術等方面，對其在電力系統(tǒng)中的運用展開了深入探究，以期為相關人員提供參考。

［關鍵詞］電氣自動化；長遠發(fā)展；前景；電力系統(tǒng)；合理運用

［中圖分類號］TM76 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0118–03

1 電氣自動化概述

現(xiàn)階段，電氣自動化一般指借助各類電氣設備、傳感器、控制系統(tǒng)及計算機等高新技術手段，對一系列工藝過程開展自動化控制及監(jiān)視，以此提升工藝過程效率、穩(wěn)定性及可靠性的一種技術。該技術具備極強的綜合性特征，涉及計算機、電子技術、通信技術及現(xiàn)代化網(wǎng)絡信息技術等，可以自動化、智能化地完成各類數(shù)據(jù)信息采集及高效傳輸活動，并基于此對工藝過程實現(xiàn)自動化管控。將電氣自動化運用于電力系統(tǒng)當中，可以及時發(fā)現(xiàn)和處理電力系統(tǒng)當中的各類故障問題及隱患，可顯著降低故障發(fā)生概率、減少能源損耗及避免電力設備出現(xiàn)損傷等，從而保證電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定及安全地開展電力輸送、變電及配電等活動，能夠有效地將電力系統(tǒng)具備的價值和作用充分發(fā)揮出來。電氣自動化系統(tǒng)構成情況見表1。

2 電氣自動化的發(fā)展前景

2.1 市場規(guī)模不斷擴大

結合有關機構統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看，全球范圍內電氣自動化整體市場規(guī)模呈現(xiàn)出不斷上漲的態(tài)勢，其中全球市場規(guī)模截至2022 年達到了5 000 億美元左右，實際年復合增長率接近6%，預計2025 年能夠達到8 000億美元。而國內市場規(guī)模截至2022 年大約為1 500 億元，相較于2021 年增長接近8%，預計到2025 年有望超過2 000 億元。所以整體來看，電氣自動化市場潛力非常大，未來前景可期。

2.2 應用領域廣泛

現(xiàn)階段，電氣自動化應用領域不斷增加，為電氣自動化的進一步發(fā)展提供了良好的推動力。電氣自動化常見應用領域見表2。

2.3 技術發(fā)展

各類高新技術的快速發(fā)展為電氣自動化創(chuàng)造了非常廣闊的發(fā)展前景，包括人工智能技術、大數(shù)據(jù)技術、邊緣計算技術、云技術及物聯(lián)網(wǎng)技術等。由于電氣自動化本身具備極強的綜合性特征，所以其能夠與這些高新技術進行有機結合，這促使電氣自動化系統(tǒng)具備的功能更為豐富及強大，可以更好地適用于各行業(yè)的一系列生產(chǎn)活動，從而進一步豐富了電氣自動化的應用場景，持續(xù)提升社會生產(chǎn)力，進而促使其獲取到了更為廣闊的發(fā)展空間。

3 電氣自動化在電力系統(tǒng)的運用

3.1 仿真建模技術的運用

仿真建模技術可以借助仿真軟件及設備開展仿真試驗活動，再利用一系列試驗數(shù)據(jù)信息充分地反映某個系統(tǒng)或某個生產(chǎn)過程的具體情況。對于電力系統(tǒng)而言，其在實際運行期間會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，相關技術人員借助仿真建模技術開展電力系統(tǒng)運行活動的仿真試驗，從而掌握整個電力系統(tǒng)的實際運行狀況，進而準確高效地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)目前存在的問題或可能出現(xiàn)的問題，在此基礎上通過開展模擬優(yōu)化，實現(xiàn)對各類問題的有效處理和提前預防，達到進一步優(yōu)化電力系統(tǒng)的目的，能夠顯著增強電力系統(tǒng)安全性及可靠性。

3.2 PLC技術的運用

PLC 技術主要是由以往的接觸器及現(xiàn)代微機技術進行有機結合之后形成的一種新技術，其內置的存儲器主要采用可編程模式，可以對系統(tǒng)當中的信息存儲與功能優(yōu)化等開展持續(xù)性的計算、控制活動。借助PLC 技術能夠對一系列電力數(shù)據(jù)信息開展全面系統(tǒng)的收集、分析及處理工作，同時還可以為數(shù)據(jù)間的運算或轉換等創(chuàng)造良好的技術操作空間。此外，各類數(shù)據(jù)信息在得到有效處理后，還可以通過PLC 自帶的通信技術開展數(shù)據(jù)信息的高效傳輸，從而完成對電力系統(tǒng)的相關控制活動。

3.3 自動化調度系統(tǒng)的應用

自動化調度系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)、變電站監(jiān)控站、遠程終端單元（RTU）等部分構成。其中，SCADA系統(tǒng)屬于一個核心子系統(tǒng)，其具備一系列自動化控制功能，比較常見的有自動發(fā)電控制（AGC）、自動穩(wěn)定控制（ASC）、自動電壓控制（AVC）及事件驅動控制（EDC）等。

以AVC 為例，AVC 主站可以借助遙測信號有效地與各級子站開展通信活動，達到遠程調度及控制的目的。此外，AVC 主站還可以借助SCADA 當中的調度數(shù)據(jù)網(wǎng)有效地向一系列上位機傳達指令，然后利用上位機來合理地對下位機進行控制，達到增磁或減磁的效果。另外，變電站本身也屬于電能調度及控制方面的一個核心設備，所以必然會參與AVC 控制，因此電網(wǎng)當中的AVC 主站可以向變電站內部的AVC 裝置有效地傳輸信號，然后對電容器等一系列裝置實施高效的自動化控制。

3.4 主動實時數(shù)據(jù)庫技術的運用

通常情況下，電力系統(tǒng)內設的監(jiān)測系統(tǒng)可以對整個電力系統(tǒng)的實際運行狀況進行動態(tài)化的監(jiān)測，并且獲取到大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息便需要借助主動實時數(shù)據(jù)庫技術進行存儲及開展分析活動，這樣便可以有效地分析和判斷出電氣系統(tǒng)當中可能存在的故障問題，從而便于工作人員及時開展相關的處理優(yōu)化工作，不斷提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及可靠性。此外，主動實時數(shù)據(jù)庫技術還可以輔助分析一系列用戶的實際用電需求，完成各類電氣設備的優(yōu)化改進，幫助電力系統(tǒng)科學高效地開展電能分配及輸送，提高人們的用電質量。

3.5 自動化監(jiān)測技術的運用

通過對自動化監(jiān)測技術的合理運用，可以實時地對整個電力系統(tǒng)開展監(jiān)測與檢測工作，這樣能夠及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)當中各類電氣設備或線路等方面存在的故障問題及隱患，然后自動化地向工作人員進行告警，從而及時處理故障和隱患，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行。自動化監(jiān)測技術一般涉及狀態(tài)監(jiān)測、故障隱患告警及信息數(shù)據(jù)采集處理等功能。此外，大部分自動化監(jiān)測技術均設定為以下3 大層級。

（1）現(xiàn)場監(jiān)測層。主要用來對一系列電力設備的實際運行數(shù)據(jù)進行全面完整的收集和分析，并且能夠將具體分析結果快速地上傳到系統(tǒng)管理層做出進一步處理。

（2）網(wǎng)絡通信層。主要用來銜接現(xiàn)場監(jiān)測與系統(tǒng)管理兩個層級，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息的高效傳遞，同時還可以對系統(tǒng)的整體運行情況做出一定程度的管控。

（3）系統(tǒng)管理層。其屬于整個系統(tǒng)當中的一個核心內容，可以更為高效地將一系列數(shù)據(jù)信息進行處理，并且可以生成相關的分析結果報告，最終通過計算機等傳遞給有關部門或工作人員，以此為其制訂有關決策提供參考和支持。

另外，自動化監(jiān)測技術還具備遠程監(jiān)測及控制功能，其可以利用手機App 的形式，對電力系統(tǒng)開展遠程監(jiān)管，這樣工作人員可以隨時隨地掌握電力系統(tǒng)的具體運行狀況，有助于提高電力系統(tǒng)管控效率和質量。

3.6 現(xiàn)場總線技術的運用

對于電力系統(tǒng)而言，其具備極強的復雜性及繁瑣性等特征，而且所需電氣設備相對較多，這些設備通常又極為分散，然而彼此之間還有著密切的聯(lián)系，想要保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，便需要確保這些設備及系統(tǒng)之間形成有效連接，現(xiàn)場總線技術便能夠達到這一目的。通過對現(xiàn)場總線技術的合理運用，可以高效地將電力系統(tǒng)內部的全部有關器件、設備及裝置等進行充分連接，以此打造出一個系統(tǒng)性及完整性極強的通訊網(wǎng)絡，實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)信息的高效傳遞和共享，這對于提高電力系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定性及可靠性有著至關重要的價值和作用。此外，現(xiàn)場總線技術還具備非常強的環(huán)境適應能力，一系列監(jiān)管及維護工作均可以在線上開展，這樣便能夠有效地克服電力系統(tǒng)本身存在的過于分散、干擾多及環(huán)境復雜等一系列難題。

通過對現(xiàn)場總線技術的科學運用，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)當中各類設備的動態(tài)化及實時化監(jiān)測、及時動作、遠程控制或告警等，這使得電力企業(yè)無論是開展線路控制、電網(wǎng)調度還是對各類設備實施維保活動等，均具備良好的便捷性及高效性，而且還可以減少人工操作，進一步提高整個電力系統(tǒng)的管理成效。

4 結束語

在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展進步的背景下，電氣自動化已經(jīng)成為推動社會上各行業(yè)實現(xiàn)高質量長遠發(fā)展的關鍵舉措。將電氣自動化合理地運用于電力系統(tǒng)當中，能夠實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的全方位、實時化監(jiān)測，還可實現(xiàn)自動化、遠程化及智能化管控，這對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行有著重要的促進作用。

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