吳劍坪

（泉州億興電力工程建設有限公司泉州經濟技術開發(fā)區(qū)分公司，福建 泉州 362000）

0 引言

近些年來，我國對電力能源的需求不斷增加，各個城市電網的供配電壓力也不斷增加，電力企業(yè)的供配電效率必須得到提升。而電氣工程及其自動化可以提高電網的供配電效率，因此該技術在電力系統(tǒng)和建筑電氣工程中的應用迫在眉睫。

1 電氣工程及其自動化技術和智能化技術之間的關系分析

智能化技術是電氣工程及其自動化進一步發(fā)展的方向，智能化技術控制電氣設備需要的人力資源更少，但是控制效率更加安全高效。電氣工程及其自動化技術是智能化技術的基礎，智能化技術是電氣工程及其自動化技術的升華。當前采用的是電氣工程及其自動化技術，但是隨著科學技術的發(fā)展，未來電力行業(yè)將使用智能化技術代替電氣工程及其自動化技術對電氣設備進行智能化控制。

2 建筑電氣工程及其自動化的智能化技術常見應用方向

2.1 自動化控制應用

建筑電氣工程中，智能化技術與神經控制網絡技術相互結合，實現了建筑電氣工程自動化控制系統(tǒng)的自我學習和運算，極大地提升了整個建筑電氣工程的控制效率，同時也提升了自動化控制的運行效率和資源利用率，整個智能化技術下的自動化控制系統(tǒng)具有自我調節(jié)、自我控制的能力，即使在復雜的運行環(huán)境之下依舊可以保持高效穩(wěn)定地運行[1]。

2.2 實時監(jiān)控應用

在建筑電氣工程中使用監(jiān)控的手段已經比較常見，對建筑電氣工程進行實時監(jiān)控可以降低電氣故障發(fā)生的概率。而建筑電氣工程智能化技術實時監(jiān)控系統(tǒng)可以通過監(jiān)控設備捕捉到安全事故信息，立即采取保護措施并發(fā)出警報，可以有效地防止電氣安全事故的危害擴大[2]。

2.3 故障診斷應用

智能化技術可以與人工智能技術相互結合，利用電氣設備的數據對故障發(fā)生的位置和原因進行診斷，極大地提高了故障診斷的效率，有效地保障了電氣工程中設備的安全。人工故障排查和診斷的效率非常低，容易影響建筑電氣工程的正常工作。

2.4 優(yōu)化設計應用

建筑電氣工程中常用的技術為建筑信息模型，即BIM技術，通過智能化技術可以幫助設計人員精簡電氣系統(tǒng)的設計流程，提高電氣系統(tǒng)的智能化控制效率。

2.5 供配電智能化管理應用

建筑電氣工程供配電智能化管理可以減少人力資源的投入，如果電力公司采用人工的方式對建筑內各用戶的用電情況進行統(tǒng)計和分析，會浪費大量的人力資源而且還不能保證數據的精準性，因此最佳的供配電管理方式就是在建筑電氣工程中采用智能化技術對電氣系統(tǒng)的供配電進行管理。

3 電力系統(tǒng)電氣工程及其自動化的智能化技術應用

3.1 智能變電站

電氣系統(tǒng)電氣工程及其自動化的智能化技術可以應用在智能變電站中，智能變電站的功能需要依賴于自動化控制器、電氣設備參數儀表、物聯(lián)網系統(tǒng)以及通信技術而實現，唯有通過以上技術的支持，才能實現對工程的智能化控制。智能變電站通過傳感器采集電力設備的運行參數，從而分析各個電力設備是否存在潛在的安全隱患，最后根據電力設備的故障原因即可智能化地選擇最佳的處理方式，這樣就可以保證智能變電站穩(wěn)定、安全地進行工作。智能變電站利用智能化技術提高了電力系統(tǒng)的供配電效率，在用電高峰期和低谷期分別對變電站進行智能化調整，降低了電力能源的浪費，提高了電氣企業(yè)的經濟效益，符合綠色環(huán)保、節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。智能變電站最重要的一點就是數據交流，變電站必須在了解當地當時的用電情況后，才能夠對變電站進行智能化控制，因此大數據技術在智能變電站中的使用也是至關重要的一部分，大數據技術同樣屬于智能化技術，該技術可以提高智能變電站收集和處理數據的能力。智能變電站體系結構如圖1所示。

圖1 智能變電站體系結構圖

智能變電站體系分為站控層、間隔層和過程層3層結構，其中站控層設備由站控層A網、B網、監(jiān)控主機、打印機以及遠程通信服務器組成；間隔層由保護裝置、測控裝置、故障錄波、電能表以及規(guī)約轉換器等設備組成；過程層由電流合并單元、電壓合并單元、電流互感器、電壓互感器、短路智能終端以及常規(guī)一次設備等設備組成。

在某智能變電站中運用智能化檢測系統(tǒng)對管理人員、電力設備、故障情況以及維修情況進行分析，通過建立數據庫分析上述因素之間的關系。

管理人員按照智能化檢測系統(tǒng)的屬性對電力設備、故障情況以及維修情況3個數據庫進行交互，電力設備與故障情況和維修情況2個數據庫進行信息交互，故障情況與維修情況數據庫進行信息交互，維修情況則與故障情況數據庫進行信息交互。

該變電站智能化控制系統(tǒng)通過創(chuàng)建智能分析模塊對故障出現的原因進行分析，該智能分析模塊中的故障關鍵變量為漏油故障、油位故障、溫差故障、切換開關故障、鐵芯絕緣故障、閃絡故障、穢物故障、散熱故障、繞組漏電故障、繞組變形故障、嚴重異常、中等異常以及輕微異常，其中嚴重、中等和輕微異常設置不同的故障代碼，而其他故障類型各自設置其他類型的故障代碼，通過故障代碼明確區(qū)分各種故障原因，最后再通過ESN_Train()和ESN_Analysis()函數設計算法流程。

首先，變電站智能控制系統(tǒng)判斷輸入樣本是否能夠進行迭代；其次，根據輸出結果的數據狀態(tài)判斷是否能夠繼續(xù)迭代；最后，可以得到故障數據結果，而故障結果大于1，就立即對變電站進行停機處理，如果結果介于0.5～1就應該返回輸出故障結果步驟重新進行判斷，而結果小于0.5就應該立即派人檢修變電站設備。

根據該流程圖即可對故障原因進行量化分析，整個工程全部自動化完成，無須人工參與和干預，算法可以自主判斷電力設備的工作裝備是否正常，并根據結果完成停機、檢修或者繼續(xù)運行等操作。

3.2 電廠的自動化

電氣系統(tǒng)電氣工程及其自動化的智能化技術可以在電廠的自動化管理中應用。例如風電廠通過主發(fā)電機、自動迎風轉向裝置完成風力發(fā)電，風力發(fā)電的效率與風力有直接關系，風力不同則風力發(fā)電的效率也不同。因此風電廠中風力不同，各個發(fā)電設備的參數設置也不盡相同，可以先使用智能化技術對風力進行分析；其次，根據風力參數的變化對各個發(fā)電設備進行智能化調整；最后，就可以保證風電廠的發(fā)電效率。而火電廠則更加需要智能化技術，火電廠的發(fā)電過程比風電廠更復雜，需要控制的流程和環(huán)節(jié)也比較多，因此火電廠需要利用智能化技術對各個流程的數據進行監(jiān)控，并根據火電廠發(fā)電設備運行參數的變化情況分析故障原因和位置，提高火電廠的發(fā)電效率以及保證火電廠的安全性和穩(wěn)定性[3]。某火電廠電氣系統(tǒng)電氣工程及其自動化流程如圖2所示。

由圖2可知，火電廠電氣系統(tǒng)電氣工程及其自動化具備大氣監(jiān)測、煙氣監(jiān)測、電除塵控制、輸煤控制、除灰除渣控制、吹灰控制、水處理控制、聯(lián)鎖保護、信號報警以及輔機控制等功能。

圖2 火電廠電氣系統(tǒng)電氣工程及其自動化流程圖

3.3 電力調度的自動化

電氣系統(tǒng)電氣工程及其自動化的智能化技術可以在電力調度的自動化管理中應用。電力系統(tǒng)中最重要的就是電力能源的調度和管理，無論城市還是鄉(xiāng)村發(fā)電廠，它們可以供給的電力能源是有限的，當發(fā)電廠不能供給出足夠多的電力能源時，需要足夠高的電力調度效率才能保證生活和生產需要的電力能源得到滿足。首先，智能化技術可以從電力調度的信息監(jiān)控、電網載荷、供配電調整以及故障分析4個方面實現自動化，信息監(jiān)控即對各地的用電需求進行統(tǒng)計；其次，根據電網載荷對供配電進行調整，使各個地區(qū)的用電需求得到滿足；最后，利用故障分析預測電力調度過程中可能發(fā)生的問題，這樣才能通過智能化技術實現對電力調度的自動化控制。

電力調度的自動化主站運維操作系統(tǒng)由應用層、接口層和對象層3個部分構成，其中應用層負責安全管控工作，主要具備流程化管控、合規(guī)性檢查、規(guī)則庫管理、運行工況監(jiān)視、結果自檢、統(tǒng)計分析、操作預演以及自動巡檢等模塊功能；接口層負責權限管理工作，主要具備工況巡視適配接口、操作命令適配接口、檢修票信息同步適配接口、網管適配接口、內網安全適配接口以及動環(huán)適配接口等模塊功能；對象層負責防誤操作工作，主要具備節(jié)點、進程、數據庫、操作系統(tǒng)、應用程序、安全設備以及網絡設備等模塊功能。

4 電氣工程及其自動化的智能化技術應用

電氣工程及其自動化的智能化技術會向網絡化、綠色化以及模塊化的方向發(fā)展。其中網絡化應用前景中智能化技術的核心就是數據分析，對電氣設備的運行參數數據分析得越精準，就越容易預防電氣工程中出現安全事故或者設備故障等問題，因此電氣設備數據必然需要通過聯(lián)網的方式進行整合和分析，只有網絡化才能提高電氣工程及其自動化的智能化技術應用效果，智能變電站、電廠電力系統(tǒng)以及電力調度運維操作系統(tǒng)都已經開始利用網絡技術實現監(jiān)控畫面可視化，極大地提高了各個系統(tǒng)的工作效率和質量；綠色化應用前景中，智能化技術可以在電氣工程的各個方面推動智能化設備的運用，降低了電氣工程的成本，提高了電氣工程的智能化控制精度，有效減少了電力生產過程中的污染，有利于綠色節(jié)能型電氣工程的建設，智能變電站、電廠電力系統(tǒng)以及電力調度運維操作系統(tǒng)的應用直接提高了電力工程的自動化和智能化水平，但是并不會在電力生產中造成更大的電力污染，反而減少了電力能源的浪費；模塊化技術的優(yōu)點就是方便、快捷、高效以及精準，因此為了提高智能化技術下電氣工程控制系統(tǒng)的應用范圍，必然會朝模塊化的方向發(fā)展，只有模塊化的智能化電氣工程控制系統(tǒng)才能夠在更多電力企業(yè)中得到廣泛應用。

5 結論

綜上所述，電氣工程及其自動化的智能化技術在電力系統(tǒng)和建筑電氣工程中都已經得到了廣泛應用，可見該技術對電力行業(yè)的影響非常深遠。在該文中，智能變電站、電廠電力系統(tǒng)以及電力調度運維操作系統(tǒng)都可以明顯看出模塊化的特征，模塊化的優(yōu)勢在于刪減較為便利，有利于后期對系統(tǒng)進行維護和再次優(yōu)化。因此，電力企業(yè)必須著手推動電氣工程及其自動化的智能化技術的應用和發(fā)展，提高電氣配給的安全性和穩(wěn)定性，從而更好地為生產和生活提供電氣服務。