摘 要：近年來，我國電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，有效加強(qiáng)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制已成為推動電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)，有利于保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的高效性、穩(wěn)定性和可靠性。文章簡要就電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究。

關(guān)鍵詞：電氣自動化控制技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)的控制和管理逐漸走向智能化和數(shù)字化。電氣自動化控制技術(shù)是一門以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化電力技術(shù)，這一技術(shù)可有效解決電力系統(tǒng)電力生產(chǎn)能力擴(kuò)大和電力傳輸范圍擴(kuò)展等方面的問題，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，滿足電力系統(tǒng)智能化、信息化的控制要求。

1 電力系統(tǒng)電氣自動化控制技術(shù)發(fā)展概況

1.1 電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展歷程

電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展起源可追溯到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時的自動化控制主要為機(jī)械控制，還未實(shí)現(xiàn)電氣自動化控制的實(shí)質(zhì)，但為后期的電氣自動化控制研究提供了基本思路和方向。進(jìn)入到20世紀(jì)80年代，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速崛起與發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本成熟，這一時期形成了計算機(jī)管理下的局部電氣自動化控制方式，其應(yīng)用范圍較小，對于系統(tǒng)的復(fù)雜程度也有一定要求，如電網(wǎng)系統(tǒng)過于復(fù)雜，易出現(xiàn)各類系統(tǒng)故障，但不可否認(rèn)，這一階段促進(jìn)了電氣自動化控制技術(shù)的基本體系與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的形成。進(jìn)入新時期，高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)處理能力、人工智能技術(shù)的逐步發(fā)展和成熟，促進(jìn)了電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，電氣自動化控制技術(shù)真正形成，其以遠(yuǎn)程遙感、遠(yuǎn)距離監(jiān)控、集成控制為主要技術(shù)，電氣自動化控制技術(shù)的基礎(chǔ)也因此形成[1]。且隨著時代的不斷發(fā)展，電氣自動化控制技術(shù)日臻完善，電力系統(tǒng)逐步走向網(wǎng)絡(luò)智能化、功能化和自動化。

1.2 電氣自動化控制技術(shù)的重要意義

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力需求量不斷增加，電網(wǎng)的規(guī)模和覆蓋范圍都不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，能較好的適應(yīng)電網(wǎng)的廣泛性、復(fù)雜性和功能性的特點(diǎn)，充分發(fā)揮出其功能性和系統(tǒng)性的優(yōu)勢，保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。同時，電氣自動化控制技術(shù)可強(qiáng)化電力企業(yè)的各項職能，對電力企業(yè)建設(shè)與企業(yè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有重要的意義。隨著電氣自動化控制技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，其高級功能將會不斷得到擴(kuò)展與開發(fā)，促進(jìn)電力企業(yè)的管理和可持續(xù)健康發(fā)展，使其在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

2 電力系統(tǒng)電氣自動化控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)形式

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化是依托計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來，可發(fā)揮電力相關(guān)信息采集、信息命令、信息執(zhí)行、信息控制等多種功能。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)主要由電網(wǎng)調(diào)度中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、工作站、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等通過電力系統(tǒng)的專用廣域網(wǎng)連接的下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備等構(gòu)成。而我國電網(wǎng)調(diào)度目前采用五級分層的調(diào)度管理，即國調(diào)（國家調(diào)度控制中心）、網(wǎng)調(diào)（大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心）、省調(diào)（省電網(wǎng)調(diào)度控制中心）、地調(diào)（地市電網(wǎng)調(diào)度控制中心）和縣調(diào)（縣級電網(wǎng)調(diào)度控制中心）。電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)調(diào)度自動化的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對電力生產(chǎn)過程中實(shí)時數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控及電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全程監(jiān)控，同時其還發(fā)揮著預(yù)測電力負(fù)荷、評估電力系統(tǒng)狀態(tài)、維護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行安全、省級電網(wǎng)以上的自動發(fā)電控制和自動經(jīng)濟(jì)調(diào)度等重要作用[2]，通過這些信息的采集，調(diào)度人員進(jìn)行有效分析，可及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，有利于促進(jìn)電網(wǎng)的健康穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 變電站自動化

變電站自動化是利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)和通信技術(shù)等全方位、全程監(jiān)控變電站的一切生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)。除了以上功能外，其還承擔(dān)其辨別和測量變電站中相關(guān)的數(shù)據(jù)、狀態(tài)，自動進(jìn)行預(yù)警、報警打印等工作，能自動、快速地切除出現(xiàn)故障的電力設(shè)備，維修部分故障，縮短檢修時間，提高檢修效率，其取代了傳統(tǒng)的人為操作和監(jiān)控管理，有利于對變電站的實(shí)時有效監(jiān)控，提升了變電站的工作效率，保障了變電站的安全運(yùn)行，對優(yōu)化和完善變電站的現(xiàn)代化管理有重要的現(xiàn)實(shí)意義。變電站自動化實(shí)現(xiàn)了各種常規(guī)電磁式設(shè)備向全微機(jī)化的裝置轉(zhuǎn)化，電力信號電纜向計算機(jī)電纜或光纖；操作監(jiān)視的計算機(jī)屏幕化；二次設(shè)備的集成化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化；運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計的自動化。同時，變電站自動化還是電網(wǎng)調(diào)度自動化不可或缺的重要內(nèi)容，通過這一系統(tǒng)的應(yīng)用，可有效提升電力系統(tǒng)電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的水平。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，變電站自動化的發(fā)展趨勢將會不斷朝著高集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化方向發(fā)展。

2.3 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)（DCS）

發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)（distributed control systems，簡稱DCS）是一個龐大的多級計算機(jī)系統(tǒng)，其運(yùn)用計算機(jī)的通訊技術(shù)、顯示技術(shù)和控制技術(shù)等多種綜合功能實(shí)現(xiàn)對發(fā)電廠的分散測控、分級管理和集中操作。近年來，發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，對加強(qiáng)和完善發(fā)電廠自動化管理起到了重要的作用。其通常采用分層分布式的結(jié)構(gòu)，由過程控制單元（PCU）、冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）、運(yùn)行員工作站（0S）和工程師工作站（ES）四部分構(gòu)成。PCU主要由智能I/0模件和冗余配置的主控模件（MCU）構(gòu)成，其直接面向生產(chǎn)過程，并可接收現(xiàn)場變送器、電氣量、熱電偶、熱電阻、脈沖量等各種信號，這些信號經(jīng)運(yùn)算處理后，通過實(shí)時顯示的設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行的參數(shù)、輸出信號直接驅(qū)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全程監(jiān)測、控制、聯(lián)鎖保護(hù)等功能，確保生產(chǎn)過程的井然有序。運(yùn)行員工作站（0S）和工程師工作站（ES）主要充當(dāng)了“人機(jī)接口”的角色，運(yùn)行員工作站可接收過程控制單元發(fā)來的信息并向其發(fā)送指令，這樣一來，運(yùn)行操作人員可實(shí)現(xiàn)對機(jī)組運(yùn)行的有效監(jiān)控。而工程師工作站主要是用于控制DCS應(yīng)用軟件組態(tài)、系統(tǒng)監(jiān)視、系統(tǒng)維護(hù)等的工程設(shè)備，其便于維護(hù)工程師對系統(tǒng)的診斷、組態(tài)設(shè)置、修改和維護(hù)[3]。

3 電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不斷推動電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展

20世紀(jì)60年代，晶體管技術(shù)的發(fā)展及中小規(guī)模集成電路的研發(fā)為電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展提供了重要的技術(shù)條件，電力開關(guān)信號檢測、電力變送器、晶體管及集成電路繼電保護(hù)等二次設(shè)備被應(yīng)用，這一階段自動化裝置的設(shè)計主要以模擬電路和布線邏輯為主，功能比較單一，缺乏故障自我診斷能力。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，單片機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化設(shè)備得以升級換代，數(shù)字電路和模塊化軟件設(shè)計技術(shù)等被應(yīng)用，電力自動化裝置的性能更加優(yōu)越。另外，這一時期，電廠監(jiān)控系統(tǒng)、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、變電站綜合自動化等得到了一定程度的發(fā)展，這主要得益于國產(chǎn)工業(yè)計算機(jī)和引進(jìn)的PC機(jī)技術(shù)，電力系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集、分類匯總、分析、顯示、打印等任務(wù)。20世紀(jì)90年代，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)水平進(jìn)入高速發(fā)展發(fā)展，逐步走向開放式、分布式、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。這一時期，電力系統(tǒng)電力電纜、通信電纜的用量大大減少，設(shè)備體積減小，建設(shè)成本降低。同時設(shè)備配置的技術(shù)水平、靈活性、互換性和可維護(hù)性提升。近幾年以來，嵌入式計算機(jī)、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式以太網(wǎng)等在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中被逐漸廣泛應(yīng)用，其促進(jìn)了電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置、測量控制設(shè)備、數(shù)據(jù)通信控制器等的再次升級換代，進(jìn)一步提高了電力系統(tǒng)自動化水平。

4 當(dāng)前電力系統(tǒng)自動化依賴IT技術(shù)向前發(fā)展的重要技術(shù)

4.1 電力一次設(shè)備智能化

電力一次設(shè)備智能化是指一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計時，將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能就地實(shí)現(xiàn)，“智能化開關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等都屬于電力一次設(shè)備智能化在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。其對于國家電力行業(yè)智能化意義重大，目前對于主變壓器、開關(guān)設(shè)備、避雷設(shè)備等的智能化已做出了初步研究，這種進(jìn)步改變了以往的電力運(yùn)行模式，能夠提前預(yù)測和分析可能存在的問題及安全隱患，給系統(tǒng)維護(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

4.2 電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測

電力一次設(shè)備在線狀態(tài)檢測是指對電力系統(tǒng)一次設(shè)備重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長期連續(xù)的在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，跟蹤不安全因素，并對各種重要參數(shù)的變化趨勢進(jìn)行分析，對可能存在的故障加以判別，而且這種檢測是自動進(jìn)行的，成本較低，有利于延長設(shè)備的維修保養(yǎng)周期，逐步實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢修。

4.3 光電式電力互感器

在輸電線路中，電力互感氣設(shè)備是很重要的，其主要作用是按照一定的比例關(guān)系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值控制在儀表直接測量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍內(nèi)，但存在一定的缺點(diǎn)，如信號動態(tài)范圍比較狹窄，容易引起電流互感器飽和或信號畸變；在電壓等級逐漸升高的情況下，絕緣難度、設(shè)備體積和質(zhì)量會逐漸增大，互感器輸出信號不能直接與微機(jī)電計量及保護(hù)設(shè)備接口。隨著科技的不斷發(fā)展，不少發(fā)達(dá)國家光電式電力互感器進(jìn)行研究，已成功研制出新型光電式電力互感器，國內(nèi)對于光電式電力互感器的研究也取得了一定的成績，但目前仍存在諸多問題，如電磁兼容、絕緣、耐環(huán)境條件、電子電路的供電電源等[4]。

5 電氣自動化控制技術(shù)在變配電場所中的應(yīng)用

電氣自動化控制技術(shù)在變配電場所中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，對材料設(shè)備如線路、變壓器、電容器等起到相應(yīng)的保護(hù)作用，同時還可起到保護(hù)過電壓、過電流、低頻減載的作用。第二，利用電氣自動化控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)各電力系統(tǒng)站與站之間的聯(lián)系，可實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)信息的通信、遙控、遙調(diào)、故障錄波數(shù)據(jù)上報等。第三，利用電氣自動化控制系統(tǒng)可全程監(jiān)控變配電場所系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)故障等，即實(shí)現(xiàn)遙測、遇信和遏調(diào)及故障報警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，同時其還能自動化描繪一些基本工作，如圖形、生產(chǎn)報表、曲線等的描繪。第四，實(shí)現(xiàn)對變配電所運(yùn)行管理、保護(hù)管理、操作管理及設(shè)備管理。

總之，電力發(fā)展對人們的生活起著舉足輕重的作用，其對于保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。電氣自動化控制技術(shù)可提高電力系統(tǒng)的智能化水平，促進(jìn)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我們應(yīng)加強(qiáng)研究和探索，將電氣自動化控制技術(shù)全面應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，確保電力系統(tǒng)正常、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的工作效率，從而為我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李宏松.淺論電力系統(tǒng)中電氣自動化控制技術(shù)的運(yùn)用[J].科技與企業(yè)，2013（20）.

[3]賴佩坤.論電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].通訊世界，2014（14）.

[4]林永清.淺談電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國機(jī)械，2014（24）.