数字技术在电力电气自动化中的应用

杨 波

（广安市人民医院，四川 广安 638000）

1 数字技术应用优势

数字技术是信息化技术发展的结晶，是一种综合性技术，是基于各种先进技术，将声音、文字、图像等信息变成数字化信息，以二进制的方式进行存储、传输、处理，这些信息可以被计算机有效识别，并经过计算机的运算、处理、加工，再输出相关的命令，去控制其他的机构，或者与其他计算机进行通信。其现已被广泛应用于各个领域，如电力电气自动化领域。

传统的电力电气自动化系统包含大量的硬件式逻辑运算器件，这些器件往往体积十分庞大，而且其功能比较固化、逻辑处理能力偏弱以及可靠性偏低。而数字技术的应用可对电力电气自动化控制流程予以简化，通过相输入应指令，工作人员即可实现逻辑功能的描写，从而让其达到预定的功能。其柔性较强，当预定的控制流程无法实现电力电气自动化控制时，重新对程序进行编写、下载即可，在一定程度上弥补了传统自动化控制系统的不足，如大规模使用继电逻辑电路等，进一步缩小设备空间[1]。

2 数字技术应用特点

近年来，作为高新技术和智能化联合产物的数字技术在多个领域得到了广泛的应用，如在电力电气自动化中的应用有助于实现电气自动化管理，最大化减少生产成本。相较于其他技术，数字技术可靠性高，其集合了信息技术、计算机技术等，将其与高端智能化设备有效结合，有利于持续性优化管理流程，不断改进管理措施。例如，将光纤技术应用于自动化设备中，能及时发现设备运行安全问题或隐患，可提高自动化生产的效率及安全性，充分展现了数字技术的升级、进步，促进了网络化、数字化等模块快速发展。

在电力电气自动化中，计算机、通信技术作为关键性的技术支撑，其自身的进步与发展直接影响自动化管理目标的实现，实际应用时通过合理筛选、配置设备，能进一步提高运作效率及科学性，满足现代社会对整体性、统一性的需求。特别是通信技术的合理应用有利于更加全面地获取相关信息资料，在一定程度上推进同一标准的实现，不仅能不断改善运作智能化水平，而且能在一定程度上降低管理成本，提高工作效益[2]。另外，相较于国外发达国家，数字化技术在我国的应用时间较短，应用过程中会遇到较多问题，如标准不统一、缺乏规范性以及人才队伍不够专业等，特别是技术运行基础薄弱、智能化联网程度偏低，对数字化技术的推广、应用产生了较大的制约，故重视对该技术的探索及创新显得尤为重要[6]。

3 数字技术在电力电气自动化中的应用

3.1 GOOSE虚拟端子技术

GOOSE虚拟端子技术是数字技术中较为常见的一种，以传统电力电子自动化系统为例，存在非常多的节点信号卡入及流出继电器接口，而在光纤技术不断优化及大范围应用的背景下，一对一接口连接方式被光纤接口代替，主要是在基于黑匣子原理的前提下，结合设备外部特显，做好保护工作，各设备的传输协议具有统一性，能对设备二次回路的性能进行改善，有利于工程调试简易化。同时，以往设备接口往往较多，应用GOOSE虚拟端子技术后，可减少设备接口，在一定程度上规避了接口接触不良而导致的不良事件，提高了设备运行的可靠性及安全性，而且节省了布线空间。传统的电力电气自动化技术信号传递主要以点对点的形式实现，应用GOOSE虚拟端子技术后，各设备间可实现有效信息传递，在一定程度上实现了工作的协调发展，对于相同的问题可及时给出响应，加之跳合闸功能的开启，在一定程度上对遥控装置的安全性起到了强化作用；端子可在基于系统端设置的前提下，进一步控制非电量信息，弥补了以往二次回路功能的不足[3]。

3.2 微处理器

由于数字技术的高速发展，其处理器体积呈逐渐缩小状态，而且出现了单片机系统，通过较强的运算能力，其效果与早期电脑处理器效果极为接近，在具备标准的I/O端口的同时，还实现了各通信协议的有效融合，提高了信息传输的高效性。一些单片机还具备AD转化功能，替换了传统数字逻辑电路，在一定程度上减少了电路体积，增强了系统功能，促使电力电气自动化功能水平逐渐提高，可更好地控制一些复杂流程[4]。另外，通过对单片机功能的合理应用，可对系统功能进行进一步的扩展，最终达到创新系统功能的目的。

3.3 通信技术

通信技术在数字技术中占据重要地位，以网络技术使用率最高。在科学技术持续发展的背景下，电力电气自动化向着远程、无人化方向发展，而在此过程中，通信技术的应用不可缺少。值得注意的是，受单片机技术快速发展的影响，大部分单片机具备数字通信功能，在电力电气自动化中应用数字技术后，通过使用通信功能，可将系统信息予以处理，使其以数字形式呈现，之后经数字通信线路实现信息的远程传输，相关管理人员获取信息后予以处理，发出控制命令信息，信息被传输到单片机系统经处理后会形成具体控制指令，从而实现对各执行机构的系统控制。而且新型单片机具备网络通信功能，提高了远程通信的简便性[5]。针对电力电气系统而言，在监控电力中断或传递信息时，往往需要借助智能终端，传输速度相对较慢，并会受到电磁干扰。而应用光线通信技术后，可实现光信号传递，从而规避电磁干扰问题，增强了信息传输的安全性及可靠性。另外，现代化电力电气系统对接口规范性的要求越来越高，为系统功能的可扩展及兼容奠定了基础，使用光纤通信后，相关人员可通过对TCP/IP传输协议的应用，实现内部信息的传输，而且可将单位的电位系统与制造执行系统予以连接处理。

3.4 智能终端技术

智能终端技术也是数字技术的一种，将其应用于电力电气自动化中，可提高电力电气自动化保护水平。例如，跳闸双重保护可进一步提高电力电气的安全性，通过电力保护中断，从而实现远程测控及信号发送。另外，在数字化程序接口的前提下，智能终端技术的应用可避免计算机平台自动化问题的加重，为电气自动化运行创造更为优越的条件，有利于确保电位系统和执行系统间通信连接顺利。

4 数字技术在电力电气自动化中应用存在的问题及对策

4.1 数字技术应用存在的问题

首先，智能技术有待进一步完善。传统电气自动化操作系统的操作流程具有复杂性特点，而数字技术的应用可弥补这一不足，简化操作，节约人力、财力。但由于数字技术还未完全发展成熟，实际应用经验缺乏，在计算机数据和该技术关联等方面缺乏完善性，需要利用计算及转换才能对信息资源进行转化，在一定程度增加了计算机运行工作强度。

其次，技术人员素质有待进一步提高。在数字技术的应用中，技术人员的能力水平直接影响应用效果。目前，部分技术人员的能力存在一定局限性，没有完全掌握数字技术的优势、特点，无法灵活熟练地开展应用，直接阻碍了数据共享目标的实现，不利于电力电气自动化的进一步发展。

最后，缺乏对电力电气自动化设备的维护。在应用数字技术的过程中，设备属于基础支撑，只有确保设备正常运转，才能充分发挥出该技术的作用。但目前，技术人员缺乏对设备的维护，需引起重视。

4.2 数字技术应用创新对策

首先，为体现数字技术的应用价值，在电力电气自动化中应用数字技术后，要重视对技术的完善，积极探索与其他技术的联合应用，从实践中积累经验，提高技术水平，缓解计算机运行强度。同时，对运作程序进行优化完善，将各软硬件设备进行结合，不断提高电力运作设备的控制及辨别能力，避免电力电气自动化运行效率提升缓慢。

其次，应用数字技术时，需定期展开培训活动，增强技术人员的专业能力水平及综合素质，尽可能规避人为因素带来的不利影响。同时，帮助技术人员树立代码控制观念，能进一步完善自动化操作水平，如通过变电站时间端头的应用，能更加全面地测控线路、开关，在降低或预防潜在安全隐患方面发挥积极的作用[7]。

最后，加强对自动化设备的维护，如仔细检查自动化设备的零件，确保及时发现故障位置，以尽快恢复设备运行[8-9]。电力电气自动化设备的安全性及稳定性还会受到环境的影响，对于在室内运行的设备，要保证环境干燥，如果设备受潮，则无法正常运行；对于在室外运行的设备，需落实防雷措施，确保设备稳定运行。

5 结 论

现阶段，随着传感器技术的持续进步，加之集成电路技术越来越成熟，促进了数字技术的进步，增强了数字技术的实用性。将数字技术应用于电力电气自动化中，不仅可实现对系统功能的扩展，而且可提高设备运行的平稳性及可靠性。

具体来看，数字技术在电力电气自动化领域的应用，能强化电力电气自动化信息处理能力。通过各触感器作用的发挥，可实现进一步收集各系统信息情况或者收集各I/O信号，收集结束后经内部处理器的加工处理，将相应的数字控制信息进行输出或者进行I/O控制信号输出，最终达到控制整个执行机构的目的。而且通过预定控制动作，能合理、及时调整电力电气系统。简单来说，数字技术的应用基础是对系统运行进行优化。

值得注意的是，虽然数字技术凭借运行效率高等优势在电力电气自动化领域得到了大范围应用，但是在实际应用过程中会受到各种不利因素的干扰，影响应用效果。因此，在实际应用中，需落实责任制，明确人员的责任范围，以充分调动人员的工作热情及积极性，促使其及时发现问题、及时予以纠正，以避免隐患的出现，确保电力电气设备正常运行。同时，需要进一步完善、优化数字技术，积极探索与其他技术的联合应用，以进一步促进电力电气自动化发展。