楊玉艷

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，越來越多的技術(shù)被應(yīng)用到能源系統(tǒng)中，大大提高了電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。本文首先分析電氣工程自動(dòng)化技術(shù)和電力系統(tǒng)的概念，其次闡述電氣工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的意義，最后分析電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的具體應(yīng)用，以期推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化技術(shù);電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）23-0058-03

Abstract： With the rapid development of economy and society， more and more technologies are applied to the energy system， which greatly improves the efficiency and stability of the power system. This paper first analyzed the concepts of electrical engineering automation technology and power system， then expounded the significance of applying electrical engineering automation technology to power system， and finally analyzed the specific application of electrical engineering automation technology in power system operation， in order to promote the application of electrical engineering automation technology in power system and realize the high-quality development of power system.

Keywords： electrical engineering;automation technology;power system

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，公眾對(duì)電力資源的需求不斷增加，電力供應(yīng)企業(yè)對(duì)電力系統(tǒng)的建設(shè)水平提出了更高的要求。由于電力系統(tǒng)是社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障，因此有必要保證電力系統(tǒng)的質(zhì)量和安全。作為一種新興的電氣技術(shù)，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在提高電力系統(tǒng)的效率、精度和穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。因此，為了使電力系統(tǒng)保持高效、穩(wěn)定、可靠、有效的運(yùn)行狀態(tài)，有必要在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)。

1 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)概述

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)是對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和自我調(diào)節(jié)的新技術(shù)，在保證電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面具有顯著優(yōu)勢(shì)[1]。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)控制和自動(dòng)檢定功能的有機(jī)結(jié)合，涉及電子信息、計(jì)算機(jī)、信息、網(wǎng)絡(luò)控制等多種技術(shù)理論。從電氣工程自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起步較晚，但近年來在各行業(yè)中的應(yīng)用穩(wěn)步提高。從電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)技術(shù)人員的要求來看，技術(shù)人員除了要有豐富的基礎(chǔ)理論知識(shí)外，還要有實(shí)際操作能力及較高的理論聯(lián)系實(shí)際的綜合能力水平。從電氣設(shè)備的價(jià)值應(yīng)用程度來看，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)可以使現(xiàn)有電力設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用價(jià)值實(shí)現(xiàn)最大化。

2 電力系統(tǒng)概述

穩(wěn)定的電力系統(tǒng)是滿足社會(huì)大眾日常生活需要的支柱，也是推動(dòng)各行各業(yè)發(fā)展前進(jìn)的核心系統(tǒng)。電力系統(tǒng)是生產(chǎn)電能的系統(tǒng)，復(fù)雜性強(qiáng)、技術(shù)要求高、范圍廣，涉及發(fā)電、輸電、配電一整套完整流程[2]。其中：發(fā)電是利用各種發(fā)電裝置將自然界中存在的其他形態(tài)的能量轉(zhuǎn)化為電能;輸電是連接發(fā)電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)的樞紐，將電能從發(fā)電系統(tǒng)傳輸?shù)较鄳?yīng)的用戶端;配電是利用多種配電設(shè)施從降壓配電變電站出口到用戶端的最后環(huán)節(jié)。為了使電力系統(tǒng)持續(xù)維持在一個(gè)高效、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行狀態(tài)，各個(gè)環(huán)節(jié)要相互銜接。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)為保障電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性提供了良好的工具，提高了技術(shù)人員的工作效率，節(jié)約了人力資源和運(yùn)行成本。因此，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)與電力系統(tǒng)的結(jié)合有著巨大的潛能。

3 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的意義

3.1 有利于監(jiān)測(cè)并獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)

在全社會(huì)能源消耗相對(duì)較高的情況下，電力公司收集的數(shù)據(jù)大幅增加。獲取和采集完整、準(zhǔn)確的電力數(shù)據(jù)是維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的首要前提，也是電力系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括維護(hù)、信息跟蹤、信息定位、數(shù)字通信和信息統(tǒng)計(jì)[3]。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用允許通過全面的現(xiàn)場(chǎng)記錄對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于解決過去因用戶和電纜線路的復(fù)雜性和分散性而難以獲取數(shù)據(jù)的問題。

3.2 提升操作的準(zhǔn)確性和容錯(cuò)率

電力系統(tǒng)具有復(fù)雜度高、技術(shù)含量高的特點(diǎn)，且機(jī)械設(shè)備種類多、運(yùn)行難度大、輸電線設(shè)計(jì)復(fù)雜，因此在緊急情況下維護(hù)難度大、維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)因素高。在電力系統(tǒng)具體運(yùn)行過程中，即使工作人員具有較豐富的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際操作中也難免會(huì)出現(xiàn)控制失誤的情況。而利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，技術(shù)人員可利用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，如多級(jí)多地點(diǎn)控制自動(dòng)化系統(tǒng)通過技術(shù)人員在調(diào)度端發(fā)出控制指令，同時(shí)具有人機(jī)交互式的對(duì)話過程，能多次反饋校對(duì)，防止出現(xiàn)指令下達(dá)錯(cuò)誤的情況，并且可以在某個(gè)環(huán)節(jié)檢測(cè)到指令錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出中斷指令并報(bào)告錯(cuò)誤信息。這種回校設(shè)計(jì)具有良好的容錯(cuò)性，降低了操作錯(cuò)誤率。

3.3 有利于電網(wǎng)生產(chǎn)協(xié)調(diào)調(diào)度

電網(wǎng)調(diào)度屬于輸電系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)連接中的重要環(huán)節(jié)，為保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了積極作用。利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)建立科學(xué)完善的電網(wǎng)傳輸自動(dòng)化系統(tǒng)和自動(dòng)化操作系統(tǒng)，可以妥善協(xié)調(diào)軟件運(yùn)行，提高電網(wǎng)傳輸質(zhì)量，協(xié)調(diào)生產(chǎn)設(shè)施與各電網(wǎng)的連接，比傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)方法更為有效，能保證電網(wǎng)生產(chǎn)協(xié)調(diào)的便利性和效率，有利于相應(yīng)的輸電生產(chǎn)工作的實(shí)施。

4 電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的具體應(yīng)用

4.1 虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)主要用于電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室仿真分析。電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，不能直接安裝到系統(tǒng)中。在正式運(yùn)行前，在虛擬仿真分析實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)其參數(shù)是否符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，智能地收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，輸入功率模型進(jìn)行仿真，判斷正確的處理方法[4]。在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行一系列后續(xù)的實(shí)際安裝。虛擬仿真技術(shù)可以提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性，減少實(shí)際安裝后因技術(shù)錯(cuò)誤引發(fā)事故的可能性。此外，虛擬仿真技術(shù)還被應(yīng)用于技術(shù)人員的教學(xué)和培訓(xùn)過程。利用虛擬仿真技術(shù)，學(xué)員不僅可以看到設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，而且能直觀地學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)的維護(hù)控制原理，有助于達(dá)到良好的教學(xué)效果。

4.2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的故障診斷、穩(wěn)定性評(píng)估、繼電保護(hù)等領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，通過傳統(tǒng)的人力和物力手段進(jìn)行故障診斷往往需要對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)和計(jì)算，工作量大、時(shí)間長(zhǎng)，在一些急需供電的情況下，不能滿足生產(chǎn)部門的要求，難以達(dá)到預(yù)期的效果。人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)在故障排除方面的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。AI模擬人類解決問題的思維，然后通過計(jì)算和分析數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，準(zhǔn)確定位故障并找出故障原因，提高維護(hù)效率，降低停電帶來的生產(chǎn)損失。但是，目前人工智能技術(shù)仍處于發(fā)展階段，在穩(wěn)定性和可靠性方面還存在一些問題，需要進(jìn)一步研究發(fā)展。

4.3 柔性交流輸電系統(tǒng)

隨著社會(huì)逐步向低碳、清潔能源的方向發(fā)展，應(yīng)用柔性交流輸電系統(tǒng)（Flexible Alternative Courent Transmiccian Syestems，F(xiàn)ACTS）進(jìn)行電網(wǎng)潮流調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)顯著。FACTS裝置分類如表1所示。將現(xiàn)代遠(yuǎn)程控制技術(shù)、傳感技術(shù)、電力微機(jī)操作技術(shù)與智能電網(wǎng)相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電能的柔性傳輸與調(diào)控，更好地進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償，有效地對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。近年來，光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等新能源發(fā)電建設(shè)力度不斷加大。與火力發(fā)電相比，新能源發(fā)電的電網(wǎng)潮流需要頻繁變換，導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式、電網(wǎng)的運(yùn)行情況多變復(fù)雜，而電力批發(fā)與電力零售市場(chǎng)的交互也使得輸電系統(tǒng)需要柔性交流輸電提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少故障的發(fā)生。但是，目前柔性交流輸電系統(tǒng)仍存在一些缺陷和不足需要解決，如成本過高、交互出錯(cuò)率高等，需要在未來重點(diǎn)攻克。

4.4 繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)

在日常生活中，利用繼電保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制是非常普遍的。使用繼電保護(hù)裝置可以在事故發(fā)生時(shí)及時(shí)切斷電源，防止發(fā)生更嚴(yán)重的事故。傳統(tǒng)的繼電器在反應(yīng)過程中往往反應(yīng)遲鈍，難以發(fā)現(xiàn)工作過程中的許多隱患[5]。一旦發(fā)生事故，很難在短時(shí)間內(nèi)找到事故原因并采取措施。當(dāng)這些潛在問題累積到一定程度，極易發(fā)生火災(zāi)等嚴(yán)重后果。微機(jī)保護(hù)裝置是自動(dòng)化技術(shù)在繼電保護(hù)裝置中的一個(gè)有效應(yīng)用，由主控板、跳合閘、信號(hào)繼電器板、輸入輸出端子以及顯示屏等組成，具體如圖1所示。首先，其型號(hào)特別齊全，能滿足各種設(shè)備下繼電器的要求。其次，其CPU采用的是最新的芯片，并且通過專用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，可保證準(zhǔn)確性和可靠性，從整體上提升反饋效率和繼電保護(hù)裝置設(shè)備的質(zhì)量。最后，微機(jī)保護(hù)裝置抗干擾能力強(qiáng)，與電氣設(shè)備的一體化可以緩解設(shè)備維護(hù)和更換的壓力，降低成本。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。隨著5G技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)人員要進(jìn)一步發(fā)展這一高新技術(shù)，推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)有電力系統(tǒng)的有效結(jié)合。在未來的發(fā)展過程中，要注重自動(dòng)化技術(shù)的高質(zhì)量創(chuàng)新，開發(fā)穩(wěn)定高效、簡(jiǎn)單操作的應(yīng)用技術(shù)，提高電力系統(tǒng)效率，為電力系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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