电力自动化技术及其在电力系统中的应用

国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司 王 磊

随着市场的蓬勃发展，电力行业也受到了日益剧烈的竞争和挑战，其中科技仍然是第一生产力，并对于促进产业的进步和发展有着重要性，这就要求电力企业应当改变落后的发展观念，加大对科学技术的的投入。通过对网络信息、通讯技术、计算机系统和电子网络技术的普遍使用，进一步地提升电力自动化的水平。然而，技术在应用的过程中存在一定的问题亟待解决，只有在不断的实践活动中，才可以推动电力自动化技术的进一步完善与提升[1]。

1 电气自动化的发展历史

随着中国社会经济的日益发达，电力行业利用最新的计算机技术，进一步提高了电气工程的智能化水平，从而提高了中国电力智能化的迅猛发展。电力自动化技术是利用了具备自动监测功能和自动控制功能的设备，能够进行对供电系统进行远程调度、管理、及监测。在信息化科学技术进一步发展的今天，采用信息系统检测高新技术能够完成对能源建设的远程监控和信息管理等各项工作。电力自动化技术还需要与智能化的供电装置、输配电网络信息技术等协同工作。在电力自动化技术中，还需要充分利用网络对电力工程的各种信号加以计算、采集、分析，从而加强供电动力系统的稳定管理工作。降低了以往电气管理人员的职责强度，可以充分利用电力项目中的智能化装置进行监督，当遇到突发状况时，也可以适时通过信息处理技术对整个动力系统作出更高效地管理。而配电网技术可结合电力智能化技术改造城市配电网，提高城市供电网运营工作，丰富电力智能化技术在城市供电中的运用。电气自动化技术的运用范围相当广阔，从电器开关到能源系统工程均有电气自动化技术的影子。电气自动化技术的日益提升，也推动着电力工程的发展。

电力自动化技术是在与传统数据处理科学技术、现代计算机技术、通信科学技术等进行有机糅合的技术基础上蓬勃发展出来的一种综合科学技术，可以进行对电力工程中电力系统的远程管理和监视，为电网安全、平稳的运转奠定了有利条件。随着电网智能化科技的进一步发展和完善，供电系统的技术水平也会获得相应的提升。但是供电智能技术设备在供电工程项目中的运用，需要符合如下四个要求：符合供电工程项目所有操作环节的要求，可以对智能化技术设备、相应控制系统及线路等部门提供即时监测，可以快速找到所有技术设备中出现的故障问题，并提供快速、精确的数据分析，问题反映与紧急服务能力，可以确保现场所有技术设备运转的安全；确保自身信息技术的使用安全，防止由于信息技术存在问题而造成安全事故的产生，给施工者的生命与财产造成严重威胁，加大了社会压力、减少了效益；电力自动化技术需要提高数据分析的采集与处理，可以对异常数据加以识别，消除电力系统运行风险，确保电力系统运行的安全稳定与安全可靠；在提高动力系统运营效果的同时尽可能减少管理系统运营成本，以提高经济性。

动力系统中的电网工程建设是对城市供电网络技术的技术性改革，电网工程建设自动化技术主要具有如下四方面的优点：可以明显解决供电系统工程建设中的安全性问题，大大降低供电系统中火灾事故的发病率；可以大幅度降低了供电系统运营的建造成本；可以提供适时、全方位的监测，保证电力系统安全、平稳的运转；保证了所有机械设备的安全性[2]。

2 电力系统运行特点及运行要求

针对目前规模不断扩大的电力系统，其中所用各类高压和高功率的电气设备种类和数量不断增多，由于这些电气设备的运行稳定与否直接决定电力系统能够稳定和安全运行，因此目前主要通过配置微机保护装置的方式加以保护。另外，供电系统工作中还存在着电力负荷集中并且具有很大密度的特性，尤其要适应中国目前人口规模不断扩大的工业化趋势下对电力的要求，如果没有及时更新电气设备，则可能会导致电气设备处于极限状态下运行，导致用电负荷集中、密度大等问题，导致安全隐患的增加。这就需要各种设备有较高的稳定性，确保各种设备工作中能够安全和有效地传递、接收并执行各种指令。

针对上述情况下存在较高设备故障概率的特点，则需要将电气自动化技术应用其中，做好对各类电气设备的保护工作。这不仅要求结合定位系统的功能对电气设备开展集中管理，在同一个分级管理系统中对电气设备进行集中管理并实现管理自动化。而且还要保证所用监控系统和微机保护硬件、软件的独立性，避免相互干扰而影响系统运行的可靠性。同时还要保证通信工程的完善性，确保所采集的数据信息可以及时向控制中心传输。

3 电气自动化技术的实际应用

现代在电气工程施工中已经普遍采用了远程监控技术，其普遍应用在很大程度上改善了电力工业的操作能力，并在实际运用中能够有效减少电力耗费，进而使得电力作业更具备了可信度、安全和稳定能力，并且能够减少电能成本，确保了实现电力企业的最大经营价值和效益。实际经验表明，远程监控技术在电力系统中的广泛运用，对于减少地区差距具有至关重要的意义，并且还能够减少人力作业量并有效提高了电力作业效益。但是在实践中远程监测技术也不是尽善尽美的，因为它在实际使用中往往仍然面临着地形以及地质的影响问题，而且常常在供电系统工作中还存在着局部地区远程监测信息无法顺利接收和处理的问题，这就大大限制了远程监测在供电系统中的实践价值。

动力系统现场总线信息技术，具体来说就是把动力系统中所有正在连接的设备与装置，组成具有广泛联系的通信网络。现场总线信息技术，主要包括了建筑施工现场与工厂内部控制中心的仪表与设备。动力系统现场总线信息技术被引进我国以后，在实际中的使用价值很优越，目前受到国家和电力管理领域的广泛认同，并在管理实践中获得广泛应用。它利用传感器和装置将电阻、电压和电流信号与主要数值精确有效的传入监控主机，由工作人员根据规定的计算方法完成大数据分析，其后再经程序发出主机命令。其技术优点是可以分解管理功能在不同电脑上，从而减少了单一管理电脑的工作负担。经由现场设备总线信号通道，接口信号可通过设备间做调整分散处理。在技术运用的实际中，现场总线技术可以和上位机及前置机实现很好的协调，如此以来下方控制系统就可以用现场设备仪表达到测控目的。

目前，电力系统中的自动控制系统和继电保护设备等领域，已基本普及了光互连信息技术。该科技被普遍应用的主要原因，就是因为它具备了优越的技术特点：该科技不受电容性负载的直接影响，因此可以实现无干扰工作；在打破了传统扇出数局限之后，其实际工作也具备了更高性能。在动力系统上广泛使用光互连技术后，人们发现它还具备了灵活性较大的电子控制系统运作方式以及良好的抗干扰功能，它所具备的这二个优点使它在电力系统运行及实际运用中都有着更加出众的发展前景。光互连技术除了能够保证电力系统运转的平稳与安全之余，能够为继电保护设备做系统性支持。光互连技术在现代电力系统中能够充分适应传统技术作业的基本需求，内容一般涉及进行智能化数据收集与管理，以及对数据处理做科学运算、报表印刷、拓扑着色、记录与数据处理等。而在传统管理技能作业的基础上，光互联科技公司还在电力系统中融入了先进应用管理技能，这种技能一般涵盖了运行状态评价、网络系统构建等。光互连科技在实际使用中具备操作简单，更容易人员掌握并熟练地运用，而且还能够根据检测出的数据信息做快速分析和处理能力，在实际使用上则具备了更强的科技操作灵活性，而且它还能够绘画出具备高清晰度的图像画面，并能实现精确定位。光互联科技能够为供电勤务人员提供准确有效的信息反馈，从而方便勤务人员准确了解信息和有效解决临时的供电故障问题，也因此减少了设备故障问题给供电系统正常运营所带来的经济损失。

4 电气自动化的发展前景

时代在前进，科学技术也在发展，为适应经济社会发展的新需求，要对电力系统中的电气开关器件加以创新。到目前为止，动力系统的基本运行元器件都已完成了从晶闸管阶段到第四代反应堆电子元件的转换，在过渡阶段，动力系统的供电自动化程度得到了很大的提高，不过目前我们所采用的能源电子控制器仍然面临着无法控制的实际问题，因而根本无法为负荷供给所需要的电量，也没法对现代电力系统实现有效的监控。为给人们带来更高质量的供电服务，在未来动力系统内部的能源电子控制器也将会越来越智能，并提高了控制系统的效能。

设计电气工程及其自动化的智慧平台时，以增加电气工程及自动化关键点的使用工厂数量为主要目标，一方面降低工厂的产品消耗与负担，另一方面应该以工业生产的实际状况为导向；一方面建立电气工程与自动化的智慧一体化管理系统，另一方面加快了大部分制造公司的扩张与规模速率，以便于为国民制造业经济的飞速与可靠发展，奠定所必需的技术基石。而如果要满足上述层次的多重技术标准，所必须考虑的技术基础要求主要有：由对该工作范畴有熟悉的专业技术人员，根据工厂和产品制造的实际状况设计有针对性的技术方法，以实现工业智慧体系建设所必须取得的基本效果。对智能系统在应用中所产生的消耗费用进行了全面测算，以尽量减少因智能系统所产生细节问题而造成的可避免的经济损失。并根据不同产品业务类型和技术形式的实际状况及理解需求，逐步提高对智能系统的适应性角度，进而合理地减少了电气工程与自动化智能系统使用的消耗成本。

首先是搞好设备选配管理工作，要做好设备的人员管理工作，提高设备素质，将优秀实用器材的配备带到石化公司，不得购买劣质仪器。其次，合理使用仪器设备，要将仪器设备尽可能配置到基础单元，用到第一线部队上，避免仪器设备闲置，同时也要规范仪器设备使用程序。再次，研发设备，不断创新。面对电子设备消耗巨大这一现状，怎样避免或降低，必须开拓思路，寻找解决之道。

设计工业产品所需要的通用系统，通过设计自动化智能一体化控制系统可以为许多重要生产情况的评估提供长期稳定与精确的参考数据，以此为基准对资源配置、机器调整、战略决定等重要问题做出决定，并在点上保证各个层次上的数据传输效果和精度，长时间保持与较高精度[3]。所以在设计电气工程及智能化综合应用网络时，总设计师往往需要对网络的核心模块、功率占用比、安全情况等方面进行重点的详细研究和设计，以确保自动化及智能一体化网络系统的设计合理与可靠性。而这些智能网络系统的频繁应用也会充实社会工程信息库，让更多的公司之间能够互相汲取成功经验，互通有无。

技术创新驱动力在持续增强，随着国家对于高新技术方面的政策扶持力度的不断增强，厂商对智能化控制系统的应用与研发热情也水涨船高，多数开始自己研制专门针对于某工厂特定情况的智能化控制系统，以此提升该厂产品装置的技术含量，并逐渐接近于国外的较高级技术的使用水平，逐步建立适合于我国国情的电气自动化装置研发生态系统，最后完全实现自动化程度较高的控制系统装置的完全自主研发。可以迅速增强中国制造业自动化产品的技术国力，为中国在全球社会中提高全球影响力。

科学是第一生产力，在计算机迅速发展的当下，电气自动化技术在电力中的使用也越来越广泛，特别显示出现场总线网络技术、仿真技术和数据库信息技术等现代电气自动化技术，在变电站、电网调度系统以及智慧电网建设和运作过程中，都可以提高电力的运行效能、安全和稳定性。在国家可持续发展原则的领导下，必须竭力保持高效、和谐、持续发展的底线，从而降低对电气工程及其自动化产品所造成的浪费和环境污染。通过掌握国外的电气工程及智能化产品的发展状况和所面临的科技问题，在实践中找到了可利用的地方，让我们的电力智能化发展道路变的更为畅通无阻。