提高变电站电力系统自动化技术途径研究

提高变电站电力系统自动化技术途径研究

张沛 孙璐

内蒙古电力(集团)有限责任公司呼和浩特供电分公司, 内蒙古 呼和浩特 010010

摘要：提高变电站电力系统自动化水平是电网建设、发展的必然要求，通过自动化技术的健全、完善，不仅能够降低人工成本，还可以提升管理效率，增强系统对潜在故障风险的监控排查能力，保障变电站的稳定高效运行。近年来，我国新型电力系统建设步伐加快，变电站电力系统自动化水平也有所提高，但实际运营中存在的远程监控智能化程度较低、故障诊断困难、通信布局受限且可扩展性差等问题仍旧未能彻底解决，有必要进行提高优化。

关键词：变电站；电力系统；自动化技术；途径

1变电站自动化系统的特点

变电站自动化系统利用计算机技术、网络通信技术，将变电站测控对象的模拟量（如电压、电流、有功功率、无功功率、温度等）、开关量（如断路器、隔离开关等位置状态、各类保护动作信号、报警信号等）、数字量（如GPS对时信息、对系统进行电能计量的电能量等）进行数据的采集与处理，通过通信网络将数据实时传输到各个控制点，满足对变电站进出线、主变压器、母线、馈出线路等设备实时工况的监视与调控，并与调度中心通信等功能需求。根据变电站电气主接线方式，自动化系统以电气间隔为对象配置相应的微机保护、测控装置，模块化设计的微机保护装置硬件结构通常由机箱、面板、电源插件、开关量输入输出插件、CPU插件、交流插件等组成，可按需求进行插件功能扩展；微机保护装置硬件结构组成相似，根据不同的保护功能配置不同的软件。自动化网络通信实现了全站数据信息的共享，借助于通信技术，将变电站的信息汇总至监控主机、上传至调度中心，达到对变电站进行监视、控制、协调和管理的目的。变电站自动化监控系统，可实现对变电站设备数据的采集与处理，实时工况监控，能对数据信息进行储存、分析与管理，及时发现系统中存在的故障并显示、报警与反馈；自动化技术是变电站安全运行的重要技术措施。

2提高变电站电力系统自动化技术途径

2.1提高数据采集与处理水平

实时数据采集在变电站自动化中占据着核心地位，因为它是所有自动化决策和响应机制的基石。变电站内部，众多传感器不断地监测电流、电压、频率、温度和其他关键参数。这些传感器通常基于先进的传输技术，如光纤技术，高速、高准确度地将数据传输到集中数据处理中心。一旦数据被采集，高性能的数据处理单元立即开始分析这些信息，通过先进的算法和模型对数据进行解释和转化，将其转化为有意义的状态或指标，如设备的运行状态、健康状况或可能的故障指标。为了实现更高的处理效率和响应速度，现代变电站自动化系统往往采用并行处理、边缘计算和云计算等技术。边缘计算使得数据处理可以在数据源附近（例如，在变电站现场）进行，从而减少了数据传输的延迟，并确保在网络中断或其他通信故障的情况下，关键的自动化功能仍然可以运行。此外，通过实时数据处理，系统能够实现即时的故障定位、预测性维护和高度优化的负荷管理，从而极大地提高了电力系统的整体效率、可靠性和持续性。

2.2提高智能监控水平

从变电站计算机监控系统的运行情况来看，涉及的人工操作较多，同时还必须得到外围设备的充分支持，否则就无法有效提升变电站运行管理的效果。而在应用电气自动化技术的情况下，就能实现无人操作，并且可以实现对变电站各类设备运行情况的全方位监测，有助于增强运行管理效果。此外，在电气自动化技术的支持下，可以使变电站现有计算机监控系统的功能和作用得到丰富，同时可以简化外围设备的设置。通常，面对越来越复杂化、精细化的变电站系统和电气设备，传统人工监管模式很难确保对所有故障问题的及时、准确识别。而应用电气自动化技术，可以通过在变电站系统内部的关键节点进行传感器或相应器件的布设，实时采集和处理变电站运行系统的数据，然后通过对比分析后就能确定哪里存在故障问题，同时向工作人员发出警报，从而确保变电站运行的可靠性。

2.3提高全自动化智能控制水平

（1）线性最优控制。为确保线性最优化控制技术应用效果，需要对受控对象存在规律进行研究和总结，通过对专家知识库中经验进行有效分析和整理，确保能够制定出最优化制动控制方案，保证最终控制效果，确保控制对象投入能够被控制在合理范围之内。在进行自动化智能控制分布结构的运用过程中，需要在低压电流出现减少趋势时，运用线性最优控制方式，对电流位置信息进行采集，以便掌握低压电流具体情况，通过和知识库中各项数据信息内容进行对比分析，确保能够高效解决各项问题。线性最优控制技术是电力系统中较为常见的自动化智能控制手段，在使用过程中，需要按照实际需求进行应用，确保能够更好的完成数据采集和知识经验对比，保证能够制定出正确的控制方案。（2）模糊逻辑控制。模糊控制是一种基于人类模糊逻辑思维方式的控制方法，它能够应对系统模型复杂、非线性等问题。模糊控制通过将模糊逻辑应用于控制系统中的规则库和推理机制，实现对系统的控制和调节。在传统的控制系统中，通常需要明确的数学模型和精确的控制算法才能实现控制目标。然而，在某些复杂的系统中，很难准确地建立系统的数学模型，或者系统具有较强的非线性特性，这时候传统的控制方法就显得力不从心。而模糊控制利用模糊逻辑来描述系统的行为规则，通过将模糊的描述转化为清晰的控制信号，实现对系统的控制。模糊控制系统通常由四个主要组成部分构成：模糊化、知识库、推理机和解模糊化。模糊化将输入变量转换为模糊集合，知识库包含了专家经验的规则，推理机根据规则进行推理和决策，解模糊化将模糊输出转化为清晰的控制信号。模糊控制的优势在于它能够处理复杂、非线性、模糊的系统，并能够根据专家经验进行灵活的调节。它对系统的自适应性和鲁棒性较强，具有较好的抗干扰性能。

2.4提高故障诊断技术水平

变电站是我国智能电网体系中不可或缺的重要组成部分，在转换电压、分配电能等方面有着极为关键的地位作用，运行环节一旦发生设备绝缘失效、线路短路断路等故障，必将带来严重的经济财产损失，因此建设环节还应着重提高自动化故障诊断水平。既有系统中采用参数收集、人工判别的方式，所有数据通过远程通信设备传输到监控中心，监控中心初步分析相关数据后安排人员前往排查，这种方式在变电站设备数量较少、结构较为简单的时期是较为适用的，但现阶段，变电站规模扩张、负荷增加，监控中心对接多个无人值守变电站，模式适用性明显下降。基于此，提高变电站电力系统自动化水平时，还需要强化对人工智能技术的引入，神经网络技术（Artificial Neural Networks）就是其中的代表性类型，它以人脑神经结构为仿生对象，采用数学模型方式进行一阶特性描述，通过样本训练获取事务运行特征，生成对应的故障信息库，为后续的拟合、判别奠定基础。实践中可以根据实际需求搭建针对变压器、一次回路、二次回路等部分的ANN故障诊断模型，通过台账获取设备、线路历史运行情况，并将相关参数输入模型中开展样本训练，以提升故障识别精确性。还可以融合专家系统技术，将电力学知识、故障历史信息、设备机械知识等集成到专家系统中，辅助进行故障排查和维修，保证故障诊断水平的提高。

3结束语

电力能源作为现代社会正常运转的重要基础，其需要通过变电站输送到家家户户，一旦变电站无法正常运行，将会直接影响到电力输送的持续性和稳定性，甚至出现大面积停电的情况，这对社会生产生活的影响极其严重。因此，相关企业及工作人员要不断完善电气自动化技术的应用途径，如此才能真正发挥出它的技术优势，从而使变电站实现高效、科学的运行。

参考文献

[1]黄建剑.浅谈电子信息技术在电力自动化系统中的应用[J].电脑知识与技术,2021,17(14):204-205+212.

[2]董丽荣.提高变电站电力系统自动化的技术途径探讨[J].现代工业经济和信息化,2021,11(01):144-145.