工业电气自动化在电力系统中的应用

王雪松

中国神华国际工程有限公司，北京 100007

0 引言

从电气自动化的发展历程能够发现，我国电气自动化在电力系统中的应用已经发展了五十余年，但我国的电气自动化综合水平和发达国家相比仍然存在一定差距。改革开放后，我国科学技术水平提升速度惊人，工业电气自动化逐渐展现出自身的巨大优势。在电力系统中应用电气自动化的过程中，需要对电气自动化技术进行不断完善和创新，鲜明地展现其技术的专业性和应用广泛性的特点。

1 我国电气自动化技术发展过程

由于初期技术水平和经济条件等原因的限制，电气自动化发展受到一定打击。随着近年来我国经济实力的不断壮大，科学技术改革也使科技领域不断取得创新突破，电气自动化的发展越来越迅速，应用越来越普及。同时，由于可编程逻辑控制器（PLC）技术的发展以及IEC 61131标准的颁布，多媒体技术和互联网被应用到更多的社会领域之中，也使工业电气自动化在电力系统中的应用有了突破性表现。

1.1 编程结构趋于标准化

由于没有统一的规定性标准，传统的电气自动化器件生产厂商按照各自的生产标准执行，初期的电气自动化元件市场也没有专业人员管理，市场呈现混乱局面。多种器件的使用功能、具体型号及定义名称都有着较大的差异，工作人员不能对各种元件进行准确应用和组合管理，电气自动化水平较低。IEC 61131标准颁布后，各种电器零部件都能够被统一规划和管理，使电气系统在使用的过程中应用效率也有了大幅度提高[1]。

1.2 分散控制系统广泛普及

由多台计算机对生产过程中的多条控制回路进行控制，同时能够集中获取、集中控制以及集中管理数据，这种新型自动控制系统即分散控制系统，也被称为分布式控制系统。在电气自动化系统中，需要对每个运行组成的部分分别进行管理和调控，并且要协调好设备与设备、设备与线路间的关系，使用分散控制系统能够针对所需设备下达指令，将整个电气自动化系统拆分为模块化的小型系统，在需要时从终端分别进行控制，能够自由调节和组建各个系统，可操控性和安全性有较大提升。

1.3 整合网络编程与实际操作规范

目前我国的电气自动化系统主要是运用互联网技术、计算机技术等。应用电气自动化的过程中，通过应用互联网技术形成了具有网络特点的编程指令和技术操作规范，构建了系统化的电气自动技术平台。随着互联网技术和计算机网络日新月异地发展，操作电气自动化技术的界面和过程变得更加完善和便利，能够被企业单位中的工作人员所轻松掌握，受到了较为广泛的应用推广，也极大地降低了相关工作人员在维护和修理电气自动化系统的难度。

2 工业电气自动化技术在电力系统中的应用

2.1 应用工业电气自动化技术运算电力系统数据

PLC通过使用能够编程的存储器，在存储器内部储存程序，进行控制顺序、定时和计数、执行逻辑运算等提供给使用者的指令，能够通过模拟和数字输入及输出控制各种机械和生产过程。这是一种计算机技术和继电接触控制系统融合的产物，近年来被广泛应用于电力系统自动化中，充分弥补了传统控制系统接线烦琐、灵活性和操控性较差、耗费能源过高等缺陷[2]。

PLC技术能够对数据进行运算、传送、排序、转换以及归纳整合等操作，对数据采集和分析处理有着非常优异的效果，这些得到的数据同时能够转换到其他智能设施中发挥控制作用。常见数据能够控制无人控制的柔性制造系统等相关大型系统，也能够在过程控制系统中发挥效果。

近年来，水利和电力系统在国家经济中发挥着越来越重要的作用。过去水力发电厂一般是应用继电控制器对辅助系统进行操控，随着技术水平的发展，目前大多数发电厂都采用PLC控制系统代替继电控制器，从而有效减少了资源浪费，提高了经济效益。通过应用PLC控制系统，电厂企业及相关辅助车间的工作效率得到了有效提高，能针对单一工作流程，通过终端发出指令对信息模块进行个体化控制，针对全厂运作，通过和终端总线进行连接，协调整个工厂的生产活动。

PLC技术的过程控制是指控制一些不受人为因素影响的模拟量，如空气温度和流量等，通过将模拟量和数字量间的DA进行转换，完成控制模拟变量的过程[3]。PLC基本结构示意如图1所示。

图1 PLC基本结构示意图

2.2 应用工业电气自动化技术保障电力系统的使用安全

电力系统的首要前提是使用安全，许多业界专业人才加大了对电力系统继电保护理论的科研力度，钻研电气自动化技术核心，并结合国内外的先进技术理论和国内社会实际应用情况将其应用到电力系统的继电保护设备之中，通过计算机技术、人工智能技术、网络通信技术、模糊理论及自适应理论等多种技术手段，推动电力保护设备进入智能化时代，从而提升整个电力系统使用的稳定性和安全性[4-5]。

2.3 应用工业电气自动化技术检测电力系统故障

电力系统最关键的是运行性能和稳定性，为满足目前社会生产和人们日常生活不断增加的用电需求，要将电力系统在运行过程中存在的安全隐患降到最少。传统的电力系统故障排除工作是由工作人员逐个排查，虽然有一定成效，但滞后性较为明显，总体效果不尽如人意。应用电气自动化控制技术中的实时监测系统，能对电力系统在运行状态过程中的每一部分都进行实时监控，预测可能存在的安全隐患，排除出现的安全故障问题[6-7]。相关工作人员也可以将自动化技术的预测结果作为参考和借鉴，分析问题出现的原因，提出行之有效的解决措施，消除电力系统运行过程中的安全隐患，保证运行的稳定性和可靠性。

3 工业电气自动化在电力系统中应用的未来发展态势

从目前电力系统的发展态势来看，我国未来电气自动化技术会与世界顶尖技术融合，从更高层面上实现计算机技术与电气自动化技术的结合。目前国家电工委员会已经推出了关于IEC 61850标准的电气自动化系统产品，我国也已经积极开展针对相关标准的研发活动，推动国内工业电气自动化技术水平向国家标准靠拢。由于计算机网络和移动终端技术的普及，未来电气自动化技术以及其他专业技术都会融合计算机网络与移动终端，多媒体技术将会逐渐成为社会领域各产业链中的核心科技。

4 结束语

我国电力系统中的电气自动化技术起步相比发达国家较晚，在一些关键技术领域上与国外有一定差距，因此要积极学习其成功经验，根据我国电力系统中的实际情况和技术水平发展自动化系统，同时深刻认识到电气自动化技术在我国电力系统中发挥的关键作用。应用了工业电气自动化技术的电力系统在管理模式和运行系统上都有了较大变化，出现的各种新兴技术和理论结构也使得电力系统更加丰富和完善。相关工作人员要努力提高自身专业素质，探究更加科学和先进的电气自动化技术，保证整个电力系统稳定和安全运行，为人们生活和国家工业生产提供服务。