电力系统中电气自动化技术的应用和发展解析

■钟式平 ■江西中昌工程咨询监理有限公司，江西 南昌 330000

近年来我国的微电子技术、电力系统的电子技术都得到了长足的进步和飞速的发展，而原有的使用电力传动进而达到控制目的的概念已经不能够完全表达现代生产中自动化系统所能够担负的第一线生产任务的所有控制设备。此外，电子拖动控制早已在我国各个行业领域得到了非常广泛的应用诸如农场、交通、家电及办公场所等等。自动化的研究方向已经逐步的转向运动控制系统。

1 我国电气自动化的现状

最早电气自动化的发展开始于上世纪50年代，当时电气自动化发展受到诸多因素的影响比如科技水平和经济发展水平，因此在我国其发展的速度一直较慢。随着改革开放，我国的经济得到的突飞猛进的发展，科技水平也随之大大提高，不断改革创新，据此我国的电气自动化也在各个领域得到了快速发展和应用。尤其是当OPC技术的出现、IEC61131标准的颁布，加之多媒体技术和计算机技术的迅速发展，我国的电气自动化技术在电力系统中的应用发展也得到了跳跃式的进步。

1.1 电气自动化系统维护简易

当前电气自动化的系统构成主要技术支撑点仍然是微软的Internet Explore、Windows NT，这些技术拥有非常标准的执行语言以及相应的操作规范，在该项技术发展的过程中逐步建立了标准的平台。由于电气自动化系统越来越多的得到广泛的使用，该系统也被越来越多的企事业单位采用，因此随着科技的飞速发展，电气自动化系统的维护过程也变的越来越简单方便，系统的操作界面也得到了极大的改善。

1.2 分布式控制应用

分布式控制系统在实际应用中往往被称为分散控制系统，系统可集中进行管理、收集数据和集中控制自动控制系统，同时还可以在生产过程中用数台计算机分别控制多个回路。电气自动化系统的目的就是为了达到对每个运行的组成单元部分进行有效管理和调控，同时还要兼顾好设备与线路之间、设备与设备之间的相互关系，所以分布式控制系统的应用在电气自动化系统中的地位非常重要。

1.3 IEC61131标准使编程接口标准化

在IEC 61131标准颁布之前的最初阶段每个生产厂家都有自己企业的执行标准，每个厂家的每种元器件不论是使用范围、功能还是型号都有着巨大的区别和不同，因此造成标准互不通用，元器件市场非常混乱，设备之间也不能够相互匹配组合使用，对设备进行统一管理维护也就更是无从谈起。在IEC 61131标准颁布之后，这一行业中有了行业执行标准，因此无论是何厂家所生产的元器件均可以以最佳的组合进行匹配，极大的提高了生产效率。

2 电气自动化技术在电力系统中的应用

2.1 计算机技术在电力系统自动化应用

计算机的出现对人类社会的进步起到了巨大的促进作用，而电力系统中采用计算机控制技术对电力系统的发展也做出了巨大的贡献。计算机技术的发展速度日新月异，其在电力系统中的众多关键环节中都发挥着重要的作用，例如发电、变电、输电以及配电等关键环节。因此也就促进了电力系统的电气自动化技术的飞速发展。

2.2 智能电网技术的应用

智能电网技术是指由计算机技术与电力系统自动化技术有机结合而形成的一个面向全局的智能控制技术，它涵盖了输电、变电、配电、用户、发电及调度的每个环节，智能电网技术是一个非常典型的技术。而在计算机技术中被广泛应用的一个技术便是细心管理系统。计算机技术系统纳入了很多稳定控制系统、变电站自动化系统，同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。智能电网的最初原形在某种程度上就可以认为是数字化的电网建设，这一前期铺垫过程也可归于为我国建设智能电网所做的预备建设。智能电网的通信技术又是智能电网中比较典型的技术，当然也离不开计算机技术作为技术支撑，需要应用现代最先进的网络通信专业技术，需要拥有可靠性、双向性、实时性等等特点，并且这一系统是完全靠计算机技术而存在的，同时还兼具信息管理的功能。

3 电气自动化技术发展趋势

我国虽然现阶段电力系统的电气自动化技术发展迅速，但是与国外相比在我国起步较晚，因此很多技术及研发水平与国外很多方面还存在着巨大的差距。这也就要求我国在借鉴和学习国外电力系统电气自动化技术的同时，还要客观实际的结合我国电力系统的实际情况，不断的研究和开发适合我国国情及发展需求的电气自动化系统。

3.1 保护、控制、测量一体化

根据专业分工、人员配置、运行体制角度出发，目前我国的的自动化系统采用较多的是保护相对独立而站内监控收集数据，从而提供详细的分析结果和处理结果。将测量、控制及保护有机的结合在一起可以更加完美的实现设备无重复配置、技术合理性、维护工作量变繁为简及未来快速发展趋势。测量、控制及保护的信息来源全部都是来自于现场，测量和控制一般采集的是电力系统的运行状态等信息，设计要求测量范围较窄，对其精度的要求较高，数值一般在测量额定值左右浮动，保护主要收集一次设备的异常状态故障的信息，测量范围则比较宽，常规定按额定值参考，因此其精度也较低。CPU(总控)单元只接受由当地上位机或远方输出的控制命令，通过规定的校核之后便可直接进行动作到保护回路，这样一来就免去了遥控执行、遥控输出等等步骤，提高了可靠性，也简化了设备。同时这些装置的运行可靠性必须达到要求。这也就要求在设计、运行、制造及管理各个部门之间突破原有专业界限，相互配合从而适应各种变化。

3.2 国际标准的应用

经过多年的发展，IED电力自动化方面也得到了长足的进步和被广泛的采用。国际电工委员会制定了IEC61850国际标准，目的是为了使不同厂家所生产的IED设备的信息相互之间可以无障碍操作以及实现信息共享，使得厂站电气电气自动化系统成为可持续开发系统。同时我国为了与国际标准接轨，我国已经展开了基于国际标准的电气电气自动化系统的研发计划，因此我们有理由相信这也是未来自动化系统的主要发展方向。

3.3 以太网技术的兴起

电力系统在发展的过程中随着自动化系统对传输数据的要求越来越高，因此出现了以太网技术，这一技术的出现极大的满足了通讯的实时性，数据传输的速度得到了大大提升，数据量也大为提高。以太网最主要的应用形式是Ethernet+TCP/IP。未来电力系统自动化发展应该是在传承以太网的技术为基础的前提下，与工业生产过程相结合，产生新一代的由以太网为核心技术的现场总线技术。就目前的情况来看，现场总线、以太网等计算机系统技术已经被广泛的应用到变电站的电气自动化系统当中，经过多年的运行经验积累，智能化电气设备也得到了快速的发展，这些相关技术的快速发展均为电气自动化技术应用于电力系统中打下了良好的基础。

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［3］任杰.电气自动化技术在电力系统中的运用浅谈［J］.科技传播，2012(06).