浅谈智能变电站发展与电力自动化应用

摘  要：随着时代的发展，特别是科学技术的不断创新和发展，电力事业得到了快速发展，在电力系统技术高速发展的情况下，无人值守将成为变电站管理的一种主要方式。本文通过笔者的工作经验和查阅相关资料，浅谈智能变电站的发展，对变电站采用的机电自动化与信息数字化两种方式进行简析。并对电力自动化在PLC技术、计算机应用技术、规范化管理程序、传动技术及人机界面等方面的应用进行解析。

关键词：智能变电站;发展;电力自动化;应用

引言

电力工业是国民经济的基础，在国民经济的发展中发挥着举足轻重的作用。变电站是电力系统中一个重要的场所，该场所可以对电压和电流进行交换和分配，之后将电能输送给用户。而智能变电站属于一种综合性自动化系统，主要对变电站进行以下几个方面的操作：控制、调度、自动监视以及测量等，以此来提高输电效率，最大限度降低电能消耗。具体简析如下：

一、智能变电站发展情况历程

（一）采用机电自动化方式

以前是采用人工值守变电站的方式进行变电站的管理，人工值守这样的方式存在着一定的弊端，值班效率偏低，同时浪费了企业的大量人、才、物的力量，一定程度上阻碍了变电站的进一步发展。而随着无人值守这种方式投入到对变电站的管理中，同时应用电力自动化技术，既改善了管理方式，又提高了管理效率，也为电力企业降低了对变电站管理投入的人、才、物等大量成本，无人值守是变电站管理新的发展趋势。随着20世纪80年代中期清华大学研制并开始使用35KV变电站微机自动化系统，无人值守变电站才逐渐发展起来。

（二）采用信息数字化方式

当下信息技术快速发展与应用推动了社会进步的同时，也大大推动了电力自动化运行系统的发展，人们的生活模式也有了较大改变。由于工业电网的发展较为复杂，电网安全稳定运行成为了大家关注的问题，安全要求不断提高，对于自动化领域来说，现场总线就是计算机局域网，在人们的日常生产、生活中发挥巨大作用。而现场总线多用于电站、电力系统以及变电站中，有利于项目的经济性、可靠性以及高精度。而且它的网络传输速率非常快，完全可以满足变电站关于信息传输速率的要求，而且已经超过了要求，现场总线的抗干扰与抗震动能力相当强，所以对于环境比较恶劣的变电站更为适用，在整个生产活动中起着核心作用。

数字化的变电站运管系统比较先进，在电力生产过程中，变电站综合自动化采用了微机技术，数据可自动化运行，同时其记录统计更为人性化。变电站综合自动化系统主要包括以下几个系统：（1）监控系统。监控系统具有以下几个功能：数字量输入、模拟量输入及控制输入等。此外，还可以对变压器和站内线路实施参数的监视以及测量等。（2）保护系统。在该系统中，继电保护比较独立。此外，以下几个方面也需要独立：保护的逻辑功能、测量以及启动、输入量、跳闸等。（3）断路器闭锁系统。全方位的防误操作系统是该系统的一大优势，因此可以完成“五防”工作。变电站在正常运行中如果出现问题，其数字化的运管系统就能够进行快速分析并给出报告，对问题的起因、如何处理作出分析;对发生问题解决之后，该系统会对变电站设备进行维修的情况主动报告。对于变电站处于连接中的一次电气设备、二次电子装置二者来说，数字化通信是二者有效的一个通信平台，只有保证变电站的数据通信平台、数据建模之间的统一，才能可能实现智能装置在平台上的相互操作。

通过在变电站中运用智能化的信息系统，同时以数字化的管理模式为基础，为了在短期内增加其智能装置数量，就需要采用统一的数据通信平台与数据建模从而实现互操作性。

二、解析电力系统自动化的应用

电力自动化技术在电力系统运行中的应用，推动了电力系统中仿真技术的应用。电力自动化的应用就是通过融入局域网络计算机，以程序控制为基础，分析变电站的真实运行情况，并对其运行状况进行管理。电力自动化在变电站中的应用，能够为电力系统提供大量的运行数据，全面掌握電力系统的运行情况，有利于加强对其管理程序的规范力度，提高管理质量。电力系统运行中电力自动化技术的具体应用在以下方面：

（一）可编程逻辑控制（PLC技术）

可编程逻辑控制简称PLC技术，是电力自动化技术在电力系统中应用的一个重要部分。可编程逻辑控制是计算机科学技术和自动化控制技术相结合的一种技术产物，可编程逻辑控制在电力系统运行中的应用，能够实现对电力系统的逻辑运算、信息记录以及根据不同的计算机指令自动编写程序代码等功能，有效降低了电力系统的能耗，使电力系统实现了更加灵活的运行状态。电力系统运行中可编程逻辑控制的应用，不仅可以快速完成信息系统数据的传递、转换、整合、分析和采集等工作，还可以智能控制操作电力系统中一些计算机指令。

可编程逻辑控制还被广泛地应用在电力系统中很多的控制环节，可编程逻辑控制可以实现电力系统总线中的信息通信链接，实时控制电力系统中的一些信息模块，使整个电力系统中相关的系统能够协调运行。通信技术具有信息全、规模大以及传播快的优势，将通信技术应用于电力系统的运行管理中，既有利于深化电力系统的运行管理，又能够从根本上推动变电站的自动化发展。

（二）计算机方面技术应用

电力自动化的应用就是通过融入网络计算机，计算机技术是电气自动化技术组成中的一项核心技术，电气自动化技术在电力系统运行中的应用，使得计算机技术应用在电力系统运行的供电、变电、配电等多个方面都有着非常广泛的运用。随着计算机技术在电力系统中的广泛应用，电力系统逐渐实现了智能电网，在电力系统的输配电以及供变电等环节发挥着越来越重要的作用。由于通信技术早期受技术条件落后的限制，在其运用时采用的管理模式比较简单，主要为串行通信技术。在使用中，我们发现该技术存在一定弊端：功能少、通信速率低、效率差以及传输速率差，所以使用效果较差。

信息技术发展之后，在变电站的自动化系统中运用了计算机网络技术，在一定程度上改善了其自动化起到了直接推动的作用。在通信

（三）电力自动化在综合技术升级方面的应用

第一，传动技术的运用。在变电站自动化技术的应用过程中，变频器是组成整个传动技术的核心部分，在实际运行时，更好地实现了控制程序变频的速度。变频器包括几个部分：保护电路、控制器、滤波器、驱动电路以及整流器等智能化管理系统。变频器在电力设备中主要应用在节能、减排、降耗中，所以变频器的研究有利于对电力行业进行技术改造。

第二，人机界面的应用。现代是一个科学技术腾飞的时代，随着电力行业的发展，人们生活水平的不断提高，生产、生活对用电量的需求在不断增加。电力技术对变电站的设备稳定运行要求也更为严格，所以对变电站设备与变电站的管理提出了更高要求。对于目前的变电站二次设备来说，直流电源屏是其关键部位，既保护了电源又需要提供直流控制。在变电站自动化发展中，以保护电源为前提，对直流电源屏进行管理时，通过采用软件开发技术，把多级变换的工频交流变为稳定的直流，从而促进电力系统自动化的整体发展。

（四）电力自动化在规范化管理程序方面的应用

对程序的规划化管理以及规范化管理程序的应用有利于处理电力系统的自动化抗干扰。规范化的程序管理需要做到：

第一，合理配置工作人员。进行有效的人员组织分配工作，对人员的工作目标与责任进行明确，从而使电力系统运行形成一个正常安全的模式，通过对相应规章制度管理的完善，加强培训电力系统工作人员的继电保护知识，促进系统的规范化管理与继电保护二者形成有效模式。

第二，建立继电保护设备台账。将电力设备的运行状况、台账、维护情况、缺陷处理与事故分析等档案化建立维护处理模式，进行严格考核与跟踪管理，制定一定的奖惩制度，做好对二次设备的状态监测管理，让大家看到对继电保护进行监测管理所带来的良好状态。

结束语

综上所述，智能变电站是采用自动化进行管理模式，具有投资少、管理效率高的优势，伴随我国电力科学技术的不断发展和进步，智能变电站在发展的过程当中其范围规模也会越来越大;智能变电站的发展，既有利于提高变电站的管理效率，又能够促进电力系统的进一步发展。而电力自动化的应用，既是顺应社会发展的要求，又能够满足人们日常生产、生活的需要。随着智能变电站发展与电力自动化的应用，将为国内电力系统的发展提供有力支持。

参考文献：

[1]肖爱平;无人值守变电站发展与电力自动化应用分析[J]科学与财富，2011（09）

[2]曹启明;电力自动化技术在电力系统中的应用分析，城市建设理论研究，[J]2016（04）

[3]张民;电力系统运行中电气自动化应用探讨，中国机械[J]，2015（03）

[4]李瑞华;智能化技术在电气工程自动化中的应用分析[J]时代农机，2019（8）

作者簡介：

覃焕远，男，汉族，广西桂平，研究方向：从事水电厂电气设备运行管理维护。