供电系统电气工程及自动化控制技术研究

吴妍

（国网湖南省电力有限公司湘潭供电分公司 湖南省湘潭市 411100）

前言

进入新时代后，随着生活水平的提高，人们对电力的需求也越来越大，这就给供电企业提出了更高的要求。因此，必须了解电气工程自动化控制的优势，并通过各种自动化控制技术的运用，加强对供电系统的管理与控制，保证供电质量与安全性，从而为供电企业更好发展提供有力保障。

1 电气工程自动化控制优势

在电气工程中，自动化控制技术的运用主要有三方面优点：①可以有效提高安全性[1]。自动化控制技术的突出特点就是完全由系统运行，可以有效避免人为失误，促进各环节安全性的提升，避免人员受到伤害。同时，自动化技术还可以对电气系统实际运行情况进行实时监控，并及时发现各种问题，将给人员带来的危害降到最低。②能够促进先进性提升。在供电系统中，自动化技术的运用可以规范生产流程，既增强了生产能力，还实现了行业的先进发展。在自动化控制下，可以提高检测的能力与质量，减少人力资源浪费，增加企业利益。同时，自动化系统还能够自动记录并存储相关数据，在对这些数据进行分析的基础上，其可以实现自动调节，并充分发挥自身作用。③有利于实时监控电气系统。在传统模式中，管理工作主要由人员进行，但经常会因人员态度与操作不规范而出现操作失误、生产事故等，尤其是在深夜时，人员注意力会不自觉下降，这一阶段也是电气故障频发的时段。但在自动化技术的运用下，可以对工作强度进行有效改善，在统一的指挥和调度下，还能够促进电气工程稳定性、可靠性的提升。同时，自动控制系统还可以对元器件情况进行全天监测，及时发现异常现象并找出病源，有利于电气设备正常运行。

2 供电系统中的电气自动化控制技术

2.1 监控技术要点

2.1.1 分层分布式监控技术

从逻辑层面来看，这一自动化监控技术可以分成站级监控、通信以及间隔三层，其中站级监控层主要就是在通信网络的作用下，管理间隔层并实现信息交换；通信层则主要有通信管理机、光纤电裸以及电缆网络等，在现场总线技术的运用下，其可以完成数据汇总、指令传送、规约转换以及数据传送等工作；间隔层的主要构成部分则是终端保护测控单元，通过面向电气一次回路或是电气间隔的设计方法，可以就近把测控单元与保护单元安装在相关设备周围，如开关柜、一次设备等。分层分布式的自动化监控技术具有就地安装、组态灵活、可靠性高以及占地面积小等特点，不但可以降低控制与操作难度，还能够减少成本。同时，这一监控系统可以采集大量数据，保证监控信息的完整性与全面性，可以为系统运行维护提供便利，并且在局部出现故障时，其不会给其他模块正常运行带来不良影响，可以有效满足供电系统实际需求。

2.1.2 集中式监控技术

集中式的监控技术主要就是把强电信号转成弱电信号，并通过空接点与直流信号（标准为4～20mA）等方式，利用电缆硬接线，以一对一的方式，将电气模拟量与开关量信号接到分布式控制系统的I/O模件柜，从而达到监控电气设备的目的[2]。目前，这一自动化监控技术主要有两种形式，即远程接入与直接接入。远程指的就是将VO采集柜安置在与主控制室有着较远距离设设置现场，并通过分布式控制系统与通信方式对主机连接进行控制；直接指的则是将电缆与电子间的集中组屏连接到一起，两种方式在本质上并不存在区别。在供电系统中，集中式的监控技术主要有硬接线技术成熟、速度快、运行环境好以及便于维护等优点，但也存在着投资大、信息不准确以及安装量大等不足。因此，在运用这一技术时，供电系统应该对独立电气监控主站系统进行设置，并加强对电气运行的管理。

2.1.3 现场总线监控

在供电系统中，现场总线监控主要是在某些特殊情况下运用，自动化技术最突出的优势就是保证总线安全运行。由于不同装置功能具有相对独立性，在日常运行中，其都是独立进行工作的，并仅由网络实现连接。这样，不但可以有效联系各种设备，还能够灵活发挥各种设备作用，即使是某一个环节出现问题，也可以快速从整体系统中分离出来，为系统正常、安全运行提供了有力保障。为了达到这一目标，在对现场总线监控系统进行设计时，就必须充分考虑企业需求与安装地点，提高系统的针对性，并使其具备远程监控能力。

2.2 计算机技术要点

在供电系统中，计算机技术也得到了广泛应用，其控制要点主要体现在以下三方面：①电网调度自动化。在供电系统自动化中，电网调度自动化具有重要地位，其可以分成五个层次，即国家电网调度、大区调度、地区调度、省级调度以及县级调度。在实际调度中，控制中心的网络系统发挥着关键作用，其可以连接各种设备，如服务器、工作站、打印设备、变电站终端设备以及发电厂等，并完成实时采集电网数据、预测估计电力负荷与状态以及监控电网调度运行等工作。②变电站自动化。变电站自动化是以计算机技术为基础的，同时，在供电系统自动化建设中其也是不可缺少的环节。在具体实施过程中，变电站必须加强对计算机技术的运用，加强对计算机光纤的利用或者是由电缆来替代传统电力信号电缆，促进变电设备向着集成化、网络化以及数字化方向发展，并达到记录自动化与计算机屏幕化的目的，从而实现对变电站系统的自动化管控。③智能电网。智能电网是从全局对供电系统进行控制的一种技术，在现代信息管理中，其有着广泛运用，并涉及到了各环节内容，如用户、发电、输变电、调度以及配电等。这一技术形成的自动化供电系统属于智能化电网雏形，为智能电网建设奠定了坚实基础。因此，在运用智能电网技术时，必须结合供电系统实际需求，综合考虑计算机技术的实时性、双向性以及可靠性等特点，加强对先进网络技术的运用，促进信息管理系统的形成，以此来为智能电网建设工作更好发展提供保障。

2.3 PLC控制要点

PLC属于数字化电子系统，是专门为工业生产设计的，其主要作用就是为供电系统实现相应指令工作提供帮助，如采集、编辑、记录以及计算等，减少系统能耗并促进其灵活性的提升。通常情况下，PLC控制要点有以下三方面内容：①PLC技术要对供电系统的温度、压力以及流量等进行连续模拟闭环控制，以此来有效调控系统中的各环节；②在实际控制中，开关量是主要的控制对象，PLC技术可以自动化控制输入/输出信号的通与断，有利于供电系统生产效率与自动化程度的提升；③一般而言，供电系统内部控制主要有开关控制和顺序控制两种，目前，节能减排理念深入人心，社会生产向着减少损耗、增加效益的方向发展，加强对PLC技术的运用，可以对电力工作进行辅助，减少废弃物、资源的排放与消耗，增强供电系统生产效益[3]。

3 结论

综上所述，加强自动化控制技术在供电系统中的运用已经成为了一项重要工作。因此，必须掌握安全性、先进性以及实时监控等优点，并加强分层分布式监控技术、集中式监控技术、计算机技术以及PLC技术等的运用，提高供电系统自动化水平，保证供电安全，从而促进供电企业进一步发展。