电力系统中电气自动化技术的应用与发展

安徽国通电力建设有限公司 韩清超 戴张斌

利用电气自动化技术能维持电力系统自动运行的安全效果，完善电力体系运行方案的基础上降低资源的浪费，从而真正意义上创设数字化技术和智能化技术融合的电力管理平台，为国家电力产业的全面健康发展奠定坚实基础。电力系统电气自动化技术的应用主要是从计算机技术和PLC 技术两个方面入手，有效提升智能化变配电工作的综合效果。与此同时，能建立更加和谐高效的电网调动模式为不同级别电网提供优质的供电服务。电气自动化技术还能简化传统电力系统运行的流程，落实协调化管理体系，确保电力系统的运行更可靠、更灵活。

1 电力系统中电气自动化技术的应用建议

电力电子技术和微电子技术也呈现出全面发展转型的趋势，这对于电力系统全面提高运行效率具有重要的意义，也就是说，电气工程及其自动化技术融合在电力系统中，为电力系统全面升级提供了良好的技术保障。

1.1 通用变频器的应用

在电力系统内，将规范化的中小功率系列变频器称为通用变频器。初代通用变频器依据的是16位CPU 完成运行控制指令的获取，二代通用变频器就升级为32位DSP，并且在实际应用中需借助磁通补偿器、转差补偿器等完成应用处理工作，运行中不存在跳闸问题，这部分设备在市场中无论是应用占比还是推广效果最好。而在电气自动化技术全面发展的基础上，三代通用变频器逐渐受到关注，利用全数字化控制的高动态性能矢量应用模式，借助软件就能完成相应参数的处理，无论是变形结构控制还是自适应控制都更加理想，真正意义上完善了闭环控制自优化的运行效果。

1.2 变换器电路

在电力电子器件不断更新的基础上变换器电路也要实现全面更新，传统变换器电路应用的是普通的晶闸管，建立的是相控整流的方式，而在电力电子器件逐渐发展的过程中，利用PWM 变换器就能在提升功率因子运行效果的基础上，更好地降低高次谐波对整个电网运行安全和稳定产生的不良影响[1]。另外，谐夺式直流环逆变器的研发和应用，能最大化的保证电子器件处于零电压或是零电流环境中依旧能实现合理性转换，呈现出软开关的状态，减少操作过程中的能源消耗，并且还能为高功率环境中逆变器集成化处理工作的顺利开展提供保障，发挥了电气自动化技术的应用优势。

1.3 电网调度自动化

电网调度自动化体系也是电气自动化技术全面应用的表现形式之一，结合电网调度自动化处理工序可知，在建立不同级别调度控制方案的基础上，融合计算机技术有效预测电网运行中存在的问题，并针对问题落实相应的指导方案，一定程度上维护电力系统运行的综合质量，打造最合理化调度体系，促进电力系统全面可持续发展[2]。

1.4 全控型电力电子开关

随着电气自动化技术的不断发展和进步，利用全控式期间替代传统半控型器件已成为电力系统发展的必然选择。GTR 在完成二次击穿和安全工作区管理的过程中，由于自身性能因素使得相应的热容量较小，且对应的过流能力控制效果也不理想，这就需要技术部门结合其运行环境完成保护电路或是驱动电路的处理，不仅增加了电路的复杂程度也增加了运行成本。而在电气自动化技术推动下产生的MOS，依据其输出特性和转移特性（图1）能很好地规避相应问题，借助高输入阻抗的特性提升运行的时效性，配合功率MOSEET 的电压驱动器件，就能在器件开通的环境中完成充电电流的配给，无论是驱动电路的设计难度还是工作区域的安全性都具有显著的优势。

图1 MOS 特性（a 为输出特性、b 为转移特性）

在此基础上，相关技术部门依托电气自动化技术还研发了IGBT，能具备高输入阻抗和高速特性，在通态情况下电压降和GTR 相比约为1.5V 到3.5V，能在高工作频率下完成对应工序，并且创设宽度富足且运行稳定的安全工作区，简化驱动电路，最大化提升运行的综合效果[3]。

1.5 单片机

在单片机市场中MC-51依旧是单片机的代表，无论是可靠性还是保密性都具有突出的优势，并且也适用于PIC 系列单片机的推广工作。而在电气自动化技术全面发展升级的基础上，单片机在实际应用中的具体开发手段也更加多样，不仅可利用汇编语言完成对应操作管理，还能应用模块化的C 语言或是PL/M语言建立联系，确保单片机能及时进行信息和数据的获取，从而维持电力系统运行工作的基本质量。

1.6 工业控制计算机

对于电力系统而言，常规化的技术升级能有效打造更加和谐且稳定的工作运行状态，而电气自动化技术的全面进步能从逻辑电路、集成电路等方面入手，从而实现工业控制计算机全程控制的目的[4]。一方面电气自动化技术推动了集成电路的全面发展，尤其是集成模拟乘法器和集成锁相环路等，借助对应的自动控制系统就能维护电力系统运行的基本效率，建构更加和谐的技术方案和平台，为电力系统中相应数据的收集、汇总以及电机控制工作提供良好的保障；另一方面电气自动化技术也实现了逻辑电路的系统化升级，尤其是专用芯片的逻辑设计升级，更好地建立响应速度处理模块，主要分为4种类型的器件：PROM、FPLA、PAL（一代产品）、GAL（二代产品，与TTL 兼容，可编程保密位），其中GAL 大大降低了运行中的造价，为简化电力系统设计难度、强化运行稳定性奠定基础。

综上所述，利用电气自动化技术全面推广工业控制计算机能有效完成对应的工作，保证电力系统整体运行的和谐水平。例如应用电气自动化技术支持的工业控制计算机完成图表分析、电力系统新产品研制、DMA 控制等，对电力系统的可持续发展予以支持[5]。

2 电力系统中电气自动化技术发展趋势

科学技术在不断发展和创新，因此电气自动化技术在电力系统中的应用范围将更加广泛，产生的影响力也将越来越大。微电子技术和电力电子技术也在升级和进步，为电力系统更快速更广泛的应用运行提供了支持和保障，基于此，电力系统中电气自动化技术也将向着更多元的趋势发展。

第一，电力系统中电气自动化技术将向着技术进一步创新和系统研发的方向发展。无论是技术层面的升级还是技术相关制度方面的健全完整，都将推动电力系统发展的顺利进步，从而提升技术运行管理的综合效果，建构完整的自动化、智能化运行体系，从而确保电力系统逐渐形成综合自动化目标。

第二，电气自动化技术将推动电力系统向着保护机制、控制机制和测量流程一体化的方向发展。例如，将电气自动化技术应用在电力系统监控数据收集和汇总工作中，确保能完成实时性数据分析和运算归纳，从而有效形成对应的保护机制，维持电力系统运行的独立性和安全性。一方面能建立完成的系统运行保护体系并协调对应工作环节和细节，确保电力系统能结合自动化运行方案不断调整具体操作内容，进一步提升保护效果和控制合理性；另一方面电气自动化技术能推动故障自检工序的全面推进，有效对电力系统可能出现的事故和故障问题进行预测分析，确保效率最优化，并能依托实际情况简约地升级操作程序，维持电力系统运行方案一体化发展的综合进程[6]。

第三，电力系统在电气自动化技术辅助下将向着国际化方向发展。在实际工作中要积极采取国际统一标准进行对应行为和管理要求的配置，尽管相应工作和国际标准相比还有待优化，但却可以充分肯定国外研究标准对我国电力系统运行管理的影响，提高深层次研究的水平。

总之，电气自动化技术应用在电力系统中能促进电力系统的全面优化，要对其取得的研究成果予以重视，并依据电力系统的运行需求落实相应的方案，从而维持电力系统的安全性和稳定性，有利于电力系统常规化操作和电力管理，为生产生活用电质量的全面提高奠定坚实基础。