自动化技术在电气系统中的应用

自动化技术在电气系统中的应用

崔栋帅

（国网内蒙古东部敖汉旗供电有限公司内蒙古赤峰市024076）

摘要：在当今电力技术发展中，自动化技术的应用与发展越来越广泛、深化。无论是变电站自动化、调度自动化还是发电与无功的自动化控制，都缺少不了自动化应用技术的推广与支撑。电气自动化技术指的是利用智能化的测控设备实现电气系统的实时监测、自动控制等，从而提高电气系统的安全稳定性能。在当下智能电网的建设中，自动化便是其发展的三大特性之一，由此可知自动化技术在电气系统中的应用可谓意义重大。

关键词：自动化；电气系统；智能化

在当今电力系统发展形势下，对电气系统的智能化要求越来越高，我们要求电网具有出现故障自动切断故障范围与线路能力，满足安全条件下短时自动重合闸，适应分布式电源、新能源设备实时接入与解列的能力，能够杜绝大范围停电的自动控制措施，而这，均离不开电气系统中自动化技术的应用。

1.电力发展及定位

自工业化以来的近三百年间，世界能源工业飞速发展，有力支撑了全球经济与社会发展。在这过程中，传统化石能源的大量开发使用导致资源紧张、环境污染、气候变化等问题日益突出，严重威胁人类生存和可持续发展。统筹解决能源与环境问题，破解经济社会发展瓶颈，已经变得十分紧迫。从世界能源发展趋势和资源禀赋特征看，实施电能替代是未来工业、社会进步及世界能源可持续发展的重要方向。

1.1电气系统及其自动化应用

与煤炭、油气时代的能源转型不同，以电力为核心的新一轮能源革命，行业格局的变化更为复杂深刻，能源供应必须保证安全、可负担、可持续。目前，我国的电力系统已基本形成大电网、大机组、高电压输电和大区互联的格局，将来建成电力流、信息流、业务流有机融合，以特高压为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网。那么，在此背景下，便需要通过发展自动化技术来为电力流、信息流、业务流搭建好传输控制平台。

1.2自动化技术的发展

未来，人们的能源消费模式，将在能源流基础上，叠加信息流、数据流，可以形象生动的称为“比特”管理“瓦特”模式。那么，信息流与数据流的传输控制便是通过自动化技术的应用而实现，并通过其运行趋势判定内部的误差，从而给系统提供相应的反馈。如今，我们的电网也在自动化、互动化、信息化的大电网方向发展，在其核心系统中，电网调度仍处于人工调度为主，自动化辅助为辅的传统向现代发展阶段，自动化也是在四遥完善发展阶段，遥测、遥信基本成熟，可以对厂站设备的运行状态进行监视与数据采集，遥调刚刚起步，遥控还在探讨，通过SCADA系统集成监控平台将来逐步实现大运行中的调控一体化，从而使电网调度运行从原来的单纯管网（面）变成电网和设备同时管理。综合信息、传感器、自动控制技术与电网基础设施的有机融合，实现电网运行管理的信息化、自动化水平的大幅提高，为智能电网的建设提供技术支撑。

2.自动化技术在电气工程中的应用

现阶段，电力系统的发展逐渐向智能化、信息化改进，当前美国电力科学研究院对智能电网的定义便是：一个由众多自动化的输电和配电系统构成的电力系统，以协调，有效和可靠的方式实现所有的电网运作；具有自愈功能，可以快速响应电力市场和企业业务需求；具有智能化的通信架构，实现实时、安全和灵活的信息流，为用户提供可靠、经济的电力服务。同样，近年来，我国也大力推广全球能源互联网战略，通过特高压、智能电网与清洁能源的结合构建了全球能源互联网的整体架构，因此可以看出，自动化技术发展已成为电力系统中不可或缺的支撑体系，也为电力监控与安全生产提供了越来越关键的发展保障。

2.1自动化技术在智能电网中的定位

我国在智能电网的发展建设中强调了“坚强”和“智能”两个基本内涵。“坚强”是以坚强网架为基础，“智能”便是以自动化技术为保障，定位为以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。在此规划定位中，自动化所起的支撑作用也越来越明显重要。

2.2自动化技术在变电站中的应用

在当今电力系统中，从调度控制中的主站系统到终端的厂站系统，自动化都将融入电力支撑技术领域。在变电站自动化应用中，涉及到变电站二次设备的四个方向功能应用，分别为：继电保护及自动装置、仪器仪表及测量控制、远动、当地监控四个部分。变电站自动化便是将变电站的二次设备经过功能组合和优化设计，利用先进的计算机技术、通信技术、信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护并与上级调度通信的综合自动化功能。从发展来看，自动控制装置是保证变电站甚至系统安全、可靠供电的重要装置。典型的变电站自动化系统配置有无功和电压自动控制装置、低频减载装置、备用电源自投装置、小电流接地系统选线装置等。高压电气设备本身的在线监测信息（如断路器、变压器和避雷器等的绝缘和状态监测等）也同样属于变电站自动化的范畴。

2.3自动化技术在调度主站与厂站中的应用

调度自动化系统的核心内容便是对信息流的采集、传输、分析和处理。调度自动化系统基本上与调度体制的分层分级结构一致，现如今大型地调由于管辖的变电站数量众多，目前普遍建设了负责对若干个变电站进行分片监控的集控站系统。那么，具体到现代化调度自动化系统是由信息采集和控制执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统这4个子系统构成。我们习惯上，把信息处理和人机联系子系统称为主站端系统，把数据采集和控制执行子系统称为厂站端系统。

我们逐步通过自动化技术实现电力系统的数据采集与通信，从而通过上位机主站系统实现人机交互，即通过SCADA数据采集和监控系统实现对电力系统的实时运行状态数据的采集、存储和显示，以及下达、执行调度员对远方现场的控制命令。在SCADA采集电网实时状态的基础上，通过EMS能量管理系对电力系统进行经济、安全的评估，并给出调度决策建议，提高调度水平、降低调度员工作强度，起到分析决策的“大脑”作用。可以在某种意义上说调度自动化系统的自动化和智能化是该领域永恒的发展主题。

总的来说，在电气工程中应用自动化技术，提高电气设备的自动化水平，可为电力系统的安全和稳定运行提供有力的技术支撑，确保电力系统的安全性和稳定性，从而提高电力系统运行的质量，提高电力系统对社会经济水平发展起到的保障能力，切实降低停电、断电等对居民生活的影响。本文内容结合了理论知识与工作实际，从电气工程和自动化技术的概念、电气自动化技术应用的原则和标准几个方面广泛深入地讲解了当前技术发展及应用现状，对前沿的电力系统的自动化技术应用做了很好的分析展望。对未来智能电网建设来说，自动化技术是关键的基础理论与应用需求，有待深入学习研究。

参考文献：

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[3]莫干意.微机自动化技术在变电站电气系统中应用[J].信息技术

[4]何胜.基于电力综合自动化系统与变电站继电保护分析[J].科技创业家，2011（12）．