王乙博

（山西工程技術學院，山西 長治 046000）

0 引言

為保證電力系統(tǒng)的運行效果，應當從安全、經濟性等層面考慮，從根本上提高運維管理水平。電能作為社會生產、生活的重要能源，在取暖、生活、生產加工領域均得到廣泛的應用。伴隨電力系統(tǒng)的持續(xù)升級，為了在行業(yè)中站穩(wěn)腳跟，電力企業(yè)有必要提升自身實力，確保電力系統(tǒng)的安全性。電力企業(yè)應當推廣自動化技術，面向消費者供給安全、可靠的能源。根據自動化標準，自動化是電力系統(tǒng)今后的發(fā)展趨向。本文闡述了電力系統(tǒng)自動化的主要內容，從多個方面說明了自動化技術的應用，并提出具體的發(fā)展建議。

1 電力系統(tǒng)自動化的涵義與特征

1.1 含義

電力系統(tǒng)自動化指的是以計算機、控制以及通信技術為依托，對電力系統(tǒng)內部的各環(huán)節(jié)實施全方位、智能化監(jiān)控，以確保電力系統(tǒng)的持久、安全性[1]。作為電力智能化轉型的構成要素，電力自動化的宗旨在于對電力系統(tǒng)進行全方位地監(jiān)測，如電網、線路以及終端設備，找出其中隱藏的問題，采取針對性的解決措施。電力自動化，歸根結底是為了均衡調配電力負荷，如電力調度，使電力系統(tǒng)擁有更高的運行質量，獲得更高的效益。

1.2 特征

（1）集成化。憑借高度集成化，電力自動化能夠借助領先的信息、通信技術來集成各大子系統(tǒng)，對系統(tǒng)實施綜合性管控、優(yōu)化調度，確保線路、設備得到及時地監(jiān)測。

（2）靈活性。無論季節(jié)性負荷、網絡擴容還是新能源接入，電力系統(tǒng)均可以靈活應對，作出必要的調整，使電力系統(tǒng)保持更高的響應速度，應對各個場景下的變化之需。

（3）可擴展性。系統(tǒng)可以適應迭代更替的環(huán)境，拓展服務范圍，為用戶提供更舒適的體驗，為電力系統(tǒng)發(fā)展提供強大的保障。

（4）可視化。利用圖形界面，使電力系統(tǒng)參數、數據信息得到可視化展示，以便操作人員更好地監(jiān)控。由此，操作人員也可以直觀把握電力系統(tǒng)的狀態(tài)，做出正確的決策。

2 電力系統(tǒng)自動化的主要內容

2.1 電網調度自動化

電力系統(tǒng)自動化中，電網調度自動化占據核心的地位。表現如下：基于模擬計算分析的自動發(fā)電控制，提高調度管理效率，確保電網系統(tǒng)的運行安全。對調度中心進行設置時，我們應當保證計算機有著正常的讀數、反饋和信號控制等多重功能，構建遠程雙向交換模式，以保證監(jiān)測系統(tǒng)的有序性。同時，將自動發(fā)電控制（AGC）、數據采集（SCADA）兩大系統(tǒng)予以統(tǒng)籌，構建能量管理系統(tǒng)，以適應系統(tǒng)在應用方面的需求[2]。對電網調度自動化來說，其特征在于統(tǒng)一調度，根據應用要求進行逐層控制。由于電力系統(tǒng)原本屬于大型產銷電能體系，電網內部的各個環(huán)節(jié)均需利用調度機構進行調配，以適應電荷變化的現實需求。為此，需根據機組控制標準，制定科學的管理方案，提升電網運行水平。

2.2 電廠自動化

電廠自動化中，調度控制模式有助于提高調度水平，滿足電廠自動化方面的需求。自動化系統(tǒng)，涵蓋了動力機械、自動發(fā)電量以及電壓控制系統(tǒng)等部件，聯合調度處理模式，能夠大幅度提升應用效能。

（1）火電廠應當借助鍋爐汽機等設備，構建應用約束平臺，確保調度管理體系有序地落實。在自動控制環(huán)節(jié)，為確保容量較大的火力發(fā)電機組得到安全地運行，有必要控制計算機監(jiān)視、管理系統(tǒng)，使其協調機爐主控、鍋爐控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運行水平，為電廠自動化提供可靠的保障，符合統(tǒng)一應用方面的需求。

（2）水電廠則是依托水輪機或是調速器等，建立科學的運行模式。在提升自動化水平的同時，保證調度管理的可靠性，促進自動化統(tǒng)一管理。

2.3 變電站綜合自動化

近些年，智能變電站備受各界的矚目。一方面，提升了管理水平；另一方面，對資源進行全力整合，為電力行業(yè)提供強有力的保障。依托自動控制、信息處理以及傳輸技術，以計算機硬件系統(tǒng)為主宰，建立控制模式，能夠很好地取締人工作業(yè)，在提高變電站運行效率的同時，整合自動化運維的有利資源，提高管理水平。同時借助微型計算機，變電站二次系統(tǒng)也可可以做到優(yōu)化控制，確保監(jiān)控處理、保護和可控化運行的協調性?；诼搫犹幚恚蔑@技術的最大優(yōu)勢，建立兼容性強、又能單獨運行的管理體系，促進資源的全方位整合。除上述外，綜合自動化體系的構建，同時也可以為自動技術或是遠動處理的協同控制提供可靠的技術平臺，滿足智能化處理的相關標準，促進變電站的長久、多元發(fā)展。如變電站運維云平臺，依托互聯網、大數據技術，能夠較好地滿足電力運維方面的需求，建立集線上運維、統(tǒng)一調度、雙向聯動為一體的控制體系。在提高管理水平的同時，對故障作出快速地響應，為集抄、增值服務提供強大的保障。

2.4 配電自動化

2.4.1 配電自動化的形式分類

在國內，配電自動化有如下3 種不同的應用模式：饋線（就地控制）、配電（集中監(jiān)控）以及配電自動化+配電管理模式（集中監(jiān)控）[3]。根據系統(tǒng)的功能需求，構建專門的控制方案，有助于提高配電自動化整體的運行水平。

2.4.2 配電自動化的功能

（1）配電自動化體系中，為確保配電網用戶得到安全、持久的供電，有必要實時控制負荷，促進電源的供需平衡，確保負荷利用率符合行業(yè)的控制規(guī)范，減小能源損耗帶來的負面影響。

（2）配電自動化體系，可以全面地把控配電網在各階段的運行狀態(tài)，調配設備的參數狀態(tài)，使有功功率得到均衡、科學地分布，提高應用效能，促進協同控制。

（3）根據電網管理規(guī)范和具體要求，對功率補償設備作出科學地控制。在不影響電壓質量、運行安全的前提下，降低功率損耗對于整個配電線路帶來的負面影響，促進配電網在安全、經濟效益上的和諧統(tǒng)一。若電力系統(tǒng)陷入故障，此時配電自動化也會立即對信息進行匯總，確保事故得到規(guī)范、有序地處理，減少停電時長，提高供電管理水平。

3 電力系統(tǒng)自動化技術的應用

3.1 模糊控制技術

模糊控制技術，其優(yōu)勢在于隨機性強、易于操作。電力系統(tǒng)中，模糊控制技術的引入有助于改進控制性能，降低自動化技術在實操方面的難度。在模糊控制技術下，以便對電力系統(tǒng)實施監(jiān)測。得益于模糊技術，電網自動化也會更為清晰、明確。當若若干電網控制單元合并時，其覆蓋的領域也會更寬泛，促進多類控制單元的全面融合，做到全面、統(tǒng)一地控制。

3.2 神經網絡模型

伴隨智能技術的創(chuàng)新，基于神經元算法的神經元模型隨之誕生，利用若干神經元進行優(yōu)化，對模型算法實施訓練，以提高學習能力。如電力設備中，運用BP 神經網絡方法，對電網的運行負載進行科學地預報，測定電網隱藏的缺陷，促使電網的良性運轉。神經網絡最早誕生于1943 年，迅速吸引很多人的矚目。歷經數十年的探索，人工神經網絡如今已日趨完善，其建模、求解方法均得到大幅度地改進。

3.3 監(jiān)控技術

監(jiān)測技術，其目的在于完成監(jiān)測任務，在諸多領域中得到廣泛的應用。通過動態(tài)地監(jiān)控，一旦電力系統(tǒng)遇到故障，立即會發(fā)出警告。同時，監(jiān)控技術能夠對系統(tǒng)問題作出粗略地分析，判斷故障的根源點，將信息實時地傳送至工作人員，確保其在第一時間了解情況，做好維修，節(jié)省精力、時間。相比過去，監(jiān)控系統(tǒng)如今已有大幅度地更新。報錯后，能夠自動、初步地處理某些故障。對于輕微故障，基本不耽誤系統(tǒng)運行。對于危險故障，監(jiān)控系統(tǒng)會暫停運行，為維修人員爭取寶貴的時間。利用實時監(jiān)測，能夠保證電網系統(tǒng)、人員的安全。

3.4 集成技術

傳統(tǒng)電網是由多個部門來分管功能，各功能也會存在兼容方面的缺陷，如前期準備、檢查維護，導致原電網未能成為完善的體系。受諸多因素的限制，系統(tǒng)運行水平不高，這就耗費較多的人員、物力，增加額外的成本。引進集成技術后，可以構建一個科學的管理體系，促進各項工作的良好銜接，與新技術融合，不僅追求效率，而且又要保證質量。由此，電網運行質量得到達到新的層級，提高國家電網整體的競爭力。

3.5 遺傳算法

1970 年代，基因算法率先在美國被提出。作為新型的計算模式，遺傳算法是以遺傳學原理、自然選擇為依托，借助計算機來提前對備選方案實施代碼化。按照代碼化原理，依次對各個備選方案作出求解，從中得出性價比最高的方案[4]。截至今日，在查找電網故障及其成因時都會運用該方法，促進電網容量、無功的優(yōu)化分配，對電網系統(tǒng)中的圖象做好處理。該方法有顯著的優(yōu)越性，在大規(guī)模、搜索空間中適用于自適應搜索，可以從中找到最優(yōu)解。同時，該方法操作便利，適用廣、對解法幾乎毫無半點約束，不需要復雜的解法就可以成功得到最優(yōu)解。不過，遺傳算法也有自身的局限性：故障診斷尚未形成完善的理論體系，不利于快速診斷。

3.6 視覺技術

依托人工智能技術，能夠提高數據信息的運算水平。將視覺技術引入至電網自動控制中，能夠持續(xù)地改良、優(yōu)化遠程控制系統(tǒng)，提高電網運行質量。同時，對電力系統(tǒng)實施無人化監(jiān)控，挖掘系統(tǒng)運行中潛在的隱患，確保系統(tǒng)的安全、持續(xù)運行。依托自動化技術實現無人操作，讓操作更加精確。以紅外圖像監(jiān)測技術為例，除了提高電力系統(tǒng)監(jiān)測精度外，還可以簡化電力系統(tǒng)的工作流程。在計算機的輔助下，利用視覺技術來采集各種有價值的圖像信息，將其和標準圖像作出對比。一旦結果存在差異，提示電力設備有故障，有必要做好全面地檢查、維修。

3.7 柔性交流輸電系統(tǒng)

自動化技術對于電力系統(tǒng)有一定的助推作用，除了提升管控能力外，還可以增強系統(tǒng)總體的安全性能。柔性交流輸電系統(tǒng)，匯集了微處理、電力電子、微電子、控制以及通信技術在內，屬于交流輸電綜合技術，輕松便捷、易于控制[5]。利用自動調節(jié)，有助于規(guī)避電力系統(tǒng)潛在的某些安全隱患，確保電源的產出，為供電功能提供更大的保障?？梢?，柔性交流輸電系統(tǒng)有望顛覆以往的供電模式，提高電力自動化水平。

3.8 自動仿真技術

自動仿真技術，符合電力自動化的屬性與特征，有助于提高運行質量，明確電力系統(tǒng)今后的方向。在電力及其自動化背景下，以仿真技術為載體，利用科研數據可以建立組件閉環(huán)系統(tǒng)，能得到更精準的分析結果。在分析階段，依托自動仿真技術來建立專業(yè)的模型，收錄電力系統(tǒng)有關的全部信息，提高數據整合效果，為電力系統(tǒng)建模提供有力的參考。拿到分析結果后，現場人員也要對模型反饋情況作出必要的修正，保證電力系統(tǒng)功能、結構的完整性。借助自動仿真技術，提高分析結果的價值。除上述外，自動仿真技術可以從中得到精準的數據，剔除其中價值偏低的數據，促進提質增效。

4 電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢

4.1 注重人才培養(yǎng)

電力系統(tǒng)能否順暢地運行，和管理機制有著緊密的相關。為彰顯管理機制的價值，有必要培養(yǎng)優(yōu)秀人才。電力系統(tǒng)管理中，應注重人才引進與培養(yǎng)，打造一支合格的自動化人才隊伍。同時，要立足電力自動化的崗位之需，從社會上引進更多優(yōu)質的電力管理人才。同時，將人才管理納入電力系統(tǒng)管理的落腳點，對自動化體系中的關鍵部門進行優(yōu)化管理，為電力自動化建設打下牢固的基礎。

4.2 加大技術管理力度

電力自動化的核心在于技術，構建技術管理制度，彰顯技術因素最大的功用。以技術為導向，優(yōu)化電力系統(tǒng)內部的線路、生產設備的性能、質量。為了確保機械設備得到規(guī)范使用，有必要組織企業(yè)人員參加專門的培訓，督促他們按要求進行操作。除上述外，注重對電力技術、各類設備進行研發(fā)與升級，依托技術升級來提高電力系統(tǒng)整體的性能。

4.3 優(yōu)化電力調配體系

電網運行期間，應當確保電力的安全供應，為電力應用打下牢固的基礎。電氣自動化背景下，將電力調配統(tǒng)籌于自動化技術，必然會達到更顯著的監(jiān)控效果。電力調配涵蓋了多種不同的設備，利用自動化模式來對電力調配實施監(jiān)控，能夠確保電力資源的安全調配，幫助電力企業(yè)減小消耗，為電網經濟鋪平道路。對電力企業(yè)來說，安全是前提。在管理實踐中，有必要利用自動化技術，妥善解決電力調配中遇到的安全問題，擬定實施方案，確保電力調配的安全。

5 結語

綜上，電氣自動化技術的創(chuàng)新與應用成為電力系統(tǒng)今后發(fā)展的主趨勢，未來仍有廣泛的發(fā)展空間。為此，電力企業(yè)有必要立足電力系統(tǒng)需求，建立安全、經濟的電力體系，推廣應用電力自動化技術，提高電力自動化水平，促進電力系統(tǒng)邁入持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展。