探析电气自动化在电力系统的应用

张建虎

（河北省电力建设第一工程公司，河北 石家庄050000）

1 电气自动化技术

1.1 电气自动化技术特点

1）控制与维护的一体化。目前，国内的自动化系统普遍采用站内监控的与采集数据的模式，这种模式最大的优势就是运行与操作独立，且能提供很清晰的事故处理分析界面。为了进一步降低设备成本，便于推广新技术与方便维修维护，自动化系统多采用控制与维护一体化的方式进行设计。

2）采取国际通用标准。近年来，IED（智能电力监测设施）在电力系统自动化方面被广泛应用。为了克服不同厂家IED生产的设备的信息共享性差的问题，国际电工委员会在已有相关规范的基础上制定了IEC61850国际标准（电力系统自动化系统国际标准）。为了与国际接轨，国内多数厂家都以IEC61850国际标准为依据进行产品研发，这也是电力自动化技术的一个发展方向。

3）利用以太网技术。以太网具有传输数据量大且速度快的优点，正好满足当前电气系统自动化过程中数据传输量大通讯实时性的方面的高要求。当前，以太网在电力系统中最成熟的应用形式就是Ethernet+TCP/IP。相信在不久的将来，基于以太网技术的现场总线技术就会得以推广应用。

1.2 电气自动化技术应用的典型范例

1）全控型电力电子开关。第一代电子电力器件为晶闸管，在我国得到了广泛的应用，主要应用领域为交流与直流传动的电力控制系统。现在全控型电力电子开关逐渐取而代之，将主回路的驱动电力、相关器件、电流检测、温度的自动控制和过流保护等都融为一体。

2）高变频器电路。高频变频器的电路在降低开关损耗的同时，不影响逆变器工作频率的提高。从而减小了逆变器的尺寸，有效的降低了成本，而且实现了逆变器在高功率下集成化。

3）通用变频器大量使用。通用变频器是指系列化、批量化生产以满足市场需求量大的要求的变频器，这类变频器的功率一般不大。从变频器产品性能来看，U/F控制器由最早的通用功能型变为高功能型和高动态性能矢量控制型。

4）计算机与电子技术在电力系统自动化中的应用。随着我国单片机技术发展，计算机在变电站的操作自动化、发电厂的监控系统自动化、电力系统的自动化调度中起到了关键的作用。

1.3 电气自动化控制系统的形式

1）集中监控方式。集中监控方式的优点就是运行与维护方便，设计简单，且防护要求低。缺点是，这种方式将不同功能的设备集中到一起，导致处理器的负载过大，运行速度慢。

2）远程监控方式。远程监控方式是采用模拟电路、电子管和电话继电器等设备组成。这种系统中不包括软件，数据的采集与处理工作与硬件完成。其主要优点是系统运行稳定，缺点是自动化程度低，且缺乏自动诊断故障的能力。

3）现场总线监控方式。现场总线监控方式是一种针对性强的设计方式，它具其他系统远程控制能力的优点，且安装方便，设计建造成本较低。这种系统也是电力系统自动化建设中的主要的发展与使用方式。

2 电力自动化在电力系统的主要应用分析

2.1 电气自动化帮助科研人员开展实时仿真工作

使用电气化驱动技术，可以在更大程度上实现暂时状态和稳定状态的同步存在，这使得同步实验成为了可能。为系统运行提供了大量的精确数据，增加了实验的精准度。在这种仿真的环境中，工作人员可以进行更多的电力装置测试，有助于帮助科研人员建立起一个混合型的实时仿真实验室。

2.2 实现了电力服务的智能化

当今时代，几乎每个行业都离不开电力的使用，失去电力系统的支持，许多行业将陷入瘫痪的境地。电力的广泛使用对电力系统的安全性和自动化程度都提出了极高的要求。电气自动化相关技术是电力系统智能化的重要组成部分，能够帮助工作人员更精确地进行系统运行设计工作，并能代替人力做到更精确的系统运行故障分析。这种智能化的控制方式，使得电力系统的运行更加高效准确。这种高度安全的自动化运行体系，使电力系统的服务能力迈上了一个新的台阶。

2.3 方便了配电网工作

配电网中自动化技术的使用，实现了配电网的数字信息配电的一体化转变，帮助减少了载波应用的路由，并帮助电力系统解决了衰耗的难题。自从见自动化技术应用到了配电网中，配电网对信息波的反映就变得更加灵敏了，电力系统的运行效率大大提升。

3 电气自动化技术在电力系统中应用的研究趋势

我国对电力系统中电气自动化技术的研究还存在很多不足，未来的研究工作还有很多。电气自动化技术在电力系统中应用的研究趋势，主要包括以下3个方面：

3.1 国际标准的大规模推广和使用

近年来电气自动化技术在我国有了广泛的应用，但是由于电气自动化设备的生产厂家众多，导致这些设备的信息共享和相互操作间存在诸多障碍。为满足不同厂家所生产设备的兼容性，电子工业协会制订了IEC61850标准，作为站端与站间进行通信的标准，从而实现站内的无缝通信。我国要大力推广和使用IEC61850标准，并基于此标准开发出电气综合自动化系统的相关产品。

3.2 将测量、保护和控制工作融合为一体

长期以来，受电力行业专业分工、人员配置和运行机制的影响，我国电气自动化系统主要通过站内监控采集相关数据、单独进行保护的工作模式。这种工作模式虽然能对事故进行清晰的分析和处理，但是增加了工作量，降低了设备的利用率。为了减少设备的重复配置率和操作人员的工作量，提高事故的处理效率，必须将测量、保护和控制工作融合在电气自动化综合系统中。

3.3 以太网技术的使用

随着经济和社会的发展，人们对电力的需求与日俱增，加之电网系统越来越复杂化，其涉及的数据和信息也越来越多。在这种背景下，电气综合自动化系统所需要采集和传输的数据日益庞大，对通讯的实时性和传输速度提出了更高的要求。

4 结束语

电气自动化技术在电力系统中的运用起到了助力作用，在自动化技术的支持下，电力系统的运行效率更高，服务质量得到了提升。科技是第一生产力的优势在电力企业中得到显现。随着科技的进一步发展，这些高端的信息科技产物也将在未来得到更为完善的应用，从而为我国的基础事业发展提供更大的助益。

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［2］刘四聪.电力系统自动化技术的应用和发展[J].沿海企业与科技,2012.

［3］李爱民.电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用[J].科技资讯,2012.