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电力系统中电气自动化技术的应用

2021-03-15 176 上传者：管理员

摘要：在电力需求增多的趋势下，电力企业需引进先进技术，提高电力系统运行能力，为用户提供可靠稳定的电力服务。基于此，文章从电气自动化技术的特征与优势入手，结合电力行业工作实践，总结电气自动化技术在电力系统中的应用，为电力企业开展相关工作提供技术支持。

关键词：
电力系统
电力行业
电气自动化
电网调度
自动化技术
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随着行业信息化建设，自动化技术在各行各业中的应用增多，电力行业的自动化技术以电气自动化技术为核心，将其用于电力系统中，可优化电厂、输配电系统、用电终端的电力运行，发挥电厂机组的效能，提高输配电效率，保障用电终端稳定用电，推动电力行业进一步发展。

1、电气自动化技术及其优势

电气自动化技术是指利用电子技术及信息技术进行电气工程各项操作的优化，包括电路分析、PLC技术、传感器技术及电气控制技术等。在电力系统实践应用中，电力系统覆盖发电、输电、配电等全过程，表现出显著的复杂性、系统性、整体性、技术性特征，应配置先进技术为电力系统运行提供支撑[1]。电力自动化技术的应用，可优化电力生产、供应的各个环节，提高电力系统的稳定性。细化来说，电气自动化技术在电力系统中的应用优势体现在以下三点:

(1) 加强控制，在电力系统运行中，需发电、输配电等环节协调配合，方可确保用户终端活动稳定可靠的电力供应，电气自动化技术的应用，可实现电力系统的全面、深入监控，加强对电力系统各个环节的设备、参数的控制，结合电力系统出现的异常，进行预警与处理，提高电力系统的实效性及安全性;(2)提高效率，电力自动化技术的应用，可事先模拟电力系统的运行状况，评估电力系统方案的可行性，优化电力系统的设备配置与参数设计，保障电力系统的高效运行，提高效率;(3)便于运维，随着用电需求的增强，电力系统架构、设备越来越复杂，加大了电力系统的运维难度，电力自动化技术可通过先进设备，检测设备运行参数，帮助运维人员迅速定位故障位置，分析故障原因，进而为运维工作提供便利[2]。

2、电气自动化技术在电力系统中的应用

基于电气自动化技术在电力系统中的应用优势，电力企业应结合电气自动化技术特点，在合适的电力系统运行环节进行应用，实现电力系统的高效运行。本文结合电力系统运行实践，列举四种电力系统常用电气自动化技术，分析其应用方式与应用要点，为电力工作者提供成功经验参考。

2.1 仿真技术的应用

在电力系统中，常用的仿真技术为虚拟现实技术，可将其用于电力系统设计、线路巡查及技术培训等环节，可通过其真实体验的优势，预防、规避电力系统运行故障，提高线路巡查效率，强化电力工作者专业素养，为电力系统的运行提供保障。

在电力系统设计中，设计人员可利用虚拟现实技术进行设计方案的仿真模拟，结合虚拟环境中的电力系统运行状况，评估各项设计方案的应用效果，进而明确电力系统设计方案的不足，为设计方案优化提供参考。例如，某电网公司将虚拟现实技术与3D建模、无人机等技术整合，共同开展电力线路迁改规划设计工作，利用无人机获取电力线路的地理信息，通过3D建模与虚拟现实技术打造虚拟环境，明确各项迁改规划方案的应用效果，使配网线路设计更贴合工程实践，提高设计合理性及可行性。

在线路巡查中，电力企业可引进基于虚拟现实技术的巡检设备，为巡检人员获取电力系统运行状况提供帮助。例如，在电表箱巡检中，电力企业可为巡检人员配置VR增强设备，通过该设备的摄像头对电表箱粘贴的标签进行识别，获取电表箱的基础信息，如线路图等，评估电表箱是否存在异常。

在技术培训中，电力企业可利用虚拟现实技术模拟电力系统操作的各种环境，组织电力人员进行模拟操作，提高电力人员的专业技能，保障电力系统的精准操作。例如，在变电站检修培训中，电力企业可利用虚拟现实技术模拟变电站的运行环境，展示操作设备的各项细节与参数，并以可视化方式下达操作指令，参训人员可在虚拟环境内进行相应操作，掌握变电站检修的各项要点，提高电力系统运维有效性。

2.2 PLC技术的应用

在电力系统运行中，PLC技术是最常用的电力自动化技术，其功能在于电力系统的有效控制，可自动控制电力系统的各个设备、器件及参数，保障其稳定可靠稳定。细化来说，PLC技术的应用体现在以下几点:

(1) 顺序控制。在电力系统运行中，PLC技术的应用可全面采集设备、器件的各项参数，如开关状态量、模拟量等，传输至控制中心，协调整个电力系统的运行参数，提高电力系统运行效率，保障稳定可靠供电。

(2) 电源控制。在传统电力系统中，备自投装置以手动或自动方式控制，在备自投装置投入瞬间出现断电现象，影响供电持续性。PLC技术的应用，可实现备自投的可靠投入，防止断电现象的出现。

(3) 断路器控制。传统电力系统断路器控制模式为继电器，该控制方式存在接触不良故障，降低控制可靠性。针对该问题，电力企业可引进PLC技术，结合电力系统整体运行参数，控制断路器的开启或闭合，且在电力系统出现运行故障时，PLC控制系统可控制断路器自动跳闸，发出相应报警信息，提示电力人员，为故障运维提供便利。

(4) 过程控制。在电力系统中，PLC技术可通过内置程序算法，对模拟量进行控制，如电力系统设备器件的温度、压力等参数，实现I/O模块的有效A/D转换与D/A转换，优化电力系统设备器件运行过程，提高运行效率。

2.3 智能技术的应用

在智能电网发展背景下，智能技术在电力系统中的应用越来越广泛，电力企业可将智能技术用于电力系统的设计、管理、运维等多个环节，发挥智能优势，改进传统人工操作面临的效率低、质量差等问题，扩大智能电网的覆盖范围，提高配电网智能化水平。

在电力系统设计中，电力企业可引进线性最优技术，在该技术支持下，设计人员可在最优励磁模式下，完成电力系统设备与线路的优化配置。在实际设计中，设计人员可综合评估给定电压、电力系统配置发电机的实际电压等参数，通过PID明确控制电压数值，优化调节电力系统电压及相应的相位转移角，提高电力系统设计效率与质量。

在电力系统管理中，电力企业可引进基于智能技术的巡检设备，扩大巡检范围，提高巡检质量，及时发现电力系统的缺陷，为电力系统管理决策提供帮助。例如，在某电力企业的日常巡检中，为巡检人员配置智能巡检眼镜，该眼镜应用了大数据技术、传感器技术与感知交互技术，配置地图导航、自动拍照、数据传输、远程控制与语音识别等功能，巡检人员可利用智能巡检眼镜全面获取电力设备的各项数据，评估作业现场的运行状况，实现电力系统的智能管理。

在电力系统运维中，电力企业可在电力系统中引进机器学习技术，结合电力系统设备、器件的常见故障，总结故障相关知识，如故障类型、故障参数、故障位置等，使电力系统具备故障自诊断功能。在电力系统运行期间，故障自诊断功能可使电力系统自动完成参数评估工作，进行故障诊断与预警，并将相关信息传输至控制中心，为电力系统的运维提供参考资料，便于故障的高效排除，减少故障对电力系统供电的影响。

2.4 监控技术的应用

在电力系统运行中，监控技术是指利用基于电气自动技术的监控系统，实时监测电力系统的运行状况，为电力系统的调度、管理、运维提供帮助。随着智能电网的建设与发展，监控技术朝着智能化、无人化方向发展，电力企业可引进无人值守监控系统，对电力系统进行监督管理，发挥电气自动化优势，提高电力系统监管效率与质量，保障其高效运行。以某电力企业为例，其设计的无人值守监控系统包括以下几部分:

(1) 信号采集系统。在电力系统的设备机房与线路中安装采集设备，采集内容包括音视频信号、温湿度、数值报警信息、模拟量等，全面获取电力系统的运行信息，为电力系统的调度、管理、运维提供支持。

(2) 信号传输系统。通过光纤通信技术，将信号采集系统获取的各项信息传输至监控中心。为保障各项参数的有效传输，需结合传输信息的特点，配置转换器、交换机及解码器等设备，避免数据传输过程中出现数据丢失、变化等问题。

(3) 控制中心。在控制中心的计算机中，可接收信号传输系统传递的各项信息，并将信息以音视频、图表等方式展示在计算机显示屏中，使控制中心值班人员全面掌握电力系统运行信息，为远程控制提供便利。同时，该监控系统具备防盗、防火、门禁、通信等功能。在机房、配电室等位置安装红外摄像头、探测器(烟雾探测器、玻璃破碎探测器等)、门禁系统，与监控中心、智能消防设备形成联动。一旦检测到烟雾，监控系统会立即报警，联动门禁系统开启大门，启动智能消防设备，及时扑灭火灾，避免火情蔓延，提高电力系统运行安全性。

总的来说，在电力系统运行中，电气自动化技术可为电力系统的设计、管理、调度、运维等工作提供支持，推动电力系统的智能化、自动化、现代化发展，为用户提供优质、有保障的供电服务，有助于电力行业的进一步发展。

3、结论

综上所述，在电力系统运行中，电气自动化技术的应用可加强控制、提高效率，为运维工作提供便利。通过本文的分析，电力工作者可在电力系统中应用仿真技术、PLC技术、智能技术及监控技术，发挥电气自动化技术优势，强化电力系统运行效果，为社会生产生活提供可靠电力支持。

参考文献：

[1]王俊清.信息化时代下电气自动化技术在电网建设中的应用[J].数码世界,2020(10):206-207.

[2]张温馨,罗茂.变电站电气自动化与电力安全运行探析[J].冶金管理,2020(17):68-69.

[3]施友强.关于电气工程及其自动化技术在发电厂的应用初探[J].居舍,2020(26):180-181.

向小平.电气自动化技术在电力系统中的应用[J].科技风,2021(07):193-194.