电气自动化技术在生产运行电力系统中的应用刍议

摘要：20世纪50年代以来，中国电气自动化专业开设至今已经经过了近70年的建设与发展，在几代科研人员的持续努力下逐渐得到完善，并且在不同行业领域中开展实践应用，适应性得到了显著增强。近年来，随着电气自动化技术在电力系统生产运行中的广泛应用，为电力系统的持续稳定发展提供了助力，显著改善了人民群众的物质生活条件。笔者在工作实践经验的基础之上对电气自动化技术展开分析，对其在电力系统中的深化应用展开探索。

关键词：电气自动化技术;电力系统;生产运行;实践应用

前言：电气自动化技术可以分为自动控制技术和自动检测技术两个主要部分，二者都能在应用中实现电力系统的远程控制和远程调节、远程监控，从而对电力系统实行自动化管理。电气自动化技术从系统实用性的角度可以进一步细分为现场总线自动化技术、远程监控自动化技术和集中型监控自动化技术，在发电厂控制系统、变电站系统、电力电网、电网调度等不同层面都可以根据其技术特点进行灵活应用，促进电力系统的完善和平稳运行。

一、自动化技术的含义

自动化技术是一种在现代工业、农业、制造业、电力工程等领域中应用非常广泛的综合性现代技术，发展至今已经实现了与自动控制理论和计算机技术的有效结合，对工作过程的科学性和便捷性进行了有效提升。为了确保机械设备能够始终按照预先设定的工作程序开展工作并最終完成工作任务，可以采用编程技术和电路设计改善机器设备和相关工作系统，从而改善工作过程。信息化时代为自动化系统的产生与发展奠定了基础，为了实现我国工业技术水平的改革与创新，当前需要对人类的生产力进行进一步解放。

二、电气自动化技术在电力系统中的应用方向

（一）智能自动化保护技术与综合自动化技术

通过深入研究电力系统自动化保护的全新理论，在电气自动化保护装置中融入微机技术、网络通信技术、自适应理论、综合自动控制理论和国内外顶尖人工智能技术等能够实现保护装置的智能化发展，为电力系统的安全提供更高水平的保障。通过多年来在自动化系统研究方面的积累，我国已经成功研制出了能够充分适应各种电压等级电站的分层式综合自动化装置，将我国智能自动化保护技术的研究水平提升到世界领先地位。与此同时，我国在综合自动化技术方面的研究也成功步入国际领先水平。

（二）自动化实时仿真系统

自动化实时仿真系统能够监测电力系统负荷的动态特性，并且深入研究了电力系统的实时仿真建模，通过将数字模拟实施仿真系统引进电力系统使实验室具备了混合实时仿真环境，在仿真系统中开展多种稳态、暂态电力系统试验，取得了丰硕的实验成果，并且与多种控制装置共同形成了闭环系统，在新装置的测试中为实验人员提供辅助，为智能保护、灵活输电系统控制策略的研究创造了一流的实验条件。

（三）配电网自动化技术

在中低压网络数字、信息配网一体化、配网模型和高级应用软件等方面，电力系统配电网自动化技术均取得了重大技术突破。数字信号处理技术实现了载波接收器灵敏度的显著提升，攻克了衰耗、路由等载波正在配电网上进行应用的技术难题。配电网理论算法和配电网的实际情况通过高级应用软件实现了有效结合，在最新国际标准公共信息模型中，潮流计算中采用了配网递归虚拟流算法，负荷预测采用了人工智能灰色神经元算法。

（四）人工智能技术

在电力系统中，人工智能技术的应用与电力工业的发展需求充分结合，在电力系统及其原件的运行分析、故障诊断、规划设计的适用研究中应用了专家系统、模糊逻辑、进化理论等，并且以这些实用软件研究为基础，对电力系统智能控制理论及其应用展开研究，希望能够以此促进电力系统运行控制的智能化发展。

三、电气自动化技术在电力系统生产与运行中的应用

（一）信息化技术在电力系统中的应用

在社会经济迅速发展的时代背景之下，各行各业的发展都离不开信息化技术的参与，信息化技术在各个行业的发展中发挥着关键性的指导作用。我国电力行业要在市场经济发展中站稳脚跟就必须加快信息化建设的步伐，加速提升自身信息化建设与发展水平，紧跟当前社会经济发展的脚步，满足时代发展对现代化电力系统建设提出的更高要求。与此同时，国家对电力行业建设的环保性能提出了更高要求，为了防止发生电力生产对生态环境造成破坏，电力生产过程中电能的过度消耗以及电能的浪费等情况，对电力生产实施了更加严格的监督与管理。

在当前发展形势之下，电力企业必须审时度势，通过在电力系统中广泛应用电气自动化技术实现电力系统工作效率的提升，同时有效降低电能在电力生产过程中发生的损耗。通过在电力系统中应用自动化性能水平较高的电气自动化技术能够实现系统的自动运行和自动控制，同时与其他控制系统保持协调一致。由于信息化技术在数据的收集和分析中占据的优势，电气自动化技术能够有效提升电力系统的运转效率，为电力系统工作优势的充分发挥提供助力，为有关部门对电力系统的监督和管理创造便利条件。智能电网在电气自动化的作用下能够迅速得到发展与完善，充分发挥智能电网功能与优势。

（二）变频调速技术的应用

变频调速技术的应用效果主要取决于自动化电气设备本身所能承受的最大负载。通常情况下，自动化控制系统能够对超速状态和低速状态下的电气设备起到保护作用，与此同时，这些设备能够在点击运行时全程监控设备的运行状态，主动对故障进行报告，提示技术人员应当采取的控制措施。

1、自应电机模型单元

自应电机模型单元主要用于检测点击的电流和电压，对电机参数进行清晰识别。电机模型能够对电机的转矩实时控制，因此成为电机模型单元中具有一定的重要性。根据相关规定，转矩的控制精度不得低于0.5%，变频调速技术能够在精度超过0.5%时通过闭环转速进行反馈，从而达到控制目的。

2、深度指示器

在机电设备中，深度指示器是一种常见的保护装置，能够对电器设备的正常运行起到重要的维护作用。发生故障以后，深度指示器不但无法为电气设备提供保护，还会导致其他保护装置失去作用。因此，深度指示器的设计必须以失效保护模式的设置为参考，从而实现应有的保护作用。电机启动后，变频调速技术能够对其编码器接收到的全部脉冲信号进行采集，通过对比分析采样数据确定数据是否发生变化，以此来判断深度指示器是否能夠正常发挥作用，然后根据需要组织技术人员对相关设备进行检测，对内部设备的运行状态进行验证。

3、脉冲优化选择器

应用于自动化电气设备的脉冲优化选择器能够通过芯片对信息进行加工，然后设计PFDM对信号源进行调制，从而实现对应的缓冲模块、插入循环前缀等功能。在对模块的功能和作用进行验证时，首先应仿真信号源，然后对功能进行设计。由于电解电容器的离散性非常高，对电压的承受能力各不相同，因此应当提前采取措施对离散性问题做好妥善处理，防止对系统的有效运行造成影响。例如，可以将并联电阻设置在电容器旁边，防止电路受到损坏，从而对浪涌电流产生有效的抑制作用，为电路运行过程中的安全性和稳定性提供可靠保障。

（三）在电气自动化控制领域中的应用

AI技术在电气自动化控制领域的应用中能够实现既有电器自动化控制能力和控制标准的有效提升，通过高效利用电气设备实现对运行成本的最大化控制，有效降低以人力资源为代表的各项运行成本的消耗。电气自动化技术在电气设备的自动化控制领域具有较高的应用潜力和应用价值，当前在模糊控制技术和专家控制技术等方面已经取得了显著的应用成果。

1、模糊控制技术

模糊控制模式是一种借助计算机控制技术实现闭环控制的自适应反馈控制系统，能够以专家系统为标准在模糊推理语言等相关内容的基础之上展开模糊推理。在实践应用中，为了实现电器的自动化控制和自动化运行，模糊控制能够将被控制对象作为控制的标准与基础，通过控制器对推理思路展开具体分析。

2、专家控制技术

专家控制技术在设备控制的具体应用中具有较高的适应性与灵活性，能够在专家控制理论的基础之上与相关理论和控制技术相结合，仅仅通过对设备参数进行微调就能够适应不同的外界控制环境，从而实现电气设备自动化控制能力的提升，为电气设备的运行提供可可靠的保障。

（四）在变电站系统中的应用

为了实现变电站的电器自动化，首先应当创造一个完整的电气系统为变电站的自动化运行创造条件、提供保障。与此同时，还需要操作各种电器设备为变电站的电压处理提供协同辅助。变电站系统可以根据实际需求采用集中控制、远程监控、线路控制和现场监控四种不同控制方式。

1、集中控制

变电站是我国电力行业当前采用的主要变电装置，通过变电站可以对电压值的大小进行转变。集中控制下的变电站能够对各个设备的运行做好协调控制，为变电站的自动化结构创造系统的控制体系，为我国变电站电气化控制系统的建立奠定了基础。

2、远程控制

远程监控需要在网络的基础之上进行，以此控制变电站自动化的物质基础，从而实现减少电缆数量、节约变电站建设材料等自动化操作。通过分析远程监控上传输的数据，作业人员能够详细掌握变电中存在的缺陷，从而对变电计划及时进行调整。

3、线路监控

作为连接所有变电设备的载体，只有在不同线路的共同作用下，电气自动化控制方能得以实现。根据作用的不同，每条线路的连接方法也不同，例如隔离闸刀不得选用硬接线进行操作闭锁，否则可能会引发误操作，因此工作人员需要在自动化设计的过程中对线路的连接方式进行充分考虑。

4、现场控制

电气自动化的生成过程可以通过现场监控进行全面查看，从而对这一过程中发生的异常及时采取针对性措施进行补救，实现了生产作业程序的规范化发展，推动了电气自动化技术在变电站系统中的深入应用与优化。因此，现场监控变电站的生成过程已经发展成为电气自动化在变电站系统中进行应用的一项重要内容。

（五）在仿真中的应用

电气自动化技术能够提升电力设备对数据进行监控和记录的能力，为数据分析开发出更多实用的软件。运行过程中，电力系统会对数据进行记录并实施仿真模拟，从而对系统运行工程中出现的破绽及时采取针对性措施进行应急处理。传统电力系统无法在工作状态下控制动态数据，电气自动化技术的应用使电力系统具备了对信息进行实时采集和处理的能力，并且通过模拟实验对无法控制的动态数据出现的原因进行估计，然后采取措施进行及时改进，以此来保持电力系统的稳定运行状态。

结束语：

近年来，电力系统在现代化技术的带动下得到了迅猛发展，在人民群众的生活中发挥着越来越重要的作用。通过在电力系统中应用电气自动化控制技术能够保障供电的稳定性，并且为电力系统的未来发展指明了道路，为现代电力提供了基本保障。当前还须要进一步完善电力系统，通过技术发展提高电力系统整体运行的安全性和稳定性，促进我国社会经济的持续健康发展。

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作者简介：张成金，2000.11，男，汉族，籍贯：山东省济南市莱芜区雪野镇北双王村，单位：临沂大学 自动化与电气工程学院 电气工程及其自动化专业2019级三班。