電力系統自動化技術研究

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引言

電力系統自動化技術的科學應用與創新發展，是社會經濟建設與電力市場優化發展對電力行業現代化建設提出的客觀需求，也是電力企業提升市場占有率，實現可持續穩定發展的重要舉措。對此，在當前電能應用需求不斷增多，高度重視電力系統運行安全性、經濟性協調發展的背景下，有必要加強電力系統自動化技術及其應用的研究，明確電力系統自動化技術發展方向，以期為我國電力事業優化發展奠定良好基礎。

1電力系統自動化技術的相關概述

1.1電力系統

電力系統是集電能生產、分配與利用為一體的綜合性系統，由電廠發電、電廠輸電、變電所變配電、用戶用電等環節共同構成[1]。因此，電力系統的主體結構主要有電源、變電所、輸電網絡、配電線路、負荷中心等。其中電源主要指發電廠，包括火力發電廠、水力發電廠、風能太陽能發電廠、核能發電廠等，各發電廠之間存在一定關聯性，能夠實現不同區域間的電能調解，以滿足供電需求。變短所與輸電、配電線路所構成的網絡，統稱為“電力網絡”承載著電能分配、傳輸的重要使命。

1.2自動化技術

自動化技術是基于計算機技術、信息技術、網絡技術、控制技術、系統工程技術等結合應用下，形成的一門多學科綜合型的應用技術。加之科學技術的創新力度逐漸增強，自動化技術被廣泛應用于多個領域之中，為其生產與管理質量、效率的提升，奠定了良好基礎。從電力電氣領域上看，在電力系統中使用自動化技術，能夠使電力系統具備自動化控制能力，可有效提升電力系統敏感度，實現對各環節電力設備運行狀況的自動化監督與管控，減低設備故障對電力系統運行的影響。與此同時，隨著自動化技術與智能技術的有機結合，電力系統智能化水平得到提升，電力設備控制能力增強，有助于推動智能電網的構建，加強電能監督與管理力度，實現電能能源的節約。對此，研究電力系統自動化技術應用與發展，具有重要現實意義。

2電力系統自動化技術的實踐應用

由于電力系統是一個綜合且復雜的系統，其自動化技術的應用范圍相對較廣，涉及的核心技術較多。對此，本文主要以電網調度、配電網的變電站以及電力系統的繼電保護為例，簡要分析了電力系統自動化技術的實踐應用狀況。

2.1自動化技術在電網調度中的應用

電網調度是保證電力系統穩定、安全、可靠、經濟運行的根本保障，能夠通過監督、管理與指揮，保證發電、輸電、變電以及配電依據相關規定與要求持續而穩定作業，并實現電力系統故障的及時識別、診斷與排除[2]。在電力系統中，電網調度工作涉及內容相對較多，其監督與管理難度系數相對較大。而應用電力系統自動化技術，構建科學電網調度系統，可有效提升電力生產運行監督、管理、指揮質量與效率，促進電網調度管理的優化發展。例如，應用自動化技術構建“信息采集與控制執行系統+信息傳輸系統+信息處理系統+人機互動系統”的電網調度自動化控制系統，能夠有效實現電力系統運行過程中所產生各項信息的采集，從而根據所采集到的信息，包括負荷變化、用電情況等，并結合天氣預報、用戶用電規律進行用電負荷預測，形成負荷曲線，為電網調度中發電容量配備提供信息依據。與此同時，在電力調度能量管理系統中配置SCADA（Su-pervisoryControlAndDataAcquisition，采集與監視控制系統）系統能夠在一個或多個服務器運行作用下進行電力設備運行數據采集，基于服務器與硬件設備之間的通信渠道，實現數據傳輸，并通過控制運算、里程轉換、報警檢查、用戶腳本執行等操作完成數據處理與分析，便于電力調度工作人員及時掌握系統運行情況，實現系統故障的快速診斷，從而提高電力調度水平，維護電網運行的穩定與安全，推動電力調度實現自動化、信息化、現代化發展。

2.2自動化技術在繼電保護中的應用

繼電保護是電力系統故障與異常檢測、報警與處理的一種措施，在電力系統管理中發揮著至關重要的作用，是電力企業電氣工程建設不可或缺的存在。通常情況下，電力系統運行過程中繼電保護受多種因素影響，不可避免會產生誤動、拒動問題，從而向控制中心發出錯誤報警信號，不能夠對電力系統進行有效保護，致使電力系統不能夠安全、有效的運行。因此，采取電力系統自動化技術，不僅可以提升繼電保護自動化控制水平，還能夠有效實現上述問題的處理。以微機繼電保護硬件系統為例，該系統主要由數據采集單元（模擬量輸入系統）、數據處理單元（微機主系統）、數據傳輸系統、數據通信接口與電源共同組成。其中數據處理單元能夠有效將模擬輸入量轉換為系統所需的數字量，便于系統對電流、電壓、功率、頻率、諧波等繼電保護相關參數的處理與分析。與此同時，數據處理單元中可編程制度存儲器、外部存儲器等設備的配置，實現了系統存儲器的有效拓展，便于繼電保護設置要求的滿足。而同步通信與異步通信在通信接口中的靈活應用，能夠滿足系統不同通信需求，保證通信的準確性、及時性、安全性。此外，顯示器、打印機等輸出裝置的配置，可提升系統交互性，通過測試結果直觀展示，為工作人員進行系統故障分析與處理提供便利。

2.3自動化技術在配電網變電站中的應用

在配電網變電站使用自動化技術，可有效提升變電站自動化控制水平，提升變電站監督力度。例如，應用自動化技術構建“全站控制級+就地單元控制級”的分布分層式控制體系，通過SCS（站控系統）、SMS（站監視系統）、EWS（站工程師工作臺）以及RTU（調度中心通信系統）的相互作用，實現對變電站電力設備運行情況的全面掌控，并根據實際情況通過就地單元控制級完成設備調配，提升變電站運行的安全性與可靠性[3]。

3電力系統自動化技術的創新發展

隨著電力系統自動化技術理論與實踐研究的不斷深入，電力系統自動化技術應趨向于標準化、集成化、智能化發展。

3.1標準化發展

標準化發展是保證技術應用規范與科學，促進技術作用充分發揮的前提基礎。隨著電力自動化技術的應用規模之間擴大，我國在應用電力自動化技術時，應逐漸朝國際標準發展。目前，發達國家已經出臺了電氣自動化應用標準，以此規范與指導自動化技術應用行為。對此，我國在發展電力事業時，應借鑒國外先進經驗，加強技術應用標準的制定與完善。

3.2集成化發展

集中化發展主要體現在技術結合應用上。電力系統的整體性、綜合性與復雜性，勢必需要秉承“獨立且綜合”的原則進行優化發展。加之，自動化技術本身具有綜合性特征。對此，電力系統自動化技術在電力系統控制領域中的應用將趨向集成化發展，通過與其他技術，包括測量技術、保護技術、報警技術、監控技術、智能技術等的有機結合，簡化系統操作，促進系統整體控制質量的提升。

3.3智能化發展

智能電網改造對電力系統智能化水平提出了更高要求。在此背景下，要想在實踐過程中增加電力自動化技術的應用力度，務必要對其技術進行升級、創新。例如，通過“自動化控制+神經網絡”、“自動化控制+智能識別”等，增強技術應用智能化水平。

4結論

電力系統自動化技術的科學應用與創新發展是推動智能電網構建，提升電力生產能力，保證電力供應具有較高的可靠性與安全性的手段。為此，在對電力自動化技術應用的重要性有一定認識與掌握的同時，還要對其技術進行全面了解，并以創新發展為指導，以實際需求為核心，探尋其發展方向，以促進自動化技術應用的科學性與有效性，為電力企業優化發展提供技術支持。

參考文獻：

[1]陳晶煒，柴燕.電力系統自動化控制中的智能技術應用及其優勢研究[J].現代工業經濟和信息化，2019（01）：1.

[2]沙軼.電力系統及其自動化和繼電保護的關系[J].電子技術與軟件工程，2018（24）：106.

[3]王洪杰.電力系統中自動化技術的應用及發展方向[J].南方農機，2018，49（24）：116+120.

作者:劉彧揮 單位:宜昌市三峽大學