电子信息技术在电力自动化系统中的应用

许楚佳

（广东亿能电力股份有限公司 广东省广州市 510663）

近年来电力系统的覆盖范围不断增加、组织结构日益复杂，给系统运行管理带来了新挑战。传统以人工调控为主的模式，显然无法支持现阶段电力系统的稳定与安全运行。在大数据时代，依托电子信息技术提升电力系统的自动化、智能化水平，一来用自动化设备代替人工，实现了对电力系统的全过程、自动化控制，节约了人力、提高了效率；另一方面还能通过数据采集、智能分析、科学决策，在保障系统运行稳定、防止电力能源浪费等方面发挥突出作用。因此，从行业发展趋势来看，基于电子信息技术创新电力自动化系统成为必然趋势。

1 电力自动化系统的发展现状

电力自动化系统，以电网中广泛分布的各类前端装置（如传感器、仪表等）为基础，动态采集关键设备的运行参数和状态信息；以通信装置为纽带，将采集到的各类信息反馈给控制中心的计算机；以人工智能为核心，对海量数据开展分析，作出科学决策，生成相应指令，再利用通信装置将控制指令发送给前端的动作元件，完成电力调度等一系列控制任务。

在上述运行流程中，运用到了多种电子信息技术，例如计算机技术、通信技术、人工智能技术、传感器技术等等。每一种技术下，由相应的硬件设备支持技术功能的实现，并且在终端计算机的统一控制下，协调运行，保障了整个电力自动化系统的可靠性、高效性。现阶段，电力自动化系统已经实现了状态监测、故障自检、智能决策、自由调度、节能运行等多种功能的一体化，为电力企业创造了可观的经济效益。下一步，电力自动化系统还将依托新型电子信息技术的创新发展，向经济实用性、安全可靠性、服务人性化等方向发展，从而在电力行业中发挥更加显著的作用，为推进电力事业发展起到积极帮助。

2 电力自动化系统中应用的电子信息技术

2.1 配电网自动化技术

基于电子信息技术的配电网，其核心组成有变压器、控制终端、通信装置和架空线路等。近年来，越来越多的分布式电源相继连入配电网，在缓解用电紧张现象和保障用电需求等方面有积极作用，但是其弊端也不容忽视。例如配电网的运行稳定性和安全性等，都受到了不同程度的干扰。这种情况下，以人工为主的配电网控制模式不能有效应对各种潜在隐患，配电网自动化技术应运而生。在电子信息技术的支持下，为配电网自动化控制提供了多种新型方案，例如并网点保护计划、过电流和过电压保护计划、逆功率保护计划等等，大幅度提高了配电网的运行安全。近年来，人工智能技术的发展让配电网自动化和智能化水平得到了进一步提升。通过构建基于智能终端的一体化管理平台，让配电网在电能精准分配、安全可靠运行等方面保持了优势。

2.2 调度自动化技术

电力调度是提高电能利用率，保障电网稳定运行和电力持续供应的关键。由于电力系统覆盖范围广，且不同地区、不同类型的客户，在用电需求上也存在明显差异。传统以人工为主的调度模式，需要花费较长的时间用来制定调度计划，电网调度的时效性差。基于电子信息技术的调度自动化系统，一方面是提高了调度效率，从接收调度请求到自动生成调度计划，再到终端系统控制完成调度任务，在短时间就可以高效完成，保证了供电的稳定和持续；另一方面，还能够实时监测电力系统的负荷量，根据反馈信息修正调度计划，对提高电能品质和体现出经济性也有积极帮助。除此之外，调度自动化控制系统还能够提供设备状态预估、系统负荷量预测、调度经济性分析等一系列功能。

2.3 变电站自动化技术

自动化运行和智能化监测，是变电站自动化技术的2 个关键功能。作为电力系统中的核心组成，变电站的作用是调节电压以满足客户的用电需求和保障电网的安全运行。近年来，得益于电子信息技术的发展和应用，变电站无人值守成为了行业发展趋势，在降低人工成本和实现自动调压方面均有明显的优势。变电站自动化中包含的电子信息技术有信息处理技术、现代通信技术、智能检测技术等；核心设备有变压器、互感器、断路器等。一方面，利用传感器等前端装置，可以实现对变电站各类设备运行状态的监测，保证其始终维持正常工况运行；另一方面，又能够借助于通信技术，实时接收客户的请求或管理员的指令，然后通过变电站的控制终端，发出相应的指令，实现了电能分配和电压调节，提高电能传输效率。

2.4 故障诊断自动化技术

电力自动化系统在运行期间，受到设备老化、恶劣环境等诸多因素的影响，出现故障不可避免。一些特殊故障还有可能引起连锁反应，对周边的电气设备、线路等产生干扰，严重情况下还会造成电力系统局部瘫痪。因此，对于电力系统的运行工况必须要实时监测，并且根据监测信息完成工况分析，实现故障的精准判断和自动诊断。电子信息技术的应用使得故障诊断自动化成为了可能。首先，电力系统在运行期间，电气设备的运行数据会统一上传到本地数据库中。计算机将本地数据库中采集到的实时状态数据，与标准参数进行比对。如果实测数据与标准参数一致，或者在正常范围之内，则说明系统运行良好；反之，则说明有异常运行状态，从而实现了故障的自动识别。由于电力自动化系统中包含了大量的设备、仪器，故障诊断自动化技术的应用有助于实现故障早发现、早控制，有助于降低故障损失。

2.5 专家决策控制技术

人工智能作为现代电子信息技术的重要组成，在电力系统的智能化运行、自动化控制方面有着广泛应用前景。以往的电力自动化系统，终端机在接收到异常信号或故障信息后，只能发出警报提醒管理员做进一步处理，自身不具备故障分析和应急处理的能力，往往错过了防控故障的最佳时机，给电力系统运行安全构成威胁。而专家决策控制技术的应用，以前端设备反馈的故障信息、异常信号作为基础，利用专家知识、经验做出准确判断。在发布警报的同时，自动生成应对方案，以及采取应急控制措施，例如控制电力系统中的保护装置，将故障设备进行安全隔离，避免造成连锁反应，从而达到了故障范围最小化的控制效果。基于AI 的专家决策系统，利用专家库中保存的海量数据，由计算机模拟人类专家快速、精准作出判断，因此能够应对电力自动化系统运行中各类复杂地、专业地问题，在保障系统稳定运行方面发挥了突出作用。

3 电子信息技术在电力自动化系统中的应用现状

3.1 不同电子设备的兼容性差

随着电子信息技术的发展，功能各异的新型电子设备得到了开发和运用。一方面，这些电子设备提供了多样化的功能，例如通信传输、状态监测等；另一方面，不同类型的电子设备在同一个电力自动化系统中运行，相互之间因为执行标准不统一，容易出现无法兼容的现象。例如，控制终端需要收集前端装置反馈的状态参数，进行分析判断运行工况。但是不同装置反馈的状态参数，其存储格式并不相同。一些采用特殊格式存储的数据，计算机不能正常识别和读取，变成了一串毫无价值的乱码。控制终端无法掌握电力系统的实时运行状态，也就无法准确的完成电力调度和故障处理。

3.2 电子信息技术的更新速度慢

电子信息技术的迭代速度极快，电力自动化系统只有不断运用新技术、引进新设备，才能在保证自身稳定与可靠运行的基础上，基于电力用户的需求提供更加丰富的应用功能。由于企业方面投入的经费有限，重视程度不高，导致电力自动化系统中使用的各类信息技术没有紧跟行业前沿发展趋势进行动态更新。例如，近年来AI 和VR 技术在电力自动化系统中得到了创新应用，技术人员利用VR 技术，实时展示电力系统各个部分的运行状态，真正实现了可视化监控，这就为远程故障分析提供了参考。很多电力系统由于电子信息技术更新速度慢，这类新技术尚未推广使用，限制了电力系统功能的发挥。

3.3 电子信息技术的安全性问题

电力自动化系统在彰显应用优势和提供丰富功能的同时，本身也存在诸多安全隐患。近年来，因为自动化系统故障，导致电力中断、电压波动等问题，给客户和电力企业造成巨大经济损失的事故时有发生。以上文中提及的故障诊断自动化技术为例，控制终端需要接收前端设备反馈的实时状态或数据，实现运行监测和故障判断。如果电力自动化系统在运行过程中，由于外界干扰或者设备老化，导致监测装置、通信装置出现了故障。那么控制终端就无法顺利接收反馈信息，自然也就无法做出响应和给出判断，电力系统不受控制，很容易出现运行事故。因此，如何保障电子信息技术的应用安全，也是必须要考虑的问题。

4 电力自动化系统中电子信息技术的优化策略

4.1 重视系统设计，保证系统整体兼容

为了提供更加多样而实用的功能，近年来电力自动化系统的组织结构更加复杂，各类电子设备的数量和种类也在不断增加。技术人员在应用电子信息技术时，必须要从整体角度做好系统设计，以功能和需求为出发点，以保障系统稳定、可靠、经济运行为目标，选择相应的电子设备，在兼顾实用性的基础上，尽可能的简化系统组织结构。同时，还要对数据存储格式作统一规定，执行统一标准，保证电力自动化系统中信息传递的高效性。在实现信息资源共享的前提下，保证系统整体兼容和运行高效。后期在进行电力自动化系统的功能扩展时，也要遵循现有的执行标准，保证系统兼容性和可靠性。

4.2 重视技术创新，保障系统运行稳定

加快推进电子信息技术创新，依托技术红利能够为电力系统的功能拓展和运行稳定提供强有力的技术保障。重视技术创新，并基于自身需求有选择性的引进新技术，成为新时期电力自动化系统发展的必然途径。电力企业一方面要具备创新意识，并设立专项的预算，为技术的自主创新，或者是新技术的引进提供物质保障；另一方面还要立足于电力自动化系统的运行需要，从实际出发，关注电网运行需要、客户用电需求，在综合考虑多方面因素的基础上，将新技术不断应用到电力自动化系统中。另外，在电子信息技术的创新应用中，还应安排技术人员对电力系统的运行稳定性进行实时观测，保证运行可靠、稳定。

4.3 重视安全保护，防止系统安全漏洞

我们在享受电子信息技术为电力系统运行提供多种便利的同时，也必须重点关注电力系统的安全性、稳定性。一种措施是定期做好电力自动化系统的运行监测，包括硬件和软件方面。对于监测装置、传感装置、通信装置等硬件设备，应定期检查运行工况，如果出现灵敏度下降、通信质量差等情况，应及时进行更换。对于控制系统、应用系统等软件部分，除了定期进行系统维护与软件升级外，也要安装一些安全防护软件，扫描发现系统存在的漏洞或隐患，然后由维护人员进行相应的处理，保证电力自动化系统安全、可靠运行。只有兼顾安全性与实用性，才能让电子信息技术在电力自动化系统中发挥更大的应用价值。

5 结语

推行电力自动化系统，无论是保障电网自身的稳定运行，还是节约电能和提升效益，均有积极帮助。电力系统自动化运行和智能化控制的实现，需要电子信息技术的支持，具体又包含了人工智能技术、调度自动化技术、配电网自动化技术等。在应用电子信息技术时，还要从整体角度开展系统设计，保证系统兼容性和运行稳定性。特别是安全方面，采取定期检测的方式，或者是启用安全防护软件，保障电力自动化系统的经济性、安全性和高效性，才能让电力用户和电力企业实现“双赢”。