李可雨

（南京信息工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 南京 210044）

0 引言

隨著電力信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化已逐步向電力系統(tǒng)中滲透。在整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，既可以節(jié)約人力，又可以減少人力資源的消耗。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的運(yùn)用，使電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到了顯著的提升，其中在電力系統(tǒng)高速運(yùn)行下降低了電力行業(yè)的成本，這也使得能有更多成本投入電力系統(tǒng)的優(yōu)化中去，達(dá)到促進(jìn)了電力系統(tǒng)發(fā)展的速度的作用。隨著信息化進(jìn)程的加快，電氣自動(dòng)化等信息技術(shù)在電網(wǎng)的各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。電力行業(yè)也在積極采用電子控制技術(shù)，把它作為一種有效的管理方法。實(shí)際應(yīng)用表明，采用電控技術(shù)后，電力系統(tǒng)的運(yùn)行速度進(jìn)一步加快，其中表現(xiàn)最明顯的就是電力系統(tǒng)處理問題的效率得到了明顯的提升，隨著電力系統(tǒng)的更新?lián)Q代，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行和發(fā)展帶來全新的變化。

1 電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和意義

1.1 電力系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)

在電力系統(tǒng)中，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行模擬，使電力系統(tǒng)的暫態(tài)試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)兩者有機(jī)地結(jié)合起來，使試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，從而為電網(wǎng)的實(shí)際工作提供了大量的數(shù)據(jù)。另外，利用模擬試驗(yàn)獲得的有效數(shù)據(jù)，對(duì)新的電力系統(tǒng)設(shè)備和設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，從而為建立電力系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)室提供更加科學(xué)、合理的數(shù)據(jù)和保證。在電力系統(tǒng)中，也可以采用電子控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能供電。電網(wǎng)的自動(dòng)控制與電網(wǎng)的安全運(yùn)行息息相關(guān)，隨著電網(wǎng)自動(dòng)化水平的逐步提升，影響最大的就是電網(wǎng)的運(yùn)行安全，電網(wǎng)的運(yùn)行安全也會(huì)隨著電網(wǎng)自動(dòng)化水平的提高而變得更加堅(jiān)固[1]。

1.2 配電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

配電網(wǎng)絡(luò)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)條件的不同靈活地應(yīng)用于電氣自動(dòng)化技術(shù)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)效率的最大化，也能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化，極大地降低了配電系統(tǒng)的運(yùn)行難度，并極大地提高了配電系統(tǒng)的信息采集能力。將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)絡(luò)，能有效地為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供服務(wù)，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。智能電網(wǎng)技術(shù)是電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。在電網(wǎng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)深入電網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)環(huán)節(jié)，使得電網(wǎng)的智能化程度不斷提高[2]。

配電網(wǎng)絡(luò)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于配電網(wǎng)絡(luò)，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字化信息化建設(shè)具有積極意義。將電氣自動(dòng)化技術(shù)引入配電網(wǎng)絡(luò)中，可以解決配電網(wǎng)絡(luò)的消耗量、應(yīng)用載波路徑等問題，有效地提高了配電網(wǎng)絡(luò)的接收靈敏度，使整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況得到改善。同時(shí)，將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行中，利用模擬技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與暫態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以為電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行提供大量的數(shù)據(jù)，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的了解，大大提高了電力系統(tǒng)在模擬測(cè)試運(yùn)行狀態(tài)下的精度，運(yùn)行精度提高可以幫助相關(guān)測(cè)試運(yùn)行的技術(shù)人員更合理地規(guī)劃電網(wǎng)線路。此外，在模擬試驗(yàn)環(huán)境下，可以對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中各類設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，從而建立一個(gè)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效監(jiān)控的實(shí)時(shí)混合型電力實(shí)驗(yàn)室。

1.3 自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)是一種既涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)又涉及機(jī)電控制技術(shù)的一種新興技術(shù)，它能自動(dòng)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行過程中的各種指令進(jìn)行編程，并對(duì)其進(jìn)行有效的記錄、處理，從而達(dá)到低能耗、高效率運(yùn)行的目的。電力系統(tǒng)的信息收集和處理是指利用技術(shù)對(duì)電網(wǎng)中的各種信息進(jìn)行高效的采集、篩選，然后將這些信息進(jìn)行分析和綜合，將這些信息傳遞給相應(yīng)的部門，從而使電網(wǎng)的運(yùn)行更加智能化。利用該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各獨(dú)立模塊的有效控制，實(shí)現(xiàn)了信息的高效鏈接，從而推動(dòng)了電力行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。采用仿真閉環(huán)方式，對(duì)電網(wǎng)的溫度、壓力、電網(wǎng)的流量等進(jìn)行仿真閉環(huán)控制，達(dá)到了一定的調(diào)節(jié)效果，保證了電網(wǎng)的安全、平穩(wěn)[3]。

1.4 可編程控制器技術(shù)

PLC 技術(shù)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，在電力系統(tǒng)的各個(gè)控制環(huán)節(jié)中得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，將PLC 技術(shù)引入電網(wǎng)的實(shí)際操作中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，記錄信息，并根據(jù)不同的計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行編程，從而大大減少了電網(wǎng)的能源消耗，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的靈活運(yùn)行。PLC 技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行中的運(yùn)用，不但能夠迅速地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞、轉(zhuǎn)換、整合、分析、采集，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中的某些計(jì)算機(jī)指令的智能控制，從而大大地提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率。PLC 技術(shù)本身就具有很強(qiáng)的自控能力，因此，將PLC 技術(shù)用于電力系統(tǒng)的斷電控制，并將其與輸入、輸出功率信號(hào)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效率運(yùn)行[4]。

1.5 控制電網(wǎng)開關(guān)容量

針對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，采用電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)電網(wǎng)的開關(guān)進(jìn)行有效的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)信號(hào)的輸入和輸出，從而提高電網(wǎng)的工作效率。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)可以極大地方便電網(wǎng)的運(yùn)行，從而使有關(guān)工作人員能夠更加合理、高效地進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)來看，電氣自動(dòng)化技術(shù)具有如下發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 向計(jì)算機(jī)、多媒體等領(lǐng)域的一體化發(fā)展

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有關(guān)電氣自動(dòng)化的技術(shù)已逐步與世界標(biāo)準(zhǔn)接軌。在這些技術(shù)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)是最主要的一項(xiàng)。電力系統(tǒng)在配電、變電等各方面的應(yīng)用都離不開這一技術(shù)。因此，電子控制技術(shù)必然會(huì)向計(jì)算機(jī)、多媒體等方向發(fā)展。保護(hù)、控制、監(jiān)控三者有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)三位一體當(dāng)前，從專業(yè)分工、人員配置等角度來看，電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式仍然相對(duì)獨(dú)立。而從今后電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來看，這種“保護(hù)、控制、測(cè)量”的“三合一”模式必然會(huì)被替代。

將電氣自動(dòng)化技術(shù)引入供、配電系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過供電、配電監(jiān)控系統(tǒng)，可以直接了解到用戶的用電狀況，無須供電員工親自查看用戶端的電表，大大減少了抄表員的工作量，還可以利用電腦上網(wǎng)查詢用電。同時(shí)，電氣自動(dòng)化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)供、配電系統(tǒng)的系統(tǒng)頻率、節(jié)點(diǎn)電壓等各項(xiàng)指標(biāo)的采集，并實(shí)時(shí)顯示在配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)關(guān)鍵信息進(jìn)行存儲(chǔ)，從而為電力系統(tǒng)的工作人員進(jìn)行深入的研究[5]。

2.2 建立自動(dòng)化應(yīng)用的科學(xué)統(tǒng)一體系

要完善和健全電氣自動(dòng)化的生產(chǎn)體系，構(gòu)建一個(gè)能夠充分利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，從而達(dá)到科學(xué)的管理目的。在測(cè)試、開機(jī)、運(yùn)行等各方面都采用了更為有效的運(yùn)行方式，將這些先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念運(yùn)用到實(shí)際的管理系統(tǒng)中。企業(yè)的發(fā)展與精益之路也愈來愈順暢，在企業(yè)的工程應(yīng)用中，不同的系統(tǒng)可以滿足不同的企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，并且在實(shí)施一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)及系統(tǒng)的管理時(shí)，也可以達(dá)到使用平臺(tái)的獨(dú)立性。它的主要功能是使各管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，以達(dá)到快速、高效、安全的目的。企業(yè)業(yè)務(wù)的各個(gè)方面都能高效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并能在生產(chǎn)設(shè)備、技術(shù)監(jiān)控、企業(yè)管理體系等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。由于通用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理完成后，要對(duì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行資源分配，因此，在保證數(shù)據(jù)的及時(shí)傳遞的前提下，才能發(fā)揮其獨(dú)特的價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)[6]。

2.3 電氣與自動(dòng)化系統(tǒng)的平穩(wěn)交接

為使電力工程與自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全的數(shù)據(jù)交換，需要對(duì)各軟件的界面進(jìn)行規(guī)范化的設(shè)定，從而使電氣工程及自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率得到提高，整個(gè)系統(tǒng)得以正常運(yùn)行。目前常用的電腦軟件有Windows 2010和ActiveX 兩種，這些都是針對(duì)電子工程應(yīng)用中的實(shí)際應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。不同企業(yè)使用的系統(tǒng)軟件必須符合國(guó)際統(tǒng)一的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)PC 機(jī)的無縫連接，使自動(dòng)化與管理系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通訊更加科學(xué)合理。

2.4 智能化電網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用

由于智能化電網(wǎng)具有相當(dāng)高的自動(dòng)化水平，因此在智能電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，必須始終處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，以確保智能電網(wǎng)的供電品質(zhì)和穩(wěn)定，因此，采用電子控制技術(shù)可以有效地消除電網(wǎng)的諧波，保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的供電、配電等領(lǐng)域，從而促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)調(diào)度。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同層次、不同層次電網(wǎng)的自動(dòng)調(diào)撥，而微機(jī)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)則把全國(guó)各電網(wǎng)設(shè)備緊密地連接起來，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能迅速采集到大量的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)。而變電所作為整個(gè)電網(wǎng)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將電氣自動(dòng)化技術(shù)引入變電所，使變電所的工作自動(dòng)化水平得到了很大的提升[7]。

2.5 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

利用電氣化技術(shù)可以使電網(wǎng)的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)同時(shí)存在，從而達(dá)到了同步實(shí)驗(yàn)的目的。通過模擬實(shí)驗(yàn)，可以獲得大量的電力系統(tǒng)工作參數(shù)。在模擬環(huán)境下，電力部門的工作人員能夠進(jìn)行設(shè)備的檢測(cè)與故障診斷。電力自動(dòng)化技術(shù)可以使電力系統(tǒng)的操作更加智能化。我國(guó)是一個(gè)用電大國(guó)，電氣自動(dòng)化技術(shù)是電力系統(tǒng)智能化中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它可以較準(zhǔn)確地幫助電網(wǎng)工作人員設(shè)計(jì)電網(wǎng)的操作。并且可以快速、精確地輔助電網(wǎng)工作人員進(jìn)行故障分析，使問題得到快速、高效的解決。通過對(duì)電網(wǎng)的智能控制，可以讓電網(wǎng)的運(yùn)行變得更加穩(wěn)定和有效[8]。

2.6 電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度

電力系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包括服務(wù)器、顯示器、工作站和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是由變電站終端、調(diào)度中心、控制裝置三者有機(jī)結(jié)合而成的。變電站是電力系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的單元，主是集電氣自動(dòng)化技術(shù)于一體的。它的主要用途是屏幕監(jiān)控、全微機(jī)化設(shè)備、自動(dòng)化的運(yùn)行管理，以及數(shù)據(jù)的收集和傳送。電力自動(dòng)化技術(shù)在變電所的供電調(diào)度中的應(yīng)用，既可以加強(qiáng)對(duì)變電所的監(jiān)控，又可以使電網(wǎng)的運(yùn)行水平得到進(jìn)一步的改善[9]。

3 電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力自動(dòng)化技術(shù)已逐漸成為一種高效的運(yùn)行方式，同時(shí)也是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該深入電網(wǎng)的每一個(gè)方面，使人工操縱的情況得到了很大程度上的緩解，使電網(wǎng)的運(yùn)行更加順暢和經(jīng)濟(jì)。電氣自動(dòng)化技術(shù)已逐步與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，其中，計(jì)算機(jī)技術(shù)是其中最關(guān)鍵的一項(xiàng)。電力系統(tǒng)在配電、變電等各方面的應(yīng)用都離不開這一技術(shù)。因此，電子控制技術(shù)必然會(huì)向計(jì)算機(jī)、多媒體等方向發(fā)展。將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于供配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電、配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)、斷路器等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)控制，一旦發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的電流超過允許值，就會(huì)自動(dòng)斷開供配電系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備，從而避免供配電系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的故障和進(jìn)一步損壞，徹底改變傳統(tǒng)的手工操作方式。電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，使供、配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和工作人員的人身安全得到了保障[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著科技水平的不斷提高，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平也在不斷提高。隨著計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)的發(fā)展，電力自動(dòng)化技術(shù)得到了極大的發(fā)展。本文針對(duì)電力自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)電力自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并指出了今后的發(fā)展趨勢(shì)。電氣自動(dòng)化技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于電力企業(yè)，大大提高了故障的探測(cè)與信息反饋，從而極大地降低了供電企業(yè)的工作量，從而使電力企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了顯著的提升。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用也是一項(xiàng)重要的應(yīng)用，因?yàn)殡姎庾詣?dòng)化技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行配電的，因此，將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到智能電網(wǎng)的智能化生產(chǎn)中，并將其應(yīng)用到智能電網(wǎng)的智能化生產(chǎn)中。將電氣自動(dòng)化技術(shù)引入電網(wǎng)，可以有效減少電網(wǎng)內(nèi)的電能消耗量，并能有效減少電力系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備損耗，提高供電企業(yè)的生產(chǎn)效率。電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用已成為我國(guó)電網(wǎng)迅速發(fā)展的主要力量，而隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，其在今后的發(fā)展中將會(huì)越來越受到人們的重視。