电气工程及其自动化技术下的电力系统自动化发展思考

2020-11-26张沫然包盛辰

无线互联科技 2020年10期

张沫然，包盛辰，况逸

（1.山东科技大学，山东济南 250031；2.桂林电子科技大学，广西桂林 541000）

电能是经济社会发展的重要基石，经济社会发展早已离不开电力，电力工业在社会发展中占据着十分重要的地位，其作用是不可替代的。当前，电力企业加大工作改革力度，电力市场的供应主体越来越多元化，直接导致电力市场的竞争越来越明显，同时，用户对电力企业的服务质量提出更高的要求。电力企业要想在新时期实现高质量的发展、获得更好的竞争力、降低电力企业的运营成本，就得强化电气工程和自动化技术的应用力度。比如，当前电力调动自动化建设中就用到CC-2000，SD-6000等系统。在电力系统中电力工程及其自动化技术的应用将实现自动化和无人化的供电，电力设备故障就需要做到自动化检测和排除，减少电力企业人工工作量，降低人工成本，促使电力企业的经济利润空间不断增大，确保我国电力企业在新时期实现可持续发展。

1 电气工程中自动化技术的分析

从技术上来说，电气工程中自动化技术的综合性是比较强的，包含电力电子、自动化、网络管理等多种技术，是一个复杂化的系统，主要内容是强电和弱电的相互结合、元件和系统的相互结合、电工技术和电子技术的相互结合。作为电气信息行业的一个新兴学科，电气工程中的自动化技术自20世纪70年代出现，到20世纪末期在电力工业中得到了应用，让电力企业的发展进入到一个新的时期，提升了工业生产效率，推动了工业生产方式改革，促进了经济的高质量发展。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）工业控制技术、集散控制系统（Distributed Control System，DCS）分控系统以及单片机技术在电气工程领域的应用，促使自动化技术水准实现了提升，技术类型也变得更加丰富多样，技术体系正在加速完善中，在电力行业的应用也是越来越深入，成为电力行业的核心力量，电力生产运营将时间自动化[1]。

2 电气工程中自动化技术下的电力系统自动化发展分析

在新时期的电力发展中，电气工程及其自动化技术已经成为一个主要趋势，推动电力生产和运营向着自动化、智能化和数字化的方向急速迈进。目前，我国很多电力企业都特别注重于研究和推广电气工程及其自动化技术，将有助于提升供电的质量和可靠性、稳定性。欧美发达国家在20世纪70年代已经对电力系统自动化技术展开了研究。我国在20世纪末开始对电力系统自动化技术展开了研究，但是当时因为资金和技术的限制，研发工作一直没取得太大进展。电力企业对电气工程及自动化下电力系统自动化技术的价值作用有了充分的认识，开始花费大量的精力来研究这项技术。

在电力工业领域，电气工程及其自动化技术的广泛应用将对传统供电管理模式实施革新，推动电力工业实现稳健、持续发展，供电效率和质量得到保障。在传统电力生产技术下，电力企业通常在具体供电中容易出现电压偏差、频率偏低等技术问题，从而影响到供电稳定性和电能质量，使得电力质量难以得到有效保障。如果电能比较低，将容易产生电流偏低等问题。将电气工程及其自动化技术深度发展，可以为解决上述问题提供强有力的技术保障。自动化电力系统下的实时监控技术，对电压开启实时监测功能，实时监测电压、电流等来确保电能质量。电力系统自动化为提升电能质量创造良好的条件，为电力系统的安全运行形成一个良好的保障，故障维修的时间将被极大地压缩。在传统的技术模式下，一般在解决电力系统故障之前需要关闭供电系统，出现大面积停电，故障点的查找还要花费很大的人力、物力，给供电企业造成严重的经济损失，给用电企业和居民的正常生产生活造成很大的不便。有的故障还会对电力工人的生命安全构成威胁，造成供电设备的损坏。应用电力自动化系统的价值在于，如果发生了故障，将能对故障实施快速隔离，将隔离点切除出去，确保电力生产和传输运行的安全性。例如，故障诊断技术、PLC技术的应用，为电气系统的良好运行提供保障。维修人员能分析故障信息，从而对故障点进行准确、快速的确定，有助于提升维修工作效率和水平，实现电力系统的安全、可靠运行[2]。

3 电气工程及其自动化技术下电力系统自动化发展的关键技术

从时间运行的效果来看，电力系统自动化的价值优势在实践中得到了很好的检验，将是推动电力工业实现新一轮发展的助推器。电力企业还在不断地加大对电力系统自动化的研究和应用力度，让电力系统自动化技术的作用实现进一步地彰显，强大的功能进一步实现在电力系统中的广泛凸显。笔者将从下面3点对自动系统自动化关键技术进行简单的分析。

3.1 电力系统智能控制技术分析

电力系统智能控制技术，是电力系统化向着智能化、自动化和数字化方向迈进的关键性技术，也成为电力系统控制技术的主要研究方向。电力系统智能控制技术应用潜力是十分大的，将对传统控制基数背景下的复杂性的技术性问题进行解决，尤其是不具有确定性和非线性等的应用系统，需要有较稳定的控制效果。

3.2 柔性交流输电系统研究

柔性交流输电系统是当前自动化输电系统中十分关键性的部分，融合了传感、微机处理、电力电子等多种技术。串联补偿和SVC技术是系统的核心技术，会实现智能化、自动化地控制和调节输电系统主要参数，实现输电系统性能的稳定，提升输电系统的可靠性。该系统的应用将促使电力企业的供电成本和损耗得以大幅度地降低，实现输电节能的目的[3]。

3.3 动态安全监控系统

动态安全监控系统在电力系统中将是一项十分关键的技术，主要是负责确保电力系统得以安全运行，也是电力系统自动化有效实施的基础性技术。动态安全监控系统由数据采集与监视控制系统（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）和监视控制系统所组成，最为核心的技术就是自动故障检测技术，技术原理是以记录电磁暂态来对故障录波实施深入的分析，检测效果好、精准度高。同时，GPS技术将同步传输数据，提升监控和维护效率，能对传统故障中的录波仪据冗余问题进行有效解决，提升数据的准确性和可用性[4]。

4 电气工程中自动化技术下电力系统自动化的发展趋势

当前，电力企业集中资金、技术和人才的优势来推进电力自动化的研究和应用，在电力工业领域中实现电力工程的全面自动化技术。与欧美发达国家相比，我国研究起步比较晚，但是发展速度惊人，研究成果已经可以达到世界先进水平，电力系统自动化的功能和性能都已实现质的飞跃。电力自动化已经成为电力工业未来发展的重要趋势。从电力自动化技术的未来发展趋势来分析，输配电、电能表以及交互终端等多个领域的自动化技术将实现全面融入。在变电站建设过程中，将实现变电站等电力设备的自动化运行，降低运行成本。应用电力自动化系统将实现变电站等设备的自动协调，变电站设备保护和自动化故障诊断等工作就能在很大程度上解放人力。同时，应用自动化的隔离举措，系统能实现对故障的自我记录，所记录的故障将为变电站的定期运行和维护提供数据支撑。在具体的维护过程中，分析记录数据，就能做到对多发故障点实施重点监测，很好地降低故障率，提升设备运行的稳定性。在应用电网调度中，将实现对服务器的调度，降低运行成本，实时监控电网负荷，杜绝电网出现超负荷的情况。