王磊 劉田田 侯衛(wèi)靜 王洋 郭佳

摘要：電能是科學(xué)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，電力工業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，在社會(huì)發(fā)展建設(shè)中占有重要地位。隨著電力體制改革的不斷深入，電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，且用戶對(duì)供電質(zhì)量要求越來(lái)越高。電力企業(yè)想要適應(yīng)新的市場(chǎng)環(huán)境，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，降低經(jīng)營(yíng)成本，就要加強(qiáng)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，以構(gòu)建自動(dòng)化電力系統(tǒng)，提高供電質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、無(wú)人化供電，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備故障自動(dòng)檢測(cè)與排除，大幅度降低了供電人力物力消耗，提高了電力企業(yè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了我國(guó)電力工業(yè)持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)；電力系統(tǒng)；發(fā)展趨勢(shì)

電氣工程及其自動(dòng)化作為一門交叉性的學(xué)科，包括計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、可編程系統(tǒng)、電氣控制相關(guān)理論、自動(dòng)化實(shí)踐等。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)各行各業(yè)中的應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其是在制造業(yè)中，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅可以代替人工操作、減少人力成本，而且也能夠提高生產(chǎn)效率。電氣工程及其自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也能夠減少前期投入成本，無(wú)需后期人工檢修，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展。

1 概述

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)是一門同時(shí)兼具了網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等多種新型技術(shù)手段的綜合性學(xué)科。其最為突出的一項(xiàng)特征即為突出了強(qiáng)弱電之間的互相結(jié)合、軟硬件的結(jié)合、系統(tǒng)和元器件的結(jié)合。作為電氣信息領(lǐng)域當(dāng)中的一門新興學(xué)科內(nèi)容，此項(xiàng)技術(shù)最初產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，在20世紀(jì)90年代后期在工業(yè)領(lǐng)域開始逐步引入電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)，并由此推動(dòng)了工業(yè)產(chǎn)業(yè)步入了新的發(fā)展時(shí)期，極大地提升了工業(yè)生產(chǎn)效率，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的工業(yè)化生產(chǎn)方式，極大地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率。直至發(fā)展到21世紀(jì)初，這一技術(shù)被納入國(guó)家重點(diǎn)科學(xué)，技術(shù)水平也有了大幅度的提升，技術(shù)類型更加多樣化，技術(shù)體系也日臻完備，所涉及的范圍內(nèi)容也越來(lái)越多，在很短的時(shí)間之內(nèi)便成了工業(yè)生產(chǎn)的絕對(duì)核心，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化。

2 電氣工程及其自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 控制系統(tǒng)

電力智能控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電氣工程及其自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的智能化控制，可以實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的合理管理和控制，為電力工業(yè)的發(fā)展提供更加科學(xué)的發(fā)展方向。電力智能控制系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行智能化的監(jiān)控、操作和使用，減少人工操作系統(tǒng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用的潛力非常巨大，將系統(tǒng)操作復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行解決，使得不穩(wěn)定性系統(tǒng)和非線性等得到更加全面的發(fā)展，為電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行提供了較為穩(wěn)定的操控效果。

2.2 柔性交流輸電系統(tǒng)

該系統(tǒng)是目前自動(dòng)化輸電系統(tǒng)的核心，在系統(tǒng)中涉及到較多的遠(yuǎn)程遙感技術(shù)、傳感技術(shù)、電力電子技術(shù)和微機(jī)處理技術(shù)等高科技的技術(shù)成果，同時(shí)將一些新型的節(jié)能技術(shù)使用的控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)補(bǔ)償、SVC技術(shù)等各項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)使用到輸電系統(tǒng)中，對(duì)整體的操作系統(tǒng)進(jìn)行智能化和自動(dòng)化的調(diào)控，對(duì)整體的電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使整個(gè)輸電更加的可靠，提升了輸電的效率和輸電系統(tǒng)的性能，整個(gè)輸電系統(tǒng)更加的穩(wěn)定可靠。

2.3 安全動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

在進(jìn)行系統(tǒng)管理的過(guò)程中電力系統(tǒng)的運(yùn)行存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全動(dòng)態(tài)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)調(diào)整，這是電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，因此在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中加入了SCADA系統(tǒng)與監(jiān)視控制這兩個(gè)模塊，主要的目的是為了對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行整體全面的檢測(cè)，并對(duì)出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行記錄，將故障發(fā)生的信息進(jìn)行傳輸，這樣就能夠全面的提升系統(tǒng)的監(jiān)控和維護(hù)的效率，將傳統(tǒng)管理中故障記錄的問(wèn)題進(jìn)行解決，提升數(shù)據(jù)監(jiān)控的準(zhǔn)確性與可靠性。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動(dòng)化能夠保證對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)進(jìn)行充分整合，及時(shí)的收集電網(wǎng)調(diào)度中的各種數(shù)據(jù)信息，并且計(jì)算電網(wǎng)調(diào)度的實(shí)際運(yùn)行效率，通過(guò)電力系統(tǒng)自動(dòng)化可以針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理和監(jiān)控，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力調(diào)度存在的異常情況，通過(guò)這樣的方式也能夠保證電力調(diào)度的整體質(zhì)量，另外在電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的過(guò)程中，還可以針對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行判斷，保證對(duì)于電能資源進(jìn)行充分的調(diào)節(jié)，例如通過(guò)在峰值期加強(qiáng)電力調(diào)度的活躍性，而在低谷期針對(duì)電能進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)這樣的方式可以保證電能資源的合理分配。

3.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

在配電系統(tǒng)中，通過(guò)電網(wǎng)改造能夠保證配電的質(zhì)量與水平得到全面的提升，而通過(guò)運(yùn)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)多層次的控制，促進(jìn)配電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果，加強(qiáng)通訊的聯(lián)系。

3.3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化在變電系統(tǒng)中的應(yīng)用

變電系統(tǒng)中最主要的就是針對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行處理和監(jiān)控，通過(guò)電力系統(tǒng)自動(dòng)化能夠?qū)崟r(shí)針對(duì)二次設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督與測(cè)量，針對(duì)二次設(shè)備的各種信息進(jìn)行全面的收集與把握，及發(fā)現(xiàn)變電系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障隱患，并且將搜集到的信息傳輸給相關(guān)的控制人員，通過(guò)這樣的方式也能夠幫助控制人員更加清楚的了解變電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的效果，提高變電系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量。

3.4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化在光伏電站中的應(yīng)用

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)包括太陽(yáng)能電池矩陣、電源轉(zhuǎn)換器、控制系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電網(wǎng)技術(shù)等。太陽(yáng)能光伏發(fā)電板安裝的傾角方向、安裝位置等因素會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能受光面積發(fā)生變化，產(chǎn)生不同的發(fā)電效率。不同的氣候條件、配置情況、輸出情況也會(huì)影響太陽(yáng)能的輸出功率，所以在太陽(yáng)能光伏發(fā)電板設(shè)置的過(guò)程中，必須要保證太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)置轉(zhuǎn)換效率最大化。對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，由于數(shù)據(jù)中心承擔(dān)著數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)運(yùn)算等繁重的計(jì)算任務(wù)，如果供電系統(tǒng)出現(xiàn)突然斷電的情況，不僅會(huì)造成數(shù)據(jù)大量丟失，而且也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟(jì)效益受損。為此，必須要保證數(shù)據(jù)中心供配電的連續(xù)性，所以只有保障光伏發(fā)電站的連續(xù)性和穩(wěn)定性才能夠在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，具有高效、靈活特點(diǎn)，能夠?yàn)楣I(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供技術(shù)支持。電力體制改革背景下，引入該項(xiàng)技術(shù)，能夠改變以往電力系統(tǒng)運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)督和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，并采用合理措施加以調(diào)整，不斷提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。技術(shù)更新日新月異，電力自動(dòng)化技術(shù)，還將朝著視覺(jué)信息、GPRS技術(shù)融合等方向轉(zhuǎn)變，促進(jìn)電力工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，從而推動(dòng)電力系統(tǒng)朝著智能化方向轉(zhuǎn)變，加快電力體制改革進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]展宗波，趙健.電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（11）.

（作者單位：河北華凱光子科技有限公司1 2 3 4

國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院5）