电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用

杨玉艳

摘 要：随着经济社会的高速发展，越来越多的技术被应用到能源系统中，大大提高了电力系统的效率和稳定性。本文首先分析電气工程自动化技术和电力系统的概念，其次阐述电气工程自动化技术应用于电力系统的意义，最后分析电气工程自动化技术在电力系统运行中的具体应用，以期推动电气工程自动化技术在电力系统中的应用，实现电力系统的高质量发展。

关键词：电气工程;自动化技术;电力系统

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）23-0058-03

Abstract： With the rapid development of economy and society， more and more technologies are applied to the energy system， which greatly improves the efficiency and stability of the power system. This paper first analyzed the concepts of electrical engineering automation technology and power system， then expounded the significance of applying electrical engineering automation technology to power system， and finally analyzed the specific application of electrical engineering automation technology in power system operation， in order to promote the application of electrical engineering automation technology in power system and realize the high-quality development of power system.

Keywords： electrical engineering;automation technology;power system

随着我国经济的高速发展，公众对电力资源的需求不断增加，电力供应企业对电力系统的建设水平提出了更高的要求。由于电力系统是社会稳定发展的重要保障，因此有必要保证电力系统的质量和安全。作为一种新兴的电气技术，电气工程自动化技术在提高电力系统的效率、精度和稳定性方面具有显著优势。因此，为了使电力系统保持高效、稳定、可靠、有效的运行状态，有必要在电力系统中广泛应用电气工程自动化技术。

1 电气工程自动化技术概述

电气工程自动化技术是对电气系统进行实时动态监测和自我调节的新技术，在保证电气系统安全稳定运行方面具有显著优势[1]。电气工程自动化技术是自动控制和自动检定功能的有机结合，涉及电子信息、计算机、信息、网络控制等多种技术理论。从电气工程自动化技术发展现状来看，与西方发达国家相比，我国电气工程自动化技术的发展起步较晚，但近年来在各行业中的应用稳步提高。从电气工程自动化技术对技术人员的要求来看，技术人员除了要有丰富的基础理论知识外，还要有实际操作能力及较高的理论联系实际的综合能力水平。从电气设备的价值应用程度来看，电气工程自动化技术可以使现有电力设备基础设施的应用价值实现最大化。

2 电力系统概述

稳定的电力系统是满足社会大众日常生活需要的支柱，也是推动各行各业发展前进的核心系统。电力系统是生产电能的系统，复杂性强、技术要求高、范围广，涉及发电、输电、配电一整套完整流程[2]。其中：发电是利用各种发电装置将自然界中存在的其他形态的能量转化为电能;输电是连接发电系统和配电系统的枢纽，将电能从发电系统传输到相应的用户端;配电是利用多种配电设施从降压配电变电站出口到用户端的最后环节。为了使电力系统持续维持在一个高效、稳定、可靠的运行状态，各个环节要相互衔接。电气工程自动化技术为保障电力系统的可靠性、稳定性和安全性提供了良好的工具，提高了技术人员的工作效率，节约了人力资源和运行成本。因此，电气工程自动化技术与电力系统的结合有着巨大的潜能。

3 电气工程自动化技术应用于电力系统的意义

3.1 有利于监测并获取电力系统运行状况数据

在全社会能源消耗相对较高的情况下，电力公司收集的数据大幅增加。获取和采集完整、准确的电力数据是维持电力系统正常运行的首要前提，也是电力系统运行监测的关键。电气工程自动化技术的应用能实现对电力系统运行的实时监控，包括维护、信息跟踪、信息定位、数字通信和信息统计[3]。电气工程自动化技术的应用允许通过全面的现场记录对电力系统运行进行实时监控，有利于解决过去因用户和电缆线路的复杂性和分散性而难以获取数据的问题。

3.2 提升操作的准确性和容错率

电力系统具有复杂度高、技术含量高的特点，且机械设备种类多、运行难度大、输电线设计复杂，因此在紧急情况下维护难度大、维护时间长、风险因素高。在电力系统具体运行过程中，即使工作人员具有较丰富的经验，在实际操作中也难免会出现控制失误的情况。而利用电气工程自动化技术，技术人员可利用远程计算机监控系统进行控制，如多级多地点控制自动化系统通过技术人员在调度端发出控制指令，同时具有人机交互式的对话过程，能多次反馈校对，防止出现指令下达错误的情况，并且可以在某个环节检测到指令错误时，发出中断指令并报告错误信息。这种回校设计具有良好的容错性，降低了操作错误率。

3.3 有利于电网生产协调调度

电网调度属于输电系统，是电力系统连接中的重要环节，为保证电力系统稳定运行发挥了积极作用。利用电气工程自动化技术建立科学完善的电网传输自动化系统和自动化操作系统，可以妥善协调软件运行，提高电网传输质量，协调生产设施与各电网的连接，比传统的协调方法更为有效，能保证电网生产协调的便利性和效率，有利于相应的输电生产工作的实施。

4 电气工程自动化技术在电力系统运行中的具体应用

4.1 虚拟仿真技术

虚拟仿真技术主要用于电力系统的实验室仿真分析。电力系统设计完成后，不能直接安装到系统中。在正式运行前，在虚拟仿真分析实验室检测其参数是否符合预期标准，智能地收集相关数据信息，输入功率模型进行仿真，判断正确的处理方法[4]。在达到标准后，再进行一系列后续的实际安装。虚拟仿真技术可以提高整个电力系统的安全性，减少实际安装后因技术错误引发事故的可能性。此外，虚拟仿真技术还被应用于技术人员的教学和培训过程。利用虚拟仿真技术，学员不仅可以看到设备的技术参数，而且能直观地学习电力系统的维护控制原理，有助于达到良好的教学效果。

4.2 人工智能技术

人工智能技术广泛应用于电力系统的故障诊断、稳定性评估、继电保护等领域。在电力系统运行中，通过传统的人力和物力手段进行故障诊断往往需要对数学模型进行推导和计算，工作量大、时间长，在一些急需供电的情况下，不能满足生产部门的要求，难以达到预期的效果。人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术在故障排除方面的优势是显而易见的。AI模拟人类解决问题的思维，然后通过计算和分析数据错误，准确定位故障并找出故障原因，提高维护效率，降低停电带来的生产损失。但是，目前人工智能技术仍处于发展阶段，在稳定性和可靠性方面还存在一些问题，需要进一步研究发展。

4.3 柔性交流輸电系统

随着社会逐步向低碳、清洁能源的方向发展，应用柔性交流输电系统（Flexible Alternative Courent Transmiccian Syestems，FACTS）进行电网潮流调节优势显著。FACTS装置分类如表1所示。将现代远程控制技术、传感技术、电力微机操作技术与智能电网相结合，能实现对交流电能的柔性传输与调控，更好地进行串联补偿，有效地对电网的运行进行优化调节。近年来，光伏发电、风能发电等新能源发电建设力度不断加大。与火力发电相比，新能源发电的电网潮流需要频繁变换，导致电网系统的运行方式、电网的运行情况多变复杂，而电力批发与电力零售市场的交互也使得输电系统需要柔性交流输电提高系统的稳定性，减少故障的发生。但是，目前柔性交流输电系统仍存在一些缺陷和不足需要解决，如成本过高、交互出错率高等，需要在未来重点攻克。

4.4 继电保护自动化技术

在日常生活中，利用继电保护对电力系统进行自动控制是非常普遍的。使用继电保护装置可以在事故发生时及时切断电源，防止发生更严重的事故。传统的继电器在反应过程中往往反应迟钝，难以发现工作过程中的许多隐患[5]。一旦发生事故，很难在短时间内找到事故原因并采取措施。当这些潜在问题累积到一定程度，极易发生火灾等严重后果。微机保护装置是自动化技术在继电保护装置中的一个有效应用，由主控板、跳合闸、信号继电器板、输入输出端子以及显示屏等组成，具体如图1所示。首先，其型号特别齐全，能满足各种设备下继电器的要求。其次，其CPU采用的是最新的芯片，并且通过专用软件进行数据校正，可保证准确性和可靠性，从整体上提升反馈效率和继电保护装置设备的质量。最后，微机保护装置抗干扰能力强，与电气设备的一体化可以缓解设备维护和更换的压力，降低成本。

5 结语

目前，电气工程自动化技术广泛应用于各个领域。随着5G技术和大数据技术的快速发展，相关人员要进一步发展这一高新技术，推动电气工程自动化技术和现有电力系统的有效结合。在未来的发展过程中，要注重自动化技术的高质量创新，开发稳定高效、简单操作的应用技术，提高电力系统效率，为电力系统的长远发展打下良好的基础。

参考文献：

[1]陈国华.电力系统运行应用电气工程自动化技术的分析[J].建筑工程技术与设计，2016（18）：211-212.

[2]胡浙东.电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用[J].通信电源技术，2020（3）：107-108.

[3]蒋永鹏.电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用探究[J].中国科技纵横，2019（19）：161-162.

[4]马爽.电力系统运行中的电气工程自动化技术应用[J].数字技术与应用，2020（6）：74-75.

[5]颜筱宇.浅析人工智能在电气工程自动化中的应用[J].中国设备工程，2019（23）：172-173.