浅谈自动化控制技术在电力系统的应用

南京市水利规划设计院股份有限公司 朱莹莹 刘红坤 陈 域 白凤玲

电力企业能否稳定发展取决于电力系统实际运行状况。受系统运行特点影响，相关人员须严格把控每一个生产环节，防止出现控制纰漏影响系统正常运转。传统的人力控制技术效率低、成本巨大，将自动化控制技术应用到系统的控制管理过程中，不仅可有效提高系统管理效率，还可节约控制成本，提高电力企业的经济效益。

1 自动化控制技术概述

1.1 主要技术内容

PLC 技术。又称可编程逻辑控制器技术，是保证系统完成自动控制的关键技术。可向系统的硬件设备导入逻辑编程内容，并通过系列逻辑运算启动逻辑控制器，借助数字信号和模拟信号完成对电气设备的自动控制。该技术主要被应用于设备控制、编程自动运算工作中；计算机网络技术。主要应用于系统信息管理工作中，用以提高系统的数据运行效率。通过应用该技术可对系统运行情况进行自动管理，有助于相关人员及时发现并解决系统运行中出现的问题，维持系统高效、安全、稳定运转[1]。该技术还可被应用到系统资源共享工作中，提高电网资源调配工作的效率；智能技术。是经计算机技术发展而来，本身存在数量较多的接口。该技术具有解决系统运行问题、控制系统运行漏洞的功能，对提高电力生产效率、控制电力生产质量有极大帮助。

1.2 技术发展现状

随着工业化进程不断推进对电力的需求在不断提升，电力工程的数量不断增多、建设规模也不断扩大。在此背景下，传统电力系统控制技术已无法满足当前系统运行对系统控制工作的具体要求，发展智能化控制技术与自动化控制技术势在必行。根据实际经验，电气自动控制技术的可靠性更高，更能保证电力系统安全、稳定运行。目前自动化控制技术逐渐被应用到电力生产、电力配送等系统的控制管理工作中，并取得了较好的应用效果[2]。在此背景下，相关部门需加大对自动化技术、PLC 技术、智能技术的创新研发，通过不断调整技术内容优化控制系统，极大程度改善了系统控制效率低、效果不明显等管理问题。

1.3 技术应用特点

智能程度高。自动控制技术中应用了大量信息技术、智能技术及自动化管理技术，能实现对系统工作情况的智能化管理。自动控制系统可在系统运行过程中对系统参数进行调节，从而提高系统的性能；适应能力强。自动控制技术可在信息技术的帮助下对电力系统进行调控，使系统适应自动控制技术的具体需求；工作效率高。相关人员可通过操作计算机完成对不同站点电力信息系统的管理，如信息管理、故障管理等，轻松完成对系统的远程控制。同时在进行技术操作时，只需输入控制命令即可使系统进行自动检测、自动维修[3]。

2 自动化控制技术在电力系统中的具体应用

2.1 智能技术的具体应用

智能技术又称人机接口体系结构技术，具有自主学习能力强、适应能力强、应变能力强等技术特点，其具体应用表现为四方面：

线性优化控制技术。具有模拟局部线性控制的功能，能对电力系统中的资源进行科学配置，解决水轮发电机自动控制系统运行管理中的问题；模糊控制技术。可对相关人员的思维模式进行控制分析，通过模拟完成系统的决断推理工作，维持系统的稳定运行；神经网络控制技术。是智能技术的核心技术，能良好解决电力系统运行过程中产生的非线性问题。日常工作中主要被应用于系统硬件设备的支持管理、电气设备的维检修管理、系统故障检测维护等工作中，为提升系统的运行质量作出不菲贡献；专家系统控制技术。该技术需专业人员将电力领域的人工控制工作经验上传到系统中。经计算机系统的分析处理，专家系统可模拟专业人员对电力系统运行中的问题进行处理，保证系统始终处于稳定状态。

2.2 仿真建模技术的具体应用

近年来我国的信息技术水平在不断提高，越来越多国内自主研发的科研技术被应用于电力系统运行过程中[4]。仿真建模技术的开发与应用极大程度提升了国内电力系统运行管理的效率，减少了系统运行过程中发生的故障。技术人员使用仿真建模技术构建出系统运行模型，通过模拟真实的运行环境获得有效的数据信息，并根据信息内容调整系统管理方针。如使用仿真建模技术模拟交直流电网连锁故障，通过构建模型对系统运行情况（停电风险分析、关键元件识别、临界态、平均负载率）进行分析，从而确定电力系统的自动管理程序。

2.3 变电站自动化处理技术的应用

变电站自动化处理技术是建立在现代通讯技术、信息处理技术、电力电子技术基础上的一种综合控制技术，具有发现系统运行故障、自动报警、切除报警、自动控制设备检修等功能。其具体应用主要表现在：应用在变电站建设工作中。相关人员应用系统代替传统的人工控制，通过安装权威计划装置的方式构建数字化、网络化、集成化的变电站系统，有效提高系统的运行水平；应用在变电站设备保护工作中。借助自动化控制技术保护变电站的过电压、过电流和低频减载，以此实现对变电站中电气设备、材料的保护，防止电气故障对设备、材料造成伤害；应用在数据传输工作中。通过使用网络技术、计算机技术、自动化技术完成对电力系统运行中产生的数据（电力数据、遥控信息）的上报、储存、整理分析工作，进一步推动不同系统中配电站的沟通交流[5]。

2.4 电网调度自动化处理技术的应用

电网的正常运转对于维持电力系统安全、高效运行有重要意义。加强对电网调度自动化处理技术的创新研发与应用，能在减轻相关人员工作负担的同时提高电网调度管理、电网安全管理工作的效率。自动化调度系统由网络系统、工作站、电脑显示器、服务器、其他硬件设备构成。在自动控制技术不断发展的过程中电网自动化调度系统的功能也逐渐增多，不仅能对电力数据进行实时传输，还可实时监测电网系统的系统状态波动、电力负荷变化情况。

电网调度自动化处理技术的应用流程如下：技术人员使用通讯技术、计算机技术在系统中发布管理指令，系统将指令传输到终端，自动化设备接收指令后根据要求进行规范化的操作，完成对电网的调配。在具体应用过程中须设置好具体的工作流程，下达明确的工作指令，才能够清除电网系统的安全隐患，维持电网系统的安全、稳定运行。

2.5 电气自动化集成技术的具体应用

电气自动化集成技术是一项较为复杂的技术，将其应用到电力系统运行管理工作中能进一步优化系统管理、系统监测、系统保护等工作效果，提高电力系统的运行质量[6]。该技术充分发挥了功率总线技术与现场总线技术的技术优势，通过电能传输、通信控制等方式对系统中的电气设备进行集成管理，改善了电力系统运行过程中能量分配不均、信息传递不及时等系统运行问题。该技术的应用范围较广，如高压发电机、舰船新型动力平台等系统都应用了电气自动集成技术。

3 电力系统自动化控制技术的发展探究

朝着智能化方向发展。国内计算机技术、通讯技术、自动化技术等技术发展速度不断加快，越来越多的智能控制技术被应用到发电系统、配电系统、电网调度的管理工作中，并取得了良好的成效。在不断的实践、应用与研究过程中系统控制的算法逐渐升级，电力系统中自动化控制技术也在不断发展，传统的系统运行故障问题得到了有效解决。同时，随着神经网络控制技术、线性最优控制系统、综合智能系统等新型智能控制技术的不断推出，电力系统的控制管理系统逐渐朝着智能化方向发展。

朝着标准化方向发展。自动化控制技术的应用减少了电力系统信息收集、设备管理、故障检修等工作的难度，推动了不同系统中配（变）电站的信息交流与沟通。同时，国内电力企业就企业自身的技术与资源进行了有效交流，并将国际标准应用到国内的电力行业建设工作中。不同电力企业所采用的标准相同，就导致了不同系统中电气设备的运营管理操作流程逐渐趋近、系统间的双向互动操作也越来越频繁，电力系统的自动化控制技术逐渐朝着标准化趋势发展。

朝着一体化方向发展。传统电力系统建设工作主要以设备基础建设、设备检测、设备维护、设备管理等工作为主，不同部门负责不同的建设环节，部门间的交互程度不大。随着自动化控制技术水平不断提升，该技术的应用范围不断被扩大，自动化设备负责的工作范围也越来越广，电气设备检测、系统控制管理、设备保护等工作内容逐渐统一。在此背景下，电力系统内不同工作环节的联系逐渐增大，自动化控制技术也逐渐朝着一体化的方向发展。

4 结语

现阶段自动化控制技术已被广泛应用于电力系统运行管理过程中，并取得良好工作成效。在这一过程中，相关部门需加强变电站、电网系统的建设，通过应用智能技术、仿真建模技术、专家系统控制技术实现对电力系统的远程控制，从而保证系统能够稳定、高效运行。