电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用

电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用

吴翔翔 

 广东卓维网络有限公司

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，科学技术也在不断进步，电气工程自动化技术也取得了显著的成果。电气工程自动化技术不仅能提高电力系统运行的效率和质量，还能更好地适应时代的发展。电力系统运行中电气工程自动化技术的应用，是新时代背景下我国社会经济发展的必然要求，也是我国社会发展的必然趋势。本文以变电站系统为例，对电气工程自动化技术在电力系统运行中的具体应用进行分析，并提出相关建议，希望能为相关人员提供参考。

关键词：电气工程；自动化技术；变电站系统运行

电气工程自动化技术是以计算机技术、电子信息技术、传感技术、自动控制技术等为基础，将信息处理技术与电子通信技术相结合，通过对各类电气设备和系统的远程控制，使其实现自动化。随着科技的发展，电气工程自动化技术越来越多地被应用在人们生活中，极大地提高了人们的生产效率，保障了人们的生产安全。

一、工程案例

在某大型城市的中心，有一座110 kV变电站，采用了先进的计算机监控系统，该系统采用分层分布式结构，分为站控层、间隔层和过程层。在站控层通过一台微机对整个变电站进行监视、控制和管理；在间隔层设置了若干个微机保护单元，包括了母线保护单元、变压器保护单元和高压电动机保护单元等；在过程层设置了若干个微机监控装置，包括了母线和线路监控装置、电动机监控装置等。该系统具有如下特点：（1）采用了先进的微机技术，具备较强的智能化功能和友好的人机交互界面；（2）具有较高的可靠性，采用分布式结构，便于系统维护；（3）具有完善的在线诊断和报警功能，并能实现网络通信；（4）具有完善的人机界面，便于操作人员监视和控制；（5）能实现变电站无人值守功能，同时可实现调度自动化系统的远程操作控制和远程诊断。

该变电站计算机监控系统配置如下：站控层采用一台 PC机，间隔层和过程层配置一台 PC机，实现了对整个变电站的集中监视和控制。根据本工程的实际情况，110 kV主变保护、110 kV母线保护和线路保护以及35 kV电动机保护等均采用微机保护，采用“一次设备”的配置方式，即全部微机装置均直接安装在一次设备上。

二、电气工程自动化技术的特点

电气工程自动化技术具有以下特点：（1）可控制、可测量、可监测；（2）便于操作与管理；（3）便于故障诊断和维护；（4）便于系统集成和升级；（5）成本低廉、易维护。电气工程自动化的特点可以从以下几个方面进行阐述：

（一）智能化

电气工程自动化技术的智能化是指，它具有智能化控制系统的功能，即能够根据控制系统中的实际情况和被控制对象的实际情况，对控制系统中的变量进行自适应调节，能够自动识别被控制对象，并对其进行操作，从而使被控制对象在动态变化过程中保持稳定和安全。在电气工程自动化技术应用过程中，如果遇到难以解决的问题，可以借助计算机技术对其进行处理，从而使其能够得到有效解决。这种智能化控制系统的应用可以提高生产效率、减少生产成本、降低生产安全隐患。

（二）网络化

计算机网络技术在现代社会中得到了广泛的应用，电气工程自动化技术也不例外。它通过利用网络通信技术将计算机网络与工业现场控制设备进行有效地结合，以实现对电气工程的全面监控。通过网络技术，工业现场控制设备可以实现与计算机系统之间的数据交换，从而使电气工程实现自动化。在以往的电气工程中，其操作主要通过人工来进行，但是在信息化的今天，由于人工操作存在一定的局限性，因此电气工程自动化技术应运而生。

（三）可扩展性

随着科学技术的不断进步，人们对电气工程自动化技术的要求也在不断提高，对电气工程自动化技术的要求中，也为其提供了更高的发展空间，这就需要对其进行相应的扩展。电气工程自动化技术随着人们的需求和时代的变化而发展，电气工程自动化技术在应用过程中也需要不断地进行调整和优化。当前，计算机技术已经成为电气工程自动化技术发展中不可或缺的重要部分，电气工程自动化技术对计算机技术的依赖程度也越来越高，因此，必须对电气工程自动化技术进行相应的扩展和改进。

（四）可维护性

电气工程自动化系统在正常运行的过程中，难免会出现一些故障，这些故障如果不及时处理，就会影响系统的正常运行，甚至会导致严重的安全事故。而对于电气工程自动化系统而言，其系统的可维护性是其能够正常运行的基础，因此必须要保证系统的可维护性。为了提高系统的可维护性，必须要从两方面入手：一方面是设计方面，在设计阶段就应该根据电气工程自动化系统的运行特点、使用环境等进行考虑；另一方面是维护方面，在日常使用过程中应加强对电气工程自动化技术的保养和维护，使其始终处于良好的工作状态。只有这样才能提高电气工程自动化技术的使用效率。

三、电力系统运行中电气工程自动化技术的主要内容

（一）电网调度自动化

电网调度自动化是变电站系统运行的重要组成部分，它的主要功能就是实现对电网运行的调度管理，使其能够实现实时监控、远程控制及事故处理等功能。在电网调度自动化系统中，主要采用的设备包括计算机、数据库、通讯设备等，这些设备能够实现对变电站系统运行信息的实时采集，然后将这些信息进行处理和分析，从而对变电站系统的运行状态进行监控。在电网调度自动化系统中，可以实现对变电站系统运行状况进行实时监控，对变电站系统的电压、电流、有功功率和无功功率等进行监测，并根据监测结果来实现对变电站系统运行状态的调整

[1]。

（二）变电站系统的保护与控制

为了保障变电站系统运行的稳定性，必须要加强对变电站系统保护和控制工作的重视，并采取科学合理的措施加强对变电站系统保护与控制工作的开展。在实际工作中，一般需要通过相关技术措施对变电站系统进行保护和控制。比如在变电站系统运行过程中，如果出现了故障问题，就会导致整个变电站系统无法正常运行，并且还会给社会带来很大的影响。为了解决这些问题，可以采用电气工程自动化技术对变电站系统进行保护和控制。首先需要利用网络通信技术对变电站系统中出现的故障信息进行收集和处理，并及时将处理结果反馈给相关工作人员。其次需要利用计算机技术对反馈结果进行分析和处理，并进行自动调整[2]。

（三）故障诊断与排除

在变电站系统运行过程中，故障是一种非常常见的问题，它不仅会对变电站系统的运行效率造成影响，还会对电力企业的正常运营造成严重影响。为了有效解决这一问题，必须要加强对变电站系统运行状态的监测和管理，并采用科学的故障诊断和排除方法。在变电站系统运行过程中，故障诊断和排除方法主要有两种：一种是基于人工分析的故障诊断方法，另一种是基于计算机网络技术的故障诊断方法[3]。

（四）变电站系统的远程监控

变电站系统远程监控是通过对变电站系统运行中的各种参数和状态进行实时监测，并通过相应的通讯技术将数据传输至后台的监控中心，实现对变电站系统运行状态的实时监测和分析。由于远程监控在很大程度上提升了变电站系统运行的自动化程度，并且降低了变电站系统运行中的管理成本，因此在实际应用过程中受到了广泛关注。目前我国很多电力企业都在积极推进远程监控技术的应用，尤其是在智能变电站中得到了广泛的应用。智能变电站中将远程监控与智能化相结合，不仅可以提高智能变电站运行的安全性和稳定性，还能够进一步提升我国电网运行的效率和效益[4]。

三、电力系统运行中电气工程自动化技术的具体应用

（一）仿真技术的应用

仿真技术是变电站系统运行中比较常用的一种技术，它主要是利用计算机对变电站系统进行仿真，以供人们研究。电气工程自动化技术在变电站系统运行中的应用，能够将计算机和变电站系统有机地结合起来，充分发挥计算机的作用，提高变电站系统运行的效率。在仿真技术中，还可以实现对变电站系统的实时监测和控制。仿真技术不仅能够有效地提高变电站系统运行的效率和质量，还能使人们更加直观地了解变电站系统运行的状态，从而进一步优化变电站系统运行。例如在进行变电站系统仿真时，可以通过计算机对供电线路、供电设备等进行模拟，从而更好地了解这些设备的工作原理和工作状态。如果在运行中出现问题，可以及时地采取措施进行处理，以提高变电站系统运行的安全性和可靠性。

（二）人工智能技术的应用

人工智能技术是计算机科学的分支，是一门新兴学科，也是当前备受人们关注的领域。人工智能技术在计算机科学的基础上，结合了数学、语言学、心理学、哲学等多学科的知识，已经有了很多成熟的技术和产品。在现代社会，人工智能技术已经广泛应用于各个行业，它可以有效地解决工作中遇到的各种问题。在变电站系统运行中，人工智能技术也可以发挥很好的作用。例如，变电站系统运行过程中发生故障时，工作人员需要对故障进行分析和处理。如果使用人工经验来解决这种问题，不仅会降低工作人员的工作效率，还会增加变电站系统运行中存在的风险。但是人工智能技术可以自动地分析和判断故障问题，并根据故障问题选择合适的解决方案。

（三）集成技术的应用

集成技术是通过将不同的系统、设备、装置进行有效地集成，以实现对不同系统的有效管理。目前，随着电气工程自动化技术的不断发展，集成技术得到了广泛的应用，并取得了较好的成果。电气工程自动化集成技术是在计算机控制平台下实现系统控制功能的集成，具有较强的实用性和通用性。电气工程自动化集成技术在变电站系统运行中的应用，可以有效提高变电站系统运行的安全性和可靠性，还能实现对电力资源进行优化配置。现阶段，集成技术在变电站系统中的应用越来越广泛，但需要注意的是，在具体应用时要结合实际情况进行合理设计和规划，只有这样才能提高集成技术在变电站系统运行中的应用效果。

（四）在线监控技术的应用

在线监控技术是电气工程自动化技术应用在变电站系统运行中的重要内容，它能实时监测变电站系统的运行状况，并通过自动化技术进行分析和处理，对变电站系统的故障进行处理，提高变电站系统运行的稳定性和可靠性。在线监控技术通过计算机、通信等技术实现对变电站系统的远程监测、控制和管理，具有很强的智能化特点。在线监控技术中的测控设备是电网监测和控制的重要手段，它能及时、准确地采集电网运行过程中产生的各种信息数据，并通过自动化系统对数据进行处理和分析，从而及时发现电网运行过程中存在的问题，并采取有效措施解决问题。在变电站系统运行中应用在线监控技术，可以及时发现电网运行过程中存在的各种问题，并对其进行处理和分析，从而提高电网运行的安全性和稳定性。在线监控技术在变电站系统中应用后，能更好地发挥其优势。

结语：综上所述，在社会发展和科技进步的背景下，我国变电站系统的规模也在不断扩大，使得变电站系统运行的稳定性、安全性及可靠性等方面的要求不断提高。电力工程是整个电气工程运行中的重要组成部分，为了进一步保障变电站系统的安全运行，必须要重视电气工程自动化技术在变电站系统中的应用。但是目前我国变电站系统自动化技术在实际应用过程中还存在一定的问题，比如电气工程自动化技术应用水平不高、缺乏完善的管理制度等。为了有效解决这些问题，提升变电站系统运行稳定性和安全性，必须要加强对电气工程自动化技术在变电站系统运行中的应用研究。

参考文献：

[1]葛汶鑫.电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用[J].光源与照明,2023(04):189-191.

[2]陈泽宇.电气工程及自动化技术在电力系统中的应用分析[C]//广东省国科电力科学研究院.第三届电力工程与技术学术交流会议论文集.第三届电力工程与技术学术交流会议论文集,2023:72-75.