电力系统运行中的电气工程自动化技术研究

贾祎飞 黄开奇 臧振溪 贾亚康 施云龙

（1.东北电力大学电气工程学院 吉林省吉林市 132012 2.东北电力大学能源与动力工程学院 吉林省吉林市 132012）

电力系统在电力发展中有着重要作用，提高电力系统的稳定性是促进电力系统发展的关键，电力工程自动化技术的应用有助于提升电力系统的稳定性，目前智能技术、集成技术等成为电气工程自动化技术的重要应用内容，为了实现电动自动化技术的创新就要对自动化技术进行整合，节约管理资源，提高电力系统管理效率，实现电力事业的高效发展。

1 电力系统运行存在的不足与电气工程自动化技术的应用价值

1.1 电力系统运行存在的不足

首先是数据信息庞大，科学技术的发展在一定程度上改变了人们生活方式，加快了各领域建设进程，而电力能源也有了更高需求，增加了电力系统运行压力，电力系统规模的增大，使其运行信息量成倍增长，而传统的控制设备难以满足现有电力系统建设需求，信息处理滞后，因此，需要与时俱进，应用自动化技术既能满足时代需求，又能符合长远战略规划。其次是技术应用有待完善，科技的发展在一定程度上推动了自动化技术应用，我国电气自动化技术应用还存在较多不足，例如：缺乏规范化管理、自动化技术存在差异、数据信息缺乏共享功能等等，都需要进一步发展。最后自动化技术应用相对比较晚，虽然我国加大经济建设力度，给予电力系统建设更高的关注，也增加了投入，但实际上我国电力系统应用与其他发达国家相比，在技术应用以及设施先进程度方面都有一定差异性，造成这种差异的主要原因是我国电力系统自动化技术应用相对较晚，影响着电力行业的建设进程[1]。

1.2 电气工程自动化技术的应用价值

首先是控制目标运行，自动化技术的发展改变了电力管理工作方式，电力智能化平台有了广阔发展空间，而且市场经济水平的提升为自动化技术提供了支持与保障，使其可以起到控制目标运行的作用，利用集成系统监控目标运行情况，有效改善了传统人力管理存在的低效状况。其次提高了运转效率电力系统运行情况与人们的生活生产息息相关，为了保障用电的稳定性，就要利用自动化技术完善电力系统功能，避免资源浪费现象，提高电力系统的市场竞争力。而且应用自动化技术能够提升电力管理工作效率，例如：反窃电技术的应用能够让工作人员实现实时监控客户用电，当发现异常使用时可以及时采取措施，包括电力仪器的损坏与违法窃电，进而保障用电环境的安全。最后能够实现及时维护检修，将电气自动化技术与网络技术相融合，极大地提高了电力系统维护工作的效率，根据系统反馈情况可以及时了解故障位置，利用诊断体系获得检修知识，并将其转化为实践能力，进行故障排除，电力系统使用时间越久，老化速度越快，需要进行定期维护才能有效延长其寿命，应用电气自动化技术实现及时维护检修，能够延长电力系统的使用寿命。

1.3 电气工程自动化技术应用特点

电气工程自动化技术应用特点主要体现在以下几个方面，如图1。

（1）具备良好可控性，电力系统发电输电各个环节都能够应用自动化技术，利用电气自动化技术能够构建完整信息管理系统，收集发电厂、变电站相关运行数据，提升电力系统安全性。

（2）具备便捷性，电力系统的维护作为保障其稳定运行的关键，目前电力系统维护技术还存在较多缺陷，而电气自动化技术能够提高电力维护便捷性，并且通过线上监控提高维护的灵活性。

（3）具备先进的信息技术，电力系统的运行主要依靠信息技术，应用电气自动化技术可以提高管理的科学性、实时性，及时发现故障，及时进行处理，促进电力系统的长期稳定运行[2]。

2 电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用

2.1 智能技术与互联网技术的应用

随着社会的发展，电器自动化技术逐渐成为了电气设备的核心，以电气自动化为基础融入智能保护技术，能够使自动化技术更为完善，在实际生产过程中，如果电器设备出现故障，但电器设备仍然运行，就会发生事故，影响财产安全与生命安全。应用智能保护技术可以检测到电器设备故障，在其发生故障时及时停止系统，提高了运行的安全性，并且能够将故障信息反馈给相关工作人员。智能技术的应用主要有以下几方面优点：

（1）能够利用便捷网络搜集电气设备数据，即使出现事故也能保证重要信息不会丢失。

（2）在生产过程中利用程序将设备可能存在的问题标示出来，引起维护人员注意，不用像传统维修时对所有设备逐个检查，极大的提高了工作效率。

（3）在设备出现问题时可以调整设备工况，减小设备负荷，使设备生产价值实现最大化。

互联网技术主要应用于电力系统监管方面，在传统的管理过程中，电力系统信息共享效果比较差，利用互联网技术能够及时上传信息，由主控部进行统一管理，而且数据上传后，通过横向与纵向对比，能够更加直观的发现异常[3]。

2.2 仿真技术与多项集成技术的应用

仿真技术的应用对提高电力系统运行稳定性有着重要作用，传统的电力系统建设通常需要在实验室进行运行数据实验，只有实验数据信息满足标准时才能够开展后续工作，而应用电气工程自动化技术，利用计算机IP 协议，将信息通过Internet 传到数据终端中，利用智能系统的仿真技术审核评估各项数据信息，能够使电力系统防御机制更加健全，提高电力系统运行安全性，并减少资源浪费，降低维护成本。多项集成技术作为电气自动化技术与网络信息技术融合产物，具有良好的科技性，也具有一定复杂性，应用多项集成技术汇总用户不同需求，进而使电力系统统一处理，既降低了投资成本，又提升了运行速度，实现经济效益最大化。

2.3 电力自动化监测系统与自动化调度技术的应用

目前电力自动化监测系统得到了广泛应用，发挥着重要价值，尤其是自动化在线检测技术应用可以及时发现设备运行故障，实现现场设备数据采集、维护等信息的管理。我国对电力自动化监测技术投入了较大人力与物力，其开发与应用能够实现电力系统运行的自动化，对电力系统状态信息处理实现控制功能，为电力系统自动化发展奠定坚实基础。电网电力自动化技术的应用取得了良好效果，主要体现在以下几点：

（1）数据收集，信息数据的增长与复杂化需要借助计算机系统分析，实现智能收集。

（2）在安全系统运行中的应用电网安全事故备受关注，当电网发生故障利用计算机事先预定的方案开展紧急处理，启动预备方案，进而实现电网的稳定运行。

（3）SCADA 系统应用，能够对电网运行设备进行监控实现信号报警，维护电网安全运行，电网自动化发展使得确保电力调度工作能够满足电力需求成为重要研究课题，为了缓解这一情况，就要加强SCADA 系统应用，既降低工作人员工作强度又实现经济效益最大化，推动电力事业发展[4]。

2.4 PLC技术与变电站的应用

PLC 技术是控制技术与计算机技术的融合，应用PLC 技术能够实现电力系统指令的自动编程和运算，使电力系统处于低能耗工作状态，应用PLC 技术进行信息数据采集、转换与传递，可以实现柔性操作智能控制，应用PLC 技术控制电力系统运行单独模块信息与通信连接，可以使电力系统协调有序生产，应用PLC 技术也能够有效控制电力系统压力与流量，实现模拟闭环控制，或者应用PLC 技术进行开关量控制实现电力高效生产。我国的用电情况比较多元化，不同用户和不同场所所需的用电量和用电电压都存在区别，为变电站管理工作带来了较多困难，如安全隐患处理、风险处理等，应用电气自动化技术能够规避人工触电风险，保障安全生产，利用远程通信自动化控制技术可以实现测量装置自动化装置的重组，利用其对线路设备进行监测，将监测数据存储于计算机中进行分析，可以有效改变运行效率低的缺陷，使设备微机化，有助于节省空间，实现变电站自动化运行[5]。

3 电气工程自动化技术探究与发展

3.1 应用方向探究

可以从以下几个方面入手：

（1）配电网自动化研究，实现配电网自动化能够利用高级软件系统及时对配电网运行情况进行算法结合，以国际标准为基础应用地推虚拟流算法，提高自动化设备计算准确性。

（2）推广国际标准，在我国有各种厂家能够生产电气自动化设备，但其所生产的设备却存在差异性，不利于电力信息共享，而且操作也存在一定制约，兼容性比较差，因此，在电气工程自动化应用研究中，要引导设备厂商统一应用国际标准，加强国际标准推广，提高设备的兼容性。

（3）以太网技术应用，电力系统运行越发复杂，需要对运行数据进行综合采集，不断加速数据传输才能使电网信息得到更有效利用，应用以太网技术能够实现大量数据有效传输，满足电气工程自动化需求，因此，需要重视以太网技术研究。

（4）各环节的统一化，包括测量、安全控制等，这些环节是密不可分的，如果分工管理，不但增加工作量，也无法充分利用设备，因此，需要重视统一化集成研究，实现电气工程自动化、标准化管理。

3.2 发展趋势探究

首先是自动化发展，电气工程自动化技术的应用过程中，各类软件能够对电力系统运行情况进行观察，并且通过不同算法精准把握设备运行情况，使设备管理更为有效，并为管理决策提供依据。为了更好的促进电气工程自动化技术深度发展，就要加强对数据采集、计算技术的研究，使其更好地满足电力系统管理发展需求。其次是网络化发展，科技技术的深度应用使得电气工程自动化技术呈现网络化发展趋势，为了使内部数据处理更为高效，就要合理应用网络技术。再次是高效化发展，GPS 技术具有导航功能，利用GPS技术监测不同节点，可以发挥出低投入性、高效性优势，将GPS技术应用于电力系统运行管理中，可以有效解决以往电力企业在不同地区无法实现同步协调控制的情况，并且利用GPS 技术对电力系统进行动态安全监测，实现信息高速汇总、智能控制、动态调节，有助于提高系统运行高效性。最后是小型化发展与远程化发展，结合目前电力企业架构，可以发现电力企业大多以电子计算机为基础控制系统，此种方式比较简便，具有扩展性能，但同时也有较多缺陷，包括使用成本较高、系统结构不够灵活等，影响着电力系统自动化发展。因此，一定要推陈出新，将终端控制技术向着远程控制模式发展，研发设计人员要做好技术攻关，研究出远程电气工程自动化控制系统，并利用互联网技术将电力控制系统由大型化转变为小型化，促进电力系统的可持续发展[6]。

3.3 发展对策

可以从以下几个方面入手：

（1）设置统一电力系统开发平台，实现资源最优配置，提高运行效率，更好地满足客户需求，并结合反馈的问题与弊端商讨对策，制定解决措施。

（2）重视人文色彩添加，电气工程自动化技术的应用是受人为操纵的，人占有主导地位，因此，在应用过程中要贯彻工作精神和工作理念，根据当今经济技术发展时代背景合理添加人性化设计环节，包括人的感觉、感官的享受、光线、声音等的处理，为客户带来全新体验，落实为人民服务理念。

（3）利用网络一体化对电力系统运行进行管控，充分利用现代信息技术进行电力系统运行管理，提高管理的精准性，要加强网络系统建设，并使电力分配、维护以及管理等环节向着集约化方向发展，提高电力系统协调度，促进电力系统的安全稳定发展。

4 结束语

总而言之，电气自动化技术作为一项实用技术，广泛的应用于电力工程中，提高了电力系统的稳定性，智能技术、互联网技术、仿真技术、多项集成技术、电力自动化监测系统、自动化调度技术等的应用，使电力系统实现了智能胡与自动化，节约了检修成本，为稳定用电提供保障，为了更好的促进电力事业发展，在日后还要加强电气工程自动化技术应用方向与发展趋势研究。