电力系统中电气自动化技术应用

燕莎莎 赵冰冰

摘要：随着电力系统的快速发展，电气自动化技术在变电站领域得到了广泛的应用和发展，其功能技术水平也得到了日益提高。我国电力自动化系统的应用取得了显著的效果，对提高电网的安全运行水平发挥了重要作用。本文主要介绍了电气自动化在电力系统中的应用和发展过程，并对未来的发展前景进行了分析。

关键词：电气自动化;电力系统;技术发展;技术设计

引言

科技进步促进了我国电力工业的技术创新，尤其是将电气自动化技术引入到电力系统，大大提高了电力系统的运行、维护和管理水平。它不仅可以降低系统负荷，提高系统运行管理效率，而且可以实现整个电力系统的集约化、综合化管理。智能化水平的提高促进了我国电力系统的发展，超越更高效、更安全、更可靠的发展方向。

一、自动监控技术在电气工程中的应用

1.1 远程性监控技术

在电气工程中，采用合适的远程监控，可以改善电气行业的运行模式，节约电缆成本、消耗品成本、人工成本等生产和使用成本。通过远程监控，我们还能够实现对电气设备的远程控制，尽可能节省劳动力，并且为提高技术人员的工作效率提供技术保障。但在正常的应用过程中，由于地形的复杂性、传输信号的距离等因素，信号接收状态不理想，在很大程度上会减少部分远程监控功能。

1.2 监控技术的集中及现场应用

将监控技术与电力系统结合能够提高电力系统的可靠性，并且会在一定程度上降低电网的运行成本。监控技术安装使用后，可节省部分机械设备购置资金，更方便日常维护。现场总线监测技术是电力系统中应用最广泛的技术，它采用串行通信线路，可以远距离统一控制生产过程中的基础设施。这种监测方式可以对不同的电气工程进行监测，各种设施之间不存在相互作用和干扰。通过网络信号与总监控室直接相连，具有较强的灵活性和独立性。

二、电气自动化技术的发展

2.1变换器电路从低频向高频方向发展

变换器电路是电力系统的主要组成部分之一，变换器电路的发展情况会直接影响电力系统的运行效率。通常来讲，决定电气自动化发展速度的主要因素是电子元器件的更新周期。在以往广泛应用晶闸管时，直流电路并不能减少交流变频带来的危害。随着电子元器件的快速发展，PWM开关逐渐取代了普通的晶闸管，使电力工业解决了电机低频运行时的正向转矩脉动问题，电机的有效功率也明显。然而，PWM开关的使用带来了更大的振动和噪声。直到威斯康星大学研制出直流环逆变器，它才能实现电器元件功能的灵活转换，不仅能在零电流下转换，而且能完全消除开关损耗。利用本研究开发成果，有效降低了电力系统运行成本，提高了逆变器的集成度，也大大提高了电气自动化技术。

2.2交流调速控制理论

测量并控制异步电动机的定子电流矢量，进而有效掌控励磁和转矩电流，然后实现对转矩的有效控制。在上述理论知识的支撑下，可以将异步电动机的控制技术与滞留电动机类比，极大地提高了交流调速的性能，最终将异步电动机的整体性能带上新的台阶。

2.3智能保护与综合自动化技术

近年来，国内电网机构和相关学者都加大了对电力系统的研究力度，并且依据适应国情的理论将最新技术及时应用在国内电力系统。因此，新型保护装置已进入智能化时代，大大提高了电力系统的安全可靠性。截至2011年底，统计结果表明，国产产品已应用于220千伏及以下电压等级变电站的自动化改造，再高层次的变电站还有别的选择。目前，我国研究人员为我国电力系统开发的分层分布式综合自动化装置已在我国35～500kV各级变电站还有新投入的变电站中运行。

2.4电气自动化的实时仿真系统

為了保证检测电力系统的数据真实，研发团队对整个电网进行了相应的仿真实验。通过建立实验模型可以实时模拟电力系统，使电力系统的稳态和瞬态试验可以在不同的环境下进行，为研发团队提供一手资料，同时也可以形成由控制数据组成的完整体系，进而监控整个电力系统设备。实时仿真系统还可以为电力系统智能保护和新输电系统的研究提供实验条件。

2.5电力系统配电网自动化技术

中国的电力系统由发电、输电和配电三部分组成：发电部分全部在电厂运行过程中;输电部分主要由高电压输电和变压电两部分;配电系统会直接面向具体的电力用户。配电自动化技术主要是面向城乡配电网，它主要将电子技术与计算机网络技术相结合，通过配电网潮流计算，将人工智能应用于负荷预测。

2.6人工智能在电力系统中的应用

人工智能浪潮的推进使得研究人员致力于研究卷积神经网络，将神经网络、支持向量机、模糊逻辑和进化理论应用于电力系統的故障诊断、设计规划和运行分析，进而实现电力系统的自动化。

三、电力系统中电气自动化技术设计

随着计算机和网络通信技术的发展，保护、控制和测量的信息源从信息流的角度出发，通过网络与电力系统之间的通信都是来自现场。为了保护主采集设备的异常状态信息，主控单元直接接收上位机或遥控器的控制输出命令。在对设备进行仔细检查以后，会省去了遥控输出、遥控執行等环节，简化设备，提高可靠性。从电力自动化系统的监控和远程调度两方面考虑电力系统电气自动化技术系统的选择。对于电气自动化系统的保护，应优先选择微机保护的综合自动化系统。计算机监控系统使用后增加的设备数量和类型应在单线系统图设备类型说明中注明，如电源转换器、电源监控器等。对于需要通过计算机监控系统进行远程控制操作的开关，必须选择能够执行远程打开和打开功能的自动开关。通常来讲，应该将合适的开触点融入到计算机监控系统中。在设计低压自动开关时，务必要满足上述需求，并依据实际情况选取合适的触点。在设计人员设计继电保护时，应该予以足够的变电保护，并且优先选用综合性的自动化技术。

结束语

作为整个国家的能源心脏，电力系统的发展水平很大程度上会决定一个国家的整体水平。将电气自动化技术充分融入到电力系统中，能够协助电力系统走向更高水准。除此之外，在计算机网络技术盛行的时代，电气自动化的应用能有更好的天地。受到起步较晚的限制，国内的部分技术与国外相比存在一定距离。因此，我们不仅要借鉴国外先进技术，还要注意自主研发能够自主智能运行的电力系统，为我国电力系统的发展做出贡献，从而将我国的电力事业带向一流水准。

参考文献：

[1] 胡荣荣.电气自动化技术在电力系统中的应用探析[J].机电信息，2015（31）：10

[2] 陈柱.电力系统运行中电气自动化的应用探讨[J].硅谷，2015（11）：110