卜明光

（中國石油工程建設(shè)有限公司 華北分公司，河北 任丘 062550）

0 引 言

在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，我國電力行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。隨著我國用電規(guī)模的持續(xù)提升，對電力發(fā)電量與發(fā)電質(zhì)量提出了更高的要求，需要實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)智能化。電氣工程是電網(wǎng)建設(shè)中的重要組成部分，應(yīng)不斷強化電氣工程自動化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，快速解決各種電網(wǎng)問題，為電網(wǎng)的智能化發(fā)展提供有力支持，提高電網(wǎng)運行效率。

1 電網(wǎng)建設(shè)特征

電網(wǎng)是由不同電壓的變電所及輸配電線路構(gòu)成的整體，主要包括變電單元、輸電單元以及配電單元。目前，隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大和電力自動化技術(shù)的普遍應(yīng)用，電網(wǎng)逐漸朝著智能化建設(shè)方向發(fā)展，在集成式高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的支持下，通過先進的傳感和測量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟高效運行。電網(wǎng)建設(shè)特征主要體現(xiàn)在以下3個方面。

（1）環(huán)保性。隨著生態(tài)建設(shè)政策的出臺，需要積極運用生態(tài)環(huán)保技術(shù)，確保電網(wǎng)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。通過優(yōu)化電力資源結(jié)構(gòu)、使用環(huán)保節(jié)能材料等措施，降低電網(wǎng)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境造成的影響，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的協(xié)同發(fā)展。

（2）交互性。電網(wǎng)建設(shè)過程中，通過與電力用戶的實時交流，明確電力用戶的電能需求，及時調(diào)整電能供應(yīng)模式，優(yōu)化資源配置。

（3）自動化。自動化是現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)的突出特點之一，依靠大量自動化技術(shù)與設(shè)備提升電網(wǎng)的智能化和數(shù)字化程度，減少人工操作出現(xiàn)的失誤，不斷提升電網(wǎng)運行效率，減少資源消耗[1]。

2 電氣工程自動化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用價值

以自動控制理論為主要理論基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、計算機信息技術(shù)、傳感器與檢測技術(shù)、電機與驅(qū)動技術(shù)等為主要技術(shù)手段，對各種自動化裝置和系統(tǒng)實施控制。電氣工程自動化就是運用多種自動化技術(shù)實現(xiàn)對各種電氣設(shè)備的自動化高效控制，具有強弱電結(jié)合、軟硬件結(jié)合、機電結(jié)合等特點。以電氣工程監(jiān)控自動化為例，其具有集中監(jiān)控、現(xiàn)場總線監(jiān)控以及遠程監(jiān)控等多種監(jiān)控形式，在電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。電氣工程自動化的監(jiān)控形式如表1所示。

表1 電氣工程自動化的監(jiān)控形式

傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)工程量較大，一般需要多人參與勘察設(shè)計與監(jiān)督管理，整體監(jiān)督管理效果不佳，無法及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)中存在的實際問題。引入電氣自動化技術(shù)后，可以借助電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)對電網(wǎng)建設(shè)系統(tǒng)各部分的實時動態(tài)監(jiān)督，快速準確發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)階段存在的問題，從而提高電網(wǎng)建設(shè)效率和建設(shè)質(zhì)量。

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用。利用先進的電氣自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)建設(shè)全程的規(guī)范操作，減少人力資源的使用，同時借助智能終端設(shè)備隨時隨地細化調(diào)整電網(wǎng)建設(shè)工程，使電網(wǎng)建設(shè)操作流程更加簡單快捷[2]。

電網(wǎng)建設(shè)的安全程度影響著電網(wǎng)運轉(zhuǎn)效率，需要確保電力生產(chǎn)與輸送的安全性。通過電氣自動化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用，借助所部署的傳感器和自動化監(jiān)控設(shè)備，能夠快速獲取變電站運行期間的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)并集中處理，根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù)上下限與變化趨勢，準確預(yù)測變電站運行中可能出現(xiàn)的故障風(fēng)險并及時排查，確保變電站的安全運行，減少電力運行故障發(fā)生。

3 電網(wǎng)建設(shè)中電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 電力調(diào)度

傳統(tǒng)電力調(diào)度自動化主要包括變電站自動化與調(diào)度主站自動化，前者一般憑借遙測裝置與遠程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU）實現(xiàn)集中或分布式調(diào)度，后者主要依靠數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建自動化調(diào)度框架，存在信息閉塞、信息共享受限等實際問題。為了解決上述問題，提高電力調(diào)度效率，需要結(jié)合電力調(diào)度生產(chǎn)實際需求，實現(xiàn)全過程多類型的生產(chǎn)運行信息整合，以此來提升對全景信息的收集分析能力，進一步保證信息的全面性、精準性與完整性。實施動態(tài)實時的問題診斷與信息優(yōu)化，形成更加精細全面的電網(wǎng)運營狀態(tài)圖，為調(diào)度決策提供可靠依據(jù)。

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)主要包括自動化電廠的控制中心、終端服務(wù)器、電網(wǎng)調(diào)度工作站等，如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成

利用局域網(wǎng)實現(xiàn)一定范圍內(nèi)調(diào)度設(shè)備、發(fā)電廠以及變電站的整合，提升電網(wǎng)調(diào)度的統(tǒng)一性與便捷性。不同廠商的能量管理系統(tǒng)（Energy Management System，EMS）應(yīng)用數(shù)據(jù)程序接口不同，會嚴重阻礙信息共享，產(chǎn)生信息孤島，導(dǎo)致信息數(shù)據(jù)之間不能達到良好統(tǒng)一。電氣工程自動化技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用需要結(jié)合《能量管理系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（EMS—API）》系列標準，實現(xiàn)多家廠商EMS集成系統(tǒng)的應(yīng)用，并將其與電網(wǎng)運行中的其他系統(tǒng)深入結(jié)合，提升EMS應(yīng)用軟件的開放化與組件化水平，加快信息共享[3]。依托通信網(wǎng)絡(luò)、智能電表、局域網(wǎng)絡(luò)以及調(diào)度系統(tǒng)，打破信息傳輸限制，消除信息孤島，有助于調(diào)動其他區(qū)域電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，提升資源配置的有效性。

此外，技術(shù)人員需要利用電氣工程自動化技術(shù)完善電網(wǎng)調(diào)度各環(huán)節(jié)。例如，利用電氣工程自動化中的信息采集模塊采集發(fā)電廠與變電站的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至調(diào)度控制中心，控制中心根據(jù)數(shù)據(jù)下達調(diào)度指令。利用智能信息處理實現(xiàn)發(fā)電自動化控制，利用自動化技術(shù)進行電力資源的經(jīng)濟配置，減少資源浪費。此外，利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計等手段為電力資源市場化運營提供依據(jù)[4,5]。

3.2 分散監(jiān)控

電網(wǎng)建設(shè)中的發(fā)電廠分散監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有多層分級，能夠滿足不同場景下的數(shù)據(jù)收集、過程控制管理、電力運營等需求。電氣工程自動化技術(shù)在發(fā)電廠分散監(jiān)控中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)多個區(qū)域或設(shè)備的相互連接，例如通過電氣工程自動化技術(shù)連接多個發(fā)電機組，當(dāng)其中某臺發(fā)電機組出現(xiàn)故障時，可以利用分散監(jiān)控系統(tǒng)斷開故障機組，避免由于一個發(fā)電機組故障導(dǎo)致大面積發(fā)電故障。此外，應(yīng)用電氣工程自動化技術(shù)可以實現(xiàn)發(fā)電廠的綜合自動化監(jiān)控，有利于提高發(fā)電廠的綜合控制能力。

3.3 配電網(wǎng)優(yōu)化

根據(jù)配電網(wǎng)實際運行需求，通過計算機技術(shù)實現(xiàn)微機操控，確保電力系統(tǒng)平穩(wěn)高效運行，同時精確收集運行信息，為配電網(wǎng)自動化調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。通過自動化編程，連接配電網(wǎng)接觸控制端與系統(tǒng)內(nèi)總線，為配電網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)、開關(guān)操作自動化提供數(shù)據(jù)參考。利用電氣工程自動化技術(shù)對配電系統(tǒng)中的主站自動化系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，提高軟件系統(tǒng)的分析能力和數(shù)據(jù)采集能力[6]。在信息傳輸方面，配合信息交互與自動化功能的邏輯配合，提供更加多樣化且精準的配電網(wǎng)控制信息，加快信息傳輸速度，實現(xiàn)電網(wǎng)故障分析、區(qū)域防誤操作與無功優(yōu)化操作的準確進行。

3.4 電氣設(shè)備控制

電網(wǎng)中的電氣系統(tǒng)主要包括電氣傳動系統(tǒng)與電氣傳動控制系統(tǒng)，其中電氣傳動系統(tǒng)主要包括傳動裝置、生產(chǎn)動力裝置與生產(chǎn)過程自動控制裝置等，電氣傳動控制系統(tǒng)包括程序控制裝置、邏輯元件等。在電氣設(shè)備控制中應(yīng)用電氣工程自動化技術(shù)可以提高電氣設(shè)備控制的準確性與實時性，根據(jù)電氣設(shè)備工作原理將TCP/IP協(xié)議嵌入到電氣設(shè)備的只讀存儲器（Read-Only Memory，ROM）中，利用微計算機對電氣設(shè)備數(shù)據(jù)進行采集、計算與存儲，從而掌握電氣設(shè)備的運行狀態(tài)。完善用戶功能，使用戶能夠通過瀏覽器獲取電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，從而降低電氣設(shè)備遠程控制的難度。此外，電氣設(shè)備中含有大量的聯(lián)鎖保護裝置，對可靠性的要求相對較高，應(yīng)用電氣工程自動化技術(shù)時需要選擇抗干擾能力強且作業(yè)效率高的自動化保護裝置，在電氣設(shè)備啟動、關(guān)閉時對電氣設(shè)備進行監(jiān)控，減少電氣設(shè)備中的安全隱患[7-10]。

4 結(jié) 論

在當(dāng)前智能化時代背景下，電氣工程自動化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的運用是提升電網(wǎng)建設(shè)能力的重要舉措。隨著電網(wǎng)建設(shè)智能化和數(shù)字化程度的不斷提升，應(yīng)加快對電氣工程自動化技術(shù)的優(yōu)化升級，結(jié)合電網(wǎng)各模塊的實際電力運行需求，推動電氣工程自動化技術(shù)的合理運用，保證電網(wǎng)建設(shè)工作的可持續(xù)、高質(zhì)量開展。