電力系統(tǒng)中電氣自動化技術的探索

李全帥

摘 要：伴隨著我國信息科技的發(fā)展和廣泛應用，電力系統(tǒng)也進入了電氣自動化廣泛應用的新階段。電氣自動化技術可以說是最受關注的新技術和新學科，在高新技術產業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；電氣自動化技術；探索

1 概述

電氣系統(tǒng)由這樣幾個環(huán)節(jié)組成：發(fā)電、配電、變電和輸電等電能生產與消費系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)的功能是將自然界中的一次能源利用電動力裝置再轉化成電能，經輸電、變電和配電之后將電能供應到千家萬戶。為了更好的實現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)、不同層次之間還有相應的信息與控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對電能的生產過程的測量、調節(jié)、保護、控制、通信以及調度，有效保證用戶獲得優(yōu)質、安全、高效、經濟的電能。要建立結構合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產與消費的集中管理、統(tǒng)一調度和分配，減少總裝機容量，節(jié)省動力設施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國民經濟日益增長的用電需要。電力系統(tǒng)建設往往是國家及地區(qū)國民經濟發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。

電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使用高效、無污染、使用方便、易于調控的電能得到廣泛應用，推動了社會生產各個領域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術水準已成為一個國家經濟發(fā)展水平的標志之一。人們所處的時代是信息化時代，隨著計算機技術和互聯(lián)網的發(fā)展和普及，對信息的控制、掌握、利用都促進了電子信息技術的飛速發(fā)展，這些外在的因素都大大的促進了自動化技術的產生和發(fā)展，為此奠定了技術基礎。資源是有限的，而隨著人們需求的增加，加重了對資源的消耗，資源的有限性和人們需要的不斷增長之間的矛盾就需要通過加大資源的利用效用，開發(fā)新的能源等手段加以緩和，要努力提高發(fā)電廠的發(fā)電效率，價格生產成本，節(jié)約能源和資源，這有助于發(fā)電廠持續(xù)健康可持續(xù)的發(fā)展。發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)的主要功能就是通過對發(fā)電設備和控制系統(tǒng)的管理和協(xié)調使得發(fā)電廠的整體系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享，這對促進發(fā)電廠發(fā)電設備的效率很有幫助，也大力的節(jié)約了人力和勞動力資源，有效減輕了工作技術操作人員們的工作強度和壓力，促使電力系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠。

2 電力系統(tǒng)中電氣自動化技術的應用現(xiàn)狀分析

伴隨著電子信息技術的飛速發(fā)展，發(fā)電廠的電力自動化技術在應用方面取得了不小的進步和成果。現(xiàn)階段要求發(fā)電廠要最大限度的提高發(fā)電效率，降低發(fā)電成本。在市場化經濟的背景下，電力運營業(yè)呈現(xiàn)市場化的特點，要用先進的技術，使自動化技術更加廣泛應用于電力發(fā)電這是未來發(fā)展的必然要求。

2.1 開關控制的應用分析

在工業(yè)自動化的影響下，電氣設備逐漸開始進入到工廠生產作業(yè)中，由于大規(guī)模集約型的生產可以有效節(jié)約生產成本，大量的工廠開始用全控型的電力開關設備來取代半控型的晶閘管，隨著交流變頻技術的廣泛應用和不斷發(fā)展，電力電子器件很多被投入到了市場。

2.2 變電站系統(tǒng)的應用分析

電氣自動化技術在變電站系統(tǒng)的使用主要是用諧振式變換器來取代低頻變換器和高頻變換器。以往傳統(tǒng)的變電站所采用的主要是低頻交換系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在一些缺陷和不足，比較明顯的就是功率低、速度慢，所以逐漸被功率比較高、變換速度比較快的高頻變換器所取代。這種電路功率的提高和變速速度的加快使得噪音變大。在這種情況之下，國內外相關的機構開始轉而采用零電壓或者零電流的諧振式的變換器來代替之前傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)，這個技術的使用也隨著科學技術的不斷發(fā)展而變得越來越穩(wěn)定和成熟。

2.3 電網控制的應用分析

電力系統(tǒng)中的電網控制主要指的是專門用于廣域網的聯(lián)網控制系統(tǒng)，電氣自動化技術在電網控制中的應用主要體現(xiàn)在發(fā)電廠控制、終端設備控制和傳輸線路控制這些方面。目前，我們國家的電氣自動化在電網電氣控制中的應用還比較廣泛，這些都表示著電氣自動化在我國電力事業(yè)發(fā)展方面比較樂觀，前景比較好。

3 電氣自動化技術在電力系統(tǒng)中應用的研究方向探索

針對我國目前電力系統(tǒng)中電氣自動化技術發(fā)展的現(xiàn)狀，可以從以下四個方面對電氣自動化技術在電力系統(tǒng)中應用的研究和發(fā)展方向進行分析。

第一，電力系統(tǒng)的智能保護和綜合自動化技術開展的研究。我國對電氣自動化智能保護和綜合化技術的相關理論研究，對先進的綜合自動化理論、自適應理論、人工智能理論和網絡通信技術等引入到了電氣自動化系統(tǒng)中，這可以使得保護裝置實現(xiàn)智能化，有助于提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。經過研制成功的分層式綜合自動化裝置，較之傳統(tǒng)的裝置有很大的不同，突破了以往的限制，使之能夠廣泛的運用在各種不同的電站，這有效的提高了綜合自動化裝置的使用范圍。

第二，電力系統(tǒng)配電網自動化技術開展的研究。我國對電力系統(tǒng)中的配電網自動化技術研究的比較廣泛和深入，主要有中低壓網絡數(shù)字、高級應用軟件、配網模型和信息網絡一體化這些方面，已經取得了一些成績，實現(xiàn)了快速進步。值得注意的是，高級應用軟件實現(xiàn)了將配電網的實際運行情況和輸電網的理論算法相結合，采用最新的國際標準公共信息模型，充分利用了配網遞歸虛擬流算法進行計算和統(tǒng)計，人工智能的使用可以提高計算機結果的可靠性和精準性。另外，數(shù)字信號處理技術也能夠顯著的改善載波接收的靈敏情況和準確度，這就很好的處理了載波在配電網的使用中的衰弱和路由等方面的難題，有效提高了信號的準確度和信息處理的速度。

第三，電力系統(tǒng)自動化的實時仿真技術開展的研究。我們國家對電力系統(tǒng)自動化實時仿真技術的開展已經有了很長一段時間，進行了深入的研究和探索，其中對電力系統(tǒng)中的仿真建模以及負荷動態(tài)特性建模方面的研究很重視，與此同時，建立了在混合實時仿真環(huán)境下的實驗室。電力系統(tǒng)的自動化實時仿真系統(tǒng)可以很好的對電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)進行相關的實驗研究，可以實現(xiàn)多種控制裝置聯(lián)合起來，得以形成一個閉環(huán)的系統(tǒng)裝置，這樣可以確保從事研究的科研人員完成對新裝置的測試和實驗。

此外，電氣自動化技術在未來的發(fā)展前景很廣闊，從現(xiàn)在的經濟發(fā)展大背景和形勢來看，要想推動和促進電氣自動化技術的的廣泛應用，要提高現(xiàn)有的技術水平，加大技術創(chuàng)新，尤其是對核心技術環(huán)節(jié)的突破和創(chuàng)新，這樣有助于改善和不斷提高電氣自動化技術。要根據(jù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀來制定出適合我們國家未來發(fā)展的規(guī)劃和方案，加大促進和推廣，相關的機構和學者要為我國電氣自動化技術有更好的發(fā)展不斷的努力探索，積極的向國際靠攏，提高我們國家的現(xiàn)有水平?？偟膩碚f，電氣自動化技術已經呈現(xiàn)出越來越關鍵的作用和躬耕，要對電氣自動化金屬不斷的發(fā)展和革新，相關技術人員牢固樹立創(chuàng)新意識，在以往的成功經驗的基礎上不斷總結，促進整個電力事業(yè)的向前發(fā)展。