［摘 要］電氣自動(dòng)化運(yùn)用于電力系統(tǒng)中，能夠促使電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化發(fā)展，有助于提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性。文章簡(jiǎn)要介紹了電氣自動(dòng)化及其發(fā)展前景，并從仿真建模技術(shù)及PLC 技術(shù)等方面，對(duì)其在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用展開了深入探究，以期為相關(guān)人員提供參考。

［關(guān)鍵詞］電氣自動(dòng)化；長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展；前景；電力系統(tǒng)；合理運(yùn)用

［中圖分類號(hào)］TM76 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）03–0118–03

1 電氣自動(dòng)化概述

現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化一般指借助各類電氣設(shè)備、傳感器、控制系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)手段，對(duì)一系列工藝過程開展自動(dòng)化控制及監(jiān)視，以此提升工藝過程效率、穩(wěn)定性及可靠性的一種技術(shù)。該技術(shù)具備極強(qiáng)的綜合性特征，涉及計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)、通信技術(shù)及現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等，可以自動(dòng)化、智能化地完成各類數(shù)據(jù)信息采集及高效傳輸活動(dòng)，并基于此對(duì)工藝過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管控。將電氣自動(dòng)化運(yùn)用于電力系統(tǒng)當(dāng)中，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理電力系統(tǒng)當(dāng)中的各類故障問題及隱患，可顯著降低故障發(fā)生概率、減少能源損耗及避免電力設(shè)備出現(xiàn)損傷等，從而保證電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定及安全地開展電力輸送、變電及配電等活動(dòng)，能夠有效地將電力系統(tǒng)具備的價(jià)值和作用充分發(fā)揮出來。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成情況見表1。

2 電氣自動(dòng)化的發(fā)展前景

2.1 市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大

結(jié)合有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來看，全球范圍內(nèi)電氣自動(dòng)化整體市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出不斷上漲的態(tài)勢(shì)，其中全球市場(chǎng)規(guī)模截至2022 年達(dá)到了5 000 億美元左右，實(shí)際年復(fù)合增長(zhǎng)率接近6%，預(yù)計(jì)2025 年能夠達(dá)到8 000億美元。而國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模截至2022 年大約為1 500 億元，相較于2021 年增長(zhǎng)接近8%，預(yù)計(jì)到2025 年有望超過2 000 億元。所以整體來看，電氣自動(dòng)化市場(chǎng)潛力非常大，未來前景可期。

2.2 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域不斷增加，為電氣自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展提供了良好的推動(dòng)力。電氣自動(dòng)化常見應(yīng)用領(lǐng)域見表2。

2.3 技術(shù)發(fā)展

各類高新技術(shù)的快速發(fā)展為電氣自動(dòng)化創(chuàng)造了非常廣闊的發(fā)展前景，包括人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、邊緣計(jì)算技術(shù)、云技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。由于電氣自動(dòng)化本身具備極強(qiáng)的綜合性特征，所以其能夠與這些高新技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，這促使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具備的功能更為豐富及強(qiáng)大，可以更好地適用于各行業(yè)的一系列生產(chǎn)活動(dòng)，從而進(jìn)一步豐富了電氣自動(dòng)化的應(yīng)用場(chǎng)景，持續(xù)提升社會(huì)生產(chǎn)力，進(jìn)而促使其獲取到了更為廣闊的發(fā)展空間。

3 電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)的運(yùn)用

3.1 仿真建模技術(shù)的運(yùn)用

仿真建模技術(shù)可以借助仿真軟件及設(shè)備開展仿真試驗(yàn)活動(dòng)，再利用一系列試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息充分地反映某個(gè)系統(tǒng)或某個(gè)生產(chǎn)過程的具體情況。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，其在實(shí)際運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息，相關(guān)技術(shù)人員借助仿真建模技術(shù)開展電力系統(tǒng)運(yùn)行活動(dòng)的仿真試驗(yàn)，從而掌握整個(gè)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，進(jìn)而準(zhǔn)確高效地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)目前存在的問題或可能出現(xiàn)的問題，在此基礎(chǔ)上通過開展模擬優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類問題的有效處理和提前預(yù)防，達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化電力系統(tǒng)的目的，能夠顯著增強(qiáng)電力系統(tǒng)安全性及可靠性。

3.2 PLC技術(shù)的運(yùn)用

PLC 技術(shù)主要是由以往的接觸器及現(xiàn)代微機(jī)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合之后形成的一種新技術(shù)，其內(nèi)置的存儲(chǔ)器主要采用可編程模式，可以對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的信息存儲(chǔ)與功能優(yōu)化等開展持續(xù)性的計(jì)算、控制活動(dòng)。借助PLC 技術(shù)能夠?qū)σ幌盗须娏?shù)據(jù)信息開展全面系統(tǒng)的收集、分析及處理工作，同時(shí)還可以為數(shù)據(jù)間的運(yùn)算或轉(zhuǎn)換等創(chuàng)造良好的技術(shù)操作空間。此外，各類數(shù)據(jù)信息在得到有效處理后，還可以通過PLC 自帶的通信技術(shù)開展數(shù)據(jù)信息的高效傳輸，從而完成對(duì)電力系統(tǒng)的相關(guān)控制活動(dòng)。

3.3 自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用

自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)、變電站監(jiān)控站、遠(yuǎn)程終端單元（RTU）等部分構(gòu)成。其中，SCADA系統(tǒng)屬于一個(gè)核心子系統(tǒng)，其具備一系列自動(dòng)化控制功能，比較常見的有自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、自動(dòng)穩(wěn)定控制（ASC）、自動(dòng)電壓控制（AVC）及事件驅(qū)動(dòng)控制（EDC）等。

以AVC 為例，AVC 主站可以借助遙測(cè)信號(hào)有效地與各級(jí)子站開展通信活動(dòng)，達(dá)到遠(yuǎn)程調(diào)度及控制的目的。此外，AVC 主站還可以借助SCADA 當(dāng)中的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)有效地向一系列上位機(jī)傳達(dá)指令，然后利用上位機(jī)來合理地對(duì)下位機(jī)進(jìn)行控制，達(dá)到增磁或減磁的效果。另外，變電站本身也屬于電能調(diào)度及控制方面的一個(gè)核心設(shè)備，所以必然會(huì)參與AVC 控制，因此電網(wǎng)當(dāng)中的AVC 主站可以向變電站內(nèi)部的AVC 裝置有效地傳輸信號(hào)，然后對(duì)電容器等一系列裝置實(shí)施高效的自動(dòng)化控制。

3.4 主動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的運(yùn)用

通常情況下，電力系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)，并且獲取到大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息便需要借助主動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)及開展分析活動(dòng)，這樣便可以有效地分析和判斷出電氣系統(tǒng)當(dāng)中可能存在的故障問題，從而便于工作人員及時(shí)開展相關(guān)的處理優(yōu)化工作，不斷提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性。此外，主動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)還可以輔助分析一系列用戶的實(shí)際用電需求，完成各類電氣設(shè)備的優(yōu)化改進(jìn)，幫助電力系統(tǒng)科學(xué)高效地開展電能分配及輸送，提高人們的用電質(zhì)量。

3.5 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

通過對(duì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的合理運(yùn)用，可以實(shí)時(shí)地對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)開展監(jiān)測(cè)與檢測(cè)工作，這樣能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)當(dāng)中各類電氣設(shè)備或線路等方面存在的故障問題及隱患，然后自動(dòng)化地向工作人員進(jìn)行告警，從而及時(shí)處理故障和隱患，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)一般涉及狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障隱患告警及信息數(shù)據(jù)采集處理等功能。此外，大部分自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)均設(shè)定為以下3 大層級(jí)。

（1）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)層。主要用來對(duì)一系列電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行全面完整的收集和分析，并且能夠?qū)⒕唧w分析結(jié)果快速地上傳到系統(tǒng)管理層做出進(jìn)一步處理。

（2）網(wǎng)絡(luò)通信層。主要用來銜接現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與系統(tǒng)管理兩個(gè)層級(jí)，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息的高效傳遞，同時(shí)還可以對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況做出一定程度的管控。

（3）系統(tǒng)管理層。其屬于整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)核心內(nèi)容，可以更為高效地將一系列數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并且可以生成相關(guān)的分析結(jié)果報(bào)告，最終通過計(jì)算機(jī)等傳遞給有關(guān)部門或工作人員，以此為其制訂有關(guān)決策提供參考和支持。

另外，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)還具備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及控制功能，其可以利用手機(jī)App 的形式，對(duì)電力系統(tǒng)開展遠(yuǎn)程監(jiān)管，這樣工作人員可以隨時(shí)隨地掌握電力系統(tǒng)的具體運(yùn)行狀況，有助于提高電力系統(tǒng)管控效率和質(zhì)量。

3.6 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的運(yùn)用

對(duì)于電力系統(tǒng)而言，其具備極強(qiáng)的復(fù)雜性及繁瑣性等特征，而且所需電氣設(shè)備相對(duì)較多，這些設(shè)備通常又極為分散，然而彼此之間還有著密切的聯(lián)系，想要保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，便需要確保這些設(shè)備及系統(tǒng)之間形成有效連接，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)便能夠達(dá)到這一目的。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的合理運(yùn)用，可以高效地將電力系統(tǒng)內(nèi)部的全部有關(guān)器件、設(shè)備及裝置等進(jìn)行充分連接，以此打造出一個(gè)系統(tǒng)性及完整性極強(qiáng)的通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的高效傳遞和共享，這對(duì)于提高電力系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性有著至關(guān)重要的價(jià)值和作用。此外，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)還具備非常強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，一系列監(jiān)管及維護(hù)工作均可以在線上開展，這樣便能夠有效地克服電力系統(tǒng)本身存在的過于分散、干擾多及環(huán)境復(fù)雜等一系列難題。

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)當(dāng)中各類設(shè)備的動(dòng)態(tài)化及實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)、及時(shí)動(dòng)作、遠(yuǎn)程控制或告警等，這使得電力企業(yè)無論是開展線路控制、電網(wǎng)調(diào)度還是對(duì)各類設(shè)備實(shí)施維保活動(dòng)等，均具備良好的便捷性及高效性，而且還可以減少人工操作，進(jìn)一步提高整個(gè)電力系統(tǒng)的管理成效。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代科技不斷發(fā)展進(jìn)步的背景下，電氣自動(dòng)化已經(jīng)成為推動(dòng)社會(huì)上各行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。將電氣自動(dòng)化合理地運(yùn)用于電力系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的全方位、實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化及智能化管控，這對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行有著重要的促進(jìn)作用。

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