浅谈电力工程中的电力自动化技术应用

电能作为一种具有易控制、输送便利、转换速度快、环境污染小等诸多优点的能源，在上个世纪八十年代成功取代蒸汽动力，成为社会经济发展的能源基础。与此同时，为适应现代化生产的节奏，具有对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理的电力自动化技术应运而生。电力系统是一个地域分布广泛、网络结构复杂的综合性系统，主要由变电站、发电厂、输配电系统网络以及终端用户群组成，实行统一调度和运行，电力自动化技术的出现，很好的解决了电能在输送过程中的各种问题，极大的推动了电力工程的发展。

1 目前电力自动化的主要技术应用领域

电力自动化系统应用领域广泛，从上个世纪五十年代开始发展到今天，电力自动化系统从开始局限于单项自动装置，到广泛采用远动通信技术装设模拟式调频装置和经济功率分配装置，再到后来以计算机为主体的电网实时监控系统的出现，电力自动化系统逐步迈入现代化发展的轨道。电力自动化技术主要包括电网调度自动化、火力发电厂自动化、水力发电站综合自动化、电力系统信息自动传输系统、电力系统反事故自动装置、供电系统自动化、电力工业管理系统的自动化等方面，以下针对其中主要的几个方面作简要的介绍。

1.1 电网调度自动化 现代电网调度是基于计算机为核心的控制系统，实现信息的采集、安全性检测、屏幕显示、运行工况计算分析和实时控制的功能。其基本结构按照功能可分为信息采集和命令执行子系统、信息收集处理和控制子系统、信息传输子系统以及人机联系子系统。电网调度在电力工程中主要应用在变电站自动化、配电网管理系统以及能量管理系统中。该技术的发展使得管理人员可以随时掌握全网的信息，便于对系统进行实时的维护和管理，应对突发情况采取及时有效的措施，从而保证电网系统稳定和安全。

1.2 供电系统自动化 供电系统自动化主要包括地区调度实时监控、变电站自动化和负荷控制三个方面。地区调度的实时监控系统通常由小型计算机组成。变电站自动化主要由计算机和通信技术实现，通过对信息的集中处理和应用，对电力系统进行优化组合，从而可以更好的对电力系统进行实时监控和维护。负荷控制通常采用工频或者声频控制方式来进行，根据负荷记录描绘出负荷曲线，以实现对电能使用情况进行控制的目的。

1.3 水、火力发电厂自动化 水力发电厂实施自动化的项目主要包括水库调度、大坝监护和电站运行三个方面。通过水库水文信息的自动监控系统，自动采集雨量等水文信息，从而为制订水库调度计划、拦洪和蓄洪的方案制定提供了数据支持。在大坝监控方面，通过大坝监控系统对相关数据的采集分析，提供相应的预警和维护服务。电站计算机监控系统对全站设备运行、发电机组的安全检测等进行监视和控制，保证电站运行的安全和优化。

火力发电厂实施自动化的项目主要包括厂内机、炉、电运行设备的安全检测、计算机实时控制、有功负荷的经济分配和自动增减、母线电压控制和无功功率的自动增减以及稳定监视和控制等。

1.4 电力系统信息自动传输系统 电力系统信息自动传输系统的功能是实现调度中心和发电厂变电站间的实时信息传输。自动传输系统由远动装置和远动通道组成。远动通道有微波、载波、高频、声频和光导通信等多种形式，远动装置按功能分为遥测、遥信、遥控三类。

2 电力工程中电力自动化技术的应用

电力自动化技术利用现代化通信技术、网络技术、电子技术等将电网用户数据、在线离线数据、电网结构等信息整合，形成一套完整的自动化控制系统，实现在相关设备正常运转状态下的监控、维护和管理。

2.1 现场总线技术 现场总线技术是指在电力工程中将自动化装置和仪表控制设备进行连接，形成多向多站的信息网络，并且将数字通信、智能控制以及计算机设备等集成一体化的综合性技术。目前典型的现场总线有CAN、LONWORKS、HART、PROFIBUS等。这种技术通过相关设备和传感器，将电流、电阻等信息参数传递到主机上，工作人员根据数学模型对数据进行分析整理，并最终将指令发送到控制设备上。近年来通过对35KV级变电站等一系列的自动化改造表明，现场总线技术在节省硬件数量与投资、安装、维护等方面表现突出，同时给予用户高度的系统集成主动权，让用户自主选择设备品牌，市场潜力巨大。

2.2 电力自动化补偿技术 传统的低压无功补偿技术采集单一信号和三相电容器，三相互补。采用这种补偿方式对于主要用电为单相负荷的用户，会出现三相负荷不平衡的情况，导致在一定程度上出现过补或者欠补，而且该补偿技术没有考虑到电压的平衡关系，且一般不具备配电检测的功能。

智能无功补偿技术通过固定补偿与动态补偿相结合、三相共补与分相补偿相结合、稳态补偿与快速补偿相结合的方式，弥补了传统技术单纯固定补偿的缺陷，能够较好的适应负载变化。并且采用先进的投切开关、科学的电压限制条件等技术模式，实现电容器投切的智能控制，提高补偿精度，同时具备缺相保护功能。

2.3 主动对象数据库技术 主动对象数据库技术的出现，对软件工程带来了巨大的变革，对软件的开发、封装、设计方向等亦产生了深刻的影响。在现代电力工程中，主动对象数据库技术被广泛应用于电力系统的自动化监控方面，与传统的技术相比，该技术在对象技术和主动功能的支持方面占据着绝对的优势。由于对象技术和触发机制的引入，数据库自动监控得以实现，同时处理后的数据准确率高，利用价值高、能够为相关的操作提供可靠的数据参考。随着数据库技术的发展，以及对监控系统中触发子和对象的函数功能的进一步研究，有望实现电力系统自动监视与控制的更加复杂的功能。通过在国际上借鉴先进技术和国内专家研发完善，主动对象数据库技术得以不断发展和提高，极大地满足了工业生产和生活的需要。

3 电力自动化技术的发展趋势

随着人们生活水平的提高，用户对供电系统的可靠性和稳定性要求越来越高，由于电力企业的各部门职能不统一，各系统之间没有实现信息共享，导致在供电过程中不可避免的出现纰漏。因此，在今后电力自动化的发展中，必须整合电力系统各部门的资源，逐渐改善这一现状。将原本分散、具有单一功能的电力自动化系统转化为信息共享的系统，将数据采集与配电系统、监控系统、管理系统、地理系统、高级应用软件包、通信系统集成和馈线自动化整合为一个体系完善、平台开放、信息共享、高效便利的信息系统。

近年来，在社会发展和现代科学技术的推动下，电力自动化技术得到突飞猛进的发展。随着电力工程的发展，电力自动化程度将会越来越高，新一代的电力自动化技术，即智能电力自动化技术应运而生。它在第二阶段的配电自动化系统的基础上增加了智能配电功能，更科学地管理复杂的电路网络。智能配电系统不仅能够在故障时发挥作用，而且在配电网正常运行时，也能为供电企业提高经济效益和社会效益。

4 结语

从目前电力工程的发展趋势可以看出，电力自动化的发展必将推动电力工程发展，通过工业生产和生活广泛对电力自动化技术的应用，未来的电力自动化技术将朝着提高供电设备的利用率、提高供电稳定性和安全性、降低运营成本、改善供电质量的方向不断努力推进，这一技术对推动电力事业的发展具有重要意义。