張中力 亓梁 曹德參

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)迅速的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)正逐步趨于成熟，越來越多自動化技術(shù)被應(yīng)用于電氣領(lǐng)域。電力是我國最大、最重要的能源產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展關(guān)系著整個社會生產(chǎn)及生活。電力系統(tǒng)自動化是一直以來力求的發(fā)展方向，本文從電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，探討了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用前景，最后簡要分析了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，從而對提升電力系統(tǒng)的自動化控制水平有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 自動化技術(shù) 應(yīng)用與發(fā)展

隨著我國電力系統(tǒng)自動化市場的快速發(fā)展， 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)在人們的生活中越來越重要，電力自動化越來越受到電力企業(yè)的重視，并成為未來發(fā)展的主要趨勢。由于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)是現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，對我國傳統(tǒng)的電力技術(shù)而言， 始終存在自動化效率不高等問題， 因而傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)快速發(fā)展需求。電力系統(tǒng)自動化新技術(shù)作為一種新型的自動化控制技術(shù)， 充分運用計算機等多種新科技， 不僅大大提高了電力系統(tǒng)自動化控制的效率， 還可以提高電力系統(tǒng)的整體質(zhì)量與水平。目前， 我國電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)已得到較快發(fā)展， 并且具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

1.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述

所謂電力自動化，又稱為電自動化或電網(wǎng)自動化，包含了電站自動化、饋線自動化、配電通信系統(tǒng)及配電管理自動化。電力自動化技術(shù)是目前電力系統(tǒng)最高層次的技術(shù)，涉及范圍廣泛，如無線技術(shù)、信息化技術(shù)、信息安全技術(shù)、直流電源技術(shù)等。

電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等環(huán)節(jié)組成。通常將發(fā)電機、變壓器、開關(guān)、及輸電線路等設(shè)備稱作電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，為了保證電力一次設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠運行和電力生產(chǎn)以比較經(jīng)濟的方式運行，就需要對一次設(shè)備進行在線測控、保護、調(diào)度控制等。在電力各個環(huán)節(jié)中，饋線自動化能夠有效排查、診斷線路故障，變電站自動化是最常見的自動化系統(tǒng)，配電管理系統(tǒng)則起到中心作用、確保配電網(wǎng)穩(wěn)定運行。電力自動化通過計算機技術(shù)收集有效信息，來實現(xiàn)電網(wǎng)與電力設(shè)備運行的自動化。通過自動化技術(shù)，有效提高了電力系統(tǒng)運行精度和運轉(zhuǎn)效率，也實現(xiàn)了電力系統(tǒng)運行過程中的自動監(jiān)控和保護。此外，電力自動化還大大降低了電力系統(tǒng)的成本，保證了日常工作的方便與快捷。

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)主要有以下兩個特點：

（1）技術(shù)涵蓋面廣泛：由于自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，因而在電力企業(yè)實行自動化技術(shù)， 不僅要加強對電力系統(tǒng)自動化的硬件設(shè)計，還需要加強電力系統(tǒng)自動化的軟件設(shè)計，使得計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠滿足新形勢下電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展的需要。

（2）對電子技術(shù)依賴性強：目前，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)對現(xiàn)代化電子技術(shù)具有很強的依賴性， 尤其是對一個完整的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)， 無論是信號采集還是自動化系統(tǒng)中的傳感器， 都需要采用計算機技術(shù)實現(xiàn)對信號的控制。因此，現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)是建立在電子技術(shù)基礎(chǔ)上的，對電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都具有很強的依賴性。

2.電力系統(tǒng)對自動化技術(shù)的要求

2.1 便于維護

目前， 在電力企業(yè)應(yīng)用自動化技術(shù)時，重點是解決安全問題。對電力企業(yè)來說，應(yīng)用電力系統(tǒng)自動化技術(shù)旨在提高企業(yè)的工作效率，僅僅提高工作效率而忽視了自動化技術(shù)應(yīng)用中的安全問題也是不正確的。同時，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)還應(yīng)該具有安全可靠和便于維護等性能，保證電力企業(yè)自動化產(chǎn)品能夠穩(wěn)定運行。與此同時，自動化技術(shù)應(yīng)用于電力企業(yè)時，還應(yīng)能促進電力企業(yè)對自動化設(shè)備的檢測，這也是新形勢下電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的最大優(yōu)勢。因此，新形勢下的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)不僅能夠提高電力企業(yè)的工作效率，還能在一定程度上降低電力企業(yè)的工作難度。

2.2 信息化要求較高

隨著電力企業(yè)利用自動化技術(shù)的普遍推廣，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用對設(shè)備的要求也越來越高，特別是對設(shè)備操作人員的技術(shù)要求更是嚴格。雖說先進的信息化技術(shù)能夠提高電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用的水平。但是，電力企業(yè)在采用自動化技術(shù)中還需要對信息化系統(tǒng)進行不斷維護，這些要求對電力企業(yè)的工作人員提出了更高的要求。結(jié)合電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展，將先進的信息化系統(tǒng)應(yīng)用在電力企業(yè)中，能夠極大地推動電力企業(yè)朝著信息化、自動化的方向發(fā)展。這也說明實現(xiàn)電力企業(yè)的電力系統(tǒng)自動化控制是必然選擇。

3.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在以前自動化技術(shù)一直被國外壟斷，經(jīng)過引進才一步一步的研究出屬于我國自己的自動化技術(shù)。企業(yè)當(dāng)中的電氣自動化技術(shù)包含了電子技術(shù)、微機技術(shù)等，其應(yīng)用領(lǐng)域包括可編輯程序控制器、微電子裝置、大型企業(yè)控制平臺等，結(jié)合自動化技術(shù)的電氣設(shè)備極大的促進了我國電力事業(yè)的發(fā)展，而且對于我國的電氣自動化進程邁出了一大步。目前電力系統(tǒng)自動化技術(shù)主要應(yīng)用在以下幾個方面：

3.1安全保障和監(jiān)視

電力系統(tǒng)是24 小時不停運作的，在自動化控制系統(tǒng)運行過程中，電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)出現(xiàn)一些故障是很常見的現(xiàn)象，在這期間自然無法單純依靠人力進行安全監(jiān)控，這就需要依靠電力系統(tǒng)自動化技術(shù)。電力系統(tǒng)的自動化監(jiān)控主要是如果溫度過高、發(fā)電功率增強，就說明電力系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，監(jiān)控系統(tǒng)則會發(fā)出預(yù)警。此外，自動化技術(shù)還會對電力數(shù)據(jù)、電力日常運作等進行安全監(jiān)控，提高電力系統(tǒng)的安全性。然而，在電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用過程中，電力企業(yè)一定要做好維護工作，尤其對自動化系統(tǒng)進行全面的診斷，旨在提前發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在的故障。如變壓器是電力設(shè)備中非常重要的設(shè)備之一，這就需要技術(shù)人員及時對其進行檢測和維修。因此，為能及時將電力設(shè)備的故障診斷出來，將電力設(shè)備的故障所帶來的損失降到最低，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用無疑是最好的選擇。

3.2數(shù)據(jù)共享

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)具有數(shù)據(jù)共享的能力，其主要體現(xiàn)在兩個方面：首先，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠?qū)ξ锢韺嶓w進行標(biāo)準(zhǔn)的定義。幾何屬性的分析對于提高電力系統(tǒng)的安全性和有效性具有重要的意義，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠通過對電力系統(tǒng)所覆蓋的所有物理實體的幾何屬性進行準(zhǔn)確的判斷和定義，將復(fù)雜的電力系統(tǒng)控制對象數(shù)據(jù)化和簡單化；其次，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠?qū)ξ锢韺嶓w的物理屬性進行標(biāo)準(zhǔn)定義。電力系統(tǒng)涵蓋著的物理實體不僅具有幾何屬性，同時還具有差異性較大的物理屬性。判斷出物理實體的物理屬性指的是對物理實體的各個組成部分、功能和運作規(guī)律等進行信息數(shù)據(jù)分析和信息共享。

3.3數(shù)據(jù)整合（閉環(huán)）

電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的數(shù)據(jù)整合主要是通過以下幾方面來實行的：第一，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠加強系統(tǒng)的信息化和自動化。也就是說，通過信息技術(shù)的支撐，用戶能夠?qū)τ脩艚缑孢M行有針對性的操作，拓展數(shù)據(jù)整合的寬度和廣度；第二，能夠更加完善數(shù)據(jù)庫的信息和數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)自動化技術(shù)建立了數(shù)據(jù)安全機制和備份機制，更加具有安全性。圖1為電力系統(tǒng)自動化數(shù)據(jù)整合傳輸過程示意圖，根據(jù)圖示我們可以發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)實施自動化的過程實際上就是傳感和量測、實時數(shù)據(jù)分析以及在線決策這三個環(huán)節(jié)循環(huán)閉合運行的過程。

3.4智能電網(wǎng)發(fā)電

近年來，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展， 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電中的應(yīng)用也越來越廣泛，主要是由于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能夠有效地完成對發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部的自動化控制， 進而為實現(xiàn)對智能電網(wǎng)的發(fā)電過程進行自動化控制提供了可能性。與此同時，將電力系統(tǒng)自動化技術(shù)應(yīng)用在智能發(fā)電過程中，能夠有效地降低電力系統(tǒng)中機電設(shè)備的損耗費用，有效地提升了電力系統(tǒng)的運行效率。因此，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電過程中的應(yīng)用也顯得非常重要，圖2即為電力系統(tǒng)自動化技術(shù)在“智能電網(wǎng)-配電自動化系統(tǒng)”中應(yīng)用的實例。

4.電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用前景

現(xiàn)階段，電力企業(yè)正快速的進行技術(shù)革新，自動化技術(shù)不斷結(jié)合新的科學(xué)技術(shù)，以應(yīng)對未來社會用電量高發(fā)展趨勢。下面是對電力系統(tǒng)自動化技術(shù)未來發(fā)展的預(yù)測：

十三五”期間，我國電力工業(yè)發(fā)展面臨一系列新形勢、新挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)智能化，綠色化是其中的重要方面。

第一，現(xiàn)階段電力企業(yè)的電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展正在逐步完善智能化的方向發(fā)展，智能化的電力系統(tǒng)可以真正的實現(xiàn)無人化的電力正常輸送，而且控制管理也非常的便捷，對于在發(fā)電、供電以及終端的信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計也相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確快速，而且對于線路等也可以實現(xiàn)全方位的監(jiān)控，極大的促進了電力企業(yè)的發(fā)展。

第二，電力系統(tǒng)作為優(yōu)化資源配置、保障能源供應(yīng)的重要手段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在能源綠色、低碳轉(zhuǎn)型中的作用至關(guān)重要。風(fēng)電、光伏發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)、核電的安全運行都對電力系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性提出了新的要求；分布式電源、電動汽車、儲能等多元負荷的快速發(fā)展和廣泛接入對保障供電以及用戶互動提出了新的需求；為應(yīng)對國際氣候政策，實現(xiàn)碳減排目標(biāo)，發(fā)展多領(lǐng)域電能替代和清潔高效用能成為必然的趨勢。電力在未來能源體系中的占比將大幅度提升。

第三，在應(yīng)用領(lǐng)域上通過電腦作為主體控制并以網(wǎng)絡(luò)作為平臺的電氣自動化控制技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)今最為前沿自動化技術(shù)。這種新的自動化技術(shù)可以實時的監(jiān)控電力線路的穩(wěn)定性、安全性。而且可以對每次出現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)進行記錄儲存，進行高精度的計算后形成數(shù)據(jù)表，如果供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題會第一時間進行預(yù)警提示。而且在電力企業(yè)發(fā)電站當(dāng)中電氣自動化控制技術(shù)是最為重要的技術(shù)，對于發(fā)電站內(nèi)部的各個發(fā)電機組的監(jiān)控以及能量的掌控全部要依靠它的控制來完成，還負責(zé)對發(fā)電機組進行抗干擾的保護工作，充分的保證發(fā)電機組的正常發(fā)電能力。

結(jié) 語

綜上所述， 目前我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)主要應(yīng)用在安全保障和監(jiān)視、數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)整合、智能電網(wǎng)發(fā)電等方面。未來我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該朝著智能化、綠色化、前沿化等方面努力。由于智能電網(wǎng)的自動化程度相對較高， 這就需要在智能電網(wǎng)運行過程中時刻保持一個正常的工作狀態(tài)，才能夠保證智能電網(wǎng)所提供的電力質(zhì)量高和穩(wěn)定性強。針對這樣的情況，需要利用電力系統(tǒng)自動化技術(shù)有效排除諧波對電力系統(tǒng)的破壞，防止智能電網(wǎng)的運行受到干擾。截至目前，智能電網(wǎng)在運行過程中已經(jīng)較廣泛地使用了超導(dǎo)無功補償設(shè)置來滿足智能電網(wǎng)內(nèi)部無功補償?shù)男枰?/p>

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