基于电气工程自动化技术的智能电网建设方法研究

朱晏平

（长春工业大学 国际教育学院，吉林 长春 133000）

0 引 言

在新的时代形势背景下，电力行业要实现对其变化的良好适应，需要对自身的运营管理模式作出调整[1]。利用现代技术，充分融合渗透新时代对电网的建设，是更大限度发挥其经济作用的关键[2]。这就意味着，在落实智能电网建设的过程中，要在电网系统实际发展需求的基础上融合相关现代技术[3]，以技术带动电网建设的转型升级发展，通过这样的方式为其稳定运行提供基础[4]。需要注意的是，相关部门在开展智能电网建设工作的核心是立足于实际，通过加大对重点内容的建设力度，有计划地推进智能电网建设工作[5]。就现阶段而言，电气工程自动化技术作为创新电网工艺的重要手段，不仅可以提高对电网资源利用的合理性，还可以为后续工作的开展提供扎实根基，降低在运行过程中对生态环境造成的负面影响，实现智能电网建设技术的提升[6,7]。

为此，本文提出基于电气工程自动化技术的智能电网建设方法，并通过实际应用测试的方式分析验证了设计方法的价值。借助本文的研究，希望可以为实际电网建设的智能化发展提供有价值的参考，为相关工作的开展带去帮助。

1 电网运行机制智能化建设

1.1 基于电气工程自动化技术的电网数据管理

为了实现对电网工控系统的智能化管理，结合实际的数据流量特点对相应的数据进行合理管理是十分必要的[8]。为此，本文采用电气工程自动化技术，以流量的分布特征和属性为基础，对其进行量化处理。在具体的实施过程中，本文采用信息熵量化的方法对电网工控系统中的流量特征进行提取[9]。其计算方式可以表示为：

式中：E表示电网工控系统中的流量特征值；K表示波动系数；W表示在某一时间内流入电网工控系统的电量；x表示在对应时间段内的电网数据信息。

将得到的E值作为电气工程自动化技术应用的基础参数。此时对数据的管理是按照技术指导为核心进行的，对应的管理模式如图1所示。

图1 电网数据管理模式

按照图1所示的方式实现对电网数据的管理，在实际执行电网调度管理任务时，只需根据分类数据特征的发展情况，采用电气工程自动化技术进行自适应调节。

1.2 基于电气工程自动化技术的电网智能调度

完成对电网工控系统中流量数据信息的管理后，即可按照输入电网的任务指令，运用电气工程自动化技术对相关参数进行调度。

假设输入到电网系统中的任务执行为y（y1，y2，…，yn），其中n表示y任务中包含的子任务数量，首先分别匹配yn对应的分类，其计算方式可以表示为：

式中：d表示yn子任务与具有E特征分类数据之间的拟合度，通过逐个与各个分类进行比较，将d值最高的分类作为yn子任务的属性划分结果，此时对于该任务的执行，选择与属性分类对应的电气工程自动化技术实施[10]。通过这样的方式，确保电网管理任务与技术之间具有较高的适配关系。

在此基础上，在任务执行阶段需要通过确定输出数据与任务目标参数之间的关系，对相关电气工程自动化技术的运行参数进行自适应调节，其调节机制为：

式中：c表示任务执行技术的参数调节程度；yn＇表示电网实际输出的任务参数；p表示任务执行技术的运行效率；a表示任务执行技术的自衰减系数。

通过这样的方式，构建具有自我校准机制的智能电网环境。

2 应用测试

为了验证本文提出的基于电气工程自动化技术的智能电网建设方法的有效性，选择文献[5]提出的基于软件定义网络（Software Defined Network，SDN）和Telemetry技术的电力终端管理方法与文献[6]提出的基于监控设备运行大数据的智能变电站运行状态分析方法作对比，与本文方法共同进行性能测试。

2.1 测试环境

测试电网环境为复合电网系统，其中光伏系统的额定功率为1 200.0 MW，对应的多晶硅太阳能电池对光能的转换效率为17.0%。电网电池储能系统的最大容量为3 000 kW·h，允许最大充电和放电功率均为120.00 kW，充电效率和放电效率均为92.0%。在实际运行阶段，储能系统的基础存储容量（最小容量）为500.0 kW·h。在此基础上，混成自动电压控制系统和负荷系统是电网的主要负荷。本文设计了3个场景，通过分析智能电能的运行效果，对提出的智能电网建设方法的应用价值作出评价，具体如下文所述。

（1）供热通风与空气调节（Heating Ventilating and Air Conditioning，HVAC）负荷转移量为5%/h；（2）空闲负荷转移量为300.0 kW·h；（3）同时执行HVAC负荷转移和空闲负荷转移，具体转移量分别为10%和500.00 kW。

2.2 测试结果

在上述基础上，分别统计了连续5 h内3个场景下的电网运行精度，同时为了提高测试结果的可靠性，对比了文献[5]和文献[6]方法下的运行精度数据，其结果分别如表1、表2和表3所示。

表1 场景一测试结果对比表/%

表2 场景二测试结果对比表/kW

表3 场景三测试结果对比表

从表1中可以看出，针对场景一的HVAC负荷转移，本文方法的实际执行转移量始终稳定在4.92%以上，其中连续5 h内的执行误差仅为0.06%，相比之下，文献[5]和文献[6]方法的执行误差分别达到了0.12%和0.16%，测试结果体现了本文设计的智能电网建设方法在电网HVAC负荷管理方面具有较高的精度。

从表2中可以看出，针对场景二的空闲负荷转移，本文方法的实际执行转移量始终稳定在297.77 kW以上，连续5 h内的执行误差仅为1.21 kW，相比之下，文献[5]和文献[6]方法的执行误差分别达到了3.30%和4.30%，分别为本文转移结果的2倍和3倍以上。测试结果体现了本文设计的智能电网建设方法在电网空闲负荷管理方面具有较高精度。

从表3中可以看出，针对场景三的HVAC负荷和空闲负荷并行转移任务，本文方法的实际执行转移量始终稳定在9.88%和497.66 kW以上，其中连续5 h内的执行误差分别为0.07%和1.15 kW，相比之下，文献[5]和文献[6]方法的执行误差明显高于本文方法。测试结果体现了本文设计的智能电网建设方法在并行电网负荷管理方面具有较高精度。

3 结 论

在电气工程自动化技术不断发展的今天，其在电网建设工作中的价值逐渐扩大，电气工程自动化技术的积极作用在电网质量升级中不容忽视。本文提出基于电气工程自动化技术的智能电网建设方法研究，实现了电网对电力能源管理效果的提升。通过本文的研究，希望可以为电网建设的智能化发展提供有价值的帮助。