基于电网系统中电气自动化应用实践分析与研究

宋少瑾

摘要：电气自动化是电力系统发展的重要方向，也是未来电网系统发展的主流趋势。应当结合电力系统的工作流程，探索电气自动化的发展趋势与特点要求。

关键词：电网系统；电气自动化应用技术；研究

1 引言

现阶段，我国科学信息技术的发展正处于一个从外延到内涵不断深化的阶段，一方面国内各行各业的发展凸显了对科学信息技术的重视和需求，另一方面国家也开始重视对相关技术的研究开发，特别是对于电气工程而言，自动化技术对于提高工作效率显得尤为重要。但是目前国内对于电气自动化技术的研究还处于起步探索阶段，再加上相关方面的理论研究和应用探索具有极强的专业性，我国缺乏硬件和软件设施，国内人才资源不足，导致研究似乎没有得到太大的改进，也仅仅停留在理论和形式上，并未发挥其真正的实用性价值。

2 电网系统电气自动化技术应用方向

2.1 应用于仿真系统

仿真系统主要用于对电力系统的模拟实验，主要用来帮助测试新装置的质量与效率。在仿真系统使用电气自动化技术，可以有效的为模拟仿真系统提供大量的实验数据，在多种控制装置中形成相对闭合系统，达到灵活进行输电控制的目标，这对于实现电力系统负荷的监测，实现实时电力系统仿真数据建模，在仿真环境中进行电力系统数据实验，满足电力系统未来发展方面有重要意义，也是电气自动化应用研究的主要发展方向之一。

2.2 自动保护技术应用

随着我国数据信息技术的广泛发展，电气自动化技术中有关自动化保护的研究已经取得快速发展，自动保护装置可以适用于各种等级的电站保护，可以在人工智能、网络通信，以及微电子计算机技术的辅助下有效的拓展自动化应用水平，从而在电站设备的自动保护预警方面提高便利性。通过自动化系统的研究，可以提高电力系统的安全水平，使新保护装置有更强智能化特点，能够通过感应设备实现对电力设备自动控制。

2.3 人工智能方向的应用

在电力系统中引进基于人工智能的自动化技术，可以有效的在电力系统中自主进行故障检测，可以在电力系统的运行分析，电力系统的规划设计方面的提供新研究方向。例如，通过人工智能技术可以把模糊逻辑、专家系统与进化理论应用到电力系统设计当中，从而结合电力系统的实际需求，提高电力系统的智能控制水平，开发出新的高效应用软件，在提高电力系统运行效率基础上，提高设备的自动化控制水平。

2.4 电厂集散测控系统自动化

发电厂的主要工作就是让电能得到有效的生产，现在我国很多的发电厂全部使用的是DCS系统，此系统属于大规模多级电脑控制系统，具有多种的功能，例如实时通讯、控制等，其能够对发电厂起到分散监控、集中操作等作用。在电脑技术进一步提升的情况下，DCS系统的功能也变多起来，性能和以前相比也得到了明显的加强，这就更好的加强了发电厂的自动化管理能力。DCS系统利用电脑控制中心，得到现场设备的运行参数，这样一来就能够让电能在生产期间得到有效的监控，从而保证电能的生产水平。

3 存在的弊端

3.1 监控系统的运作方面

在还没有进行升级的时候，主要的工作就是利用工业控制计算机，来对间隔层设备往上传送的信息进行整理。而采用的远方调度主机，也要依靠向上设备来进行信息的传送工作，这很好的展现出了调度子站功能的效果；另外，其本来就是变电站的监视层，工作任务是在变电站里进行监视、人机交互等方面的工作。在这样的情况下，就能够起到继电保护的效果。不过，这样的监控系统在运行期间会发生系统瘫痪的情况。

3.2 监控系统的保护事项

在以前所开展的检查工作中，变电站所具备的监控系统预警能力，全部是后台控制系统所掌控的。通常情况下，如果后台发生监控机无法有效运行的情况，那么预警就不会及时发出警报，如此一来，相关工作者就无法马上赶往事发地点，这样一来变电站就无法得到有效的运行。

3.3 增容方面受到限制

在电网系统当中，不管是软件还是硬件，其配置都比较低，而且还没有一定的稳定性。另外，并没有采用全新的操作系统，这样一来，变电站在要进行增容的时候，就无法确保系统运行的平稳性。

4 电气自动化技术在电力系统具体应用

4.1 在发电厂中的应用

发电厂是电力系统的重要组成部分，发电厂的自动化水平直接决定着发电操作的效率，无论风力发电与火力发电都需要使用自动化控制系统。目前风力发电中应用的自动化技术主要用在控制叶片旋角控制与监控保护控制方面，从而实现风力发电设备自动向风转向，并且对发电设备进行稳定清洁性进行控制。水力发电主自动化技术主要控制水的运动势能，自动化技术主要应用在信息监控、保护系统与发电控制系统方面，具体可以应用在测量机组，电压调节，保证水力正常发电等方面。在火力发电中主要用于煤炭燃料控制，继电保护控制与故障处理方面，还可以运用信息管理，数据监控，以及自动化操作控制等方面。

4.2 电网调度的控制

电网调度的控制主要运用自动化技术中的数据分析等方面的功能实现对电网情况的综合判断，从而提出有效的调度依据。

（1）通过自动化技术可以对电网运行情况进行实时全面监测，可以直接有效的从宏观角度反映电网运行过程中的问题。

（2）可以在电网资源优化配置的过程中，找出最优化的解决问题的办法，力求在降低运行成本的基础上实现电网有效控制。

（3）還可以对电网运行的风险进行自动分析与控制，从而达到保证电网运行效率，提高电网管控安全质量的目标。

4.3 配电自动化应用

当前配电规模范围仍然较小，使用自动化技术可以适应小规模配电需要设备管理、数据传递等方面的需求，可以通过计算机技术为用户提供高效的服务，从而达到保证电力系统高效可靠运转的目标。目前配电自动化已经与人工智能理论有机联系，实现了在光纤通信支持下的大规模集中控制，这对于通过主站与子站数据有效交换，形成高效配电系统有重要的意义。

4.4 变电站中的应用

变电站的应用主要为了提高变电工作质量及效率，着力运用机器自动化操作方式有效代替人工操作，从而实现人工全面监视，保证变电站的运行安全。变电站的自动化技术主要以信息传输与处理技术相关，是在自动控制的基础上实现对变电站的全方位的实时监控。具体以电缆或光纤信号来操作计算机，并且运用全微化的设备实现变电站运行情况的全记录，达到电网调度自动化目标，并且促进电力设备的现代化生产。

5 研究系统基本思路

间隔层测控装置会将收集的所有测量信息传输到通信层理，之后再由通信层将信息传送进变电站层，这样通信层就能够收到变电站层的所有操作信息，并对间隔层进行有效的掌控。在早期，普遍是利用以下两种形式：1.后台监控工业控制计算机会具有很多的串口卡，而这些串口卡在一定程度上扩充了串口，并能够和RS-485、RS-442等采取有效的通信。另外，RS-485、RS22通信口，主要是IED所创造的。2.在变电站自动化系统里，具有很多的现场总线，其中比较重要的就是CAN以及LONW ORKS。和串口通信进行比较能够发现，无论是在通信速度、还是稳定性发面都能够得到很大程度的提高。

目前，与网络相关的技术被逐渐的采用进了电网自动化升级工作中，而被重点使用的技术分別为以太网局域网以及TCP/IP这两种技术，同时这两种技术也是电网自动化升级所主要采用的技术。而根据这两种优势，相关工作者能够制定出系统升级的基础方案，具体表现为：全新的监管系统在得到运用后，要将还没有以太网功能的IED与以太网进行连接，如此一来，监控系统与运动转发系统在运行期间，就会有独立性，并且两者不能够互相形成干扰。

6 结语

综上所述，电力系统中的电气自动化要从电网系统的实际需求出发，在降低成本和提高效率的基础上，找出有效的电气自动化控制方式与操作策略，从而电高电气自动化技术的适应性。

参考文献：

[1]刘四聪.电力系统自动化技术的应用和发展[J].沿海企业与科技 ，2015.

[2]李爱民.电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用[J].科技资讯，2016.

[3]张书锋.供电系统中电气自动化应用技术升级问题之研究[J].山东工业技术，2017（20）：168.

（作者单位：国家电网甘肃省电力公司检修公司）