淺析電力工程中的電氣自動化技術及其應用

劉祖海+賀天祿

摘 要：電氣自動化技術將電子技術以及網絡通信技術融為一體，在實現遠程監控以及監視管理方面發揮了很重要的作用。同時電氣自動化技術為電力系統的平穩運行提供了良好的條件，并且隨著電氣自動化技術的發展，電力系統也得到了更為優質的服務。本文闡述了影響電力工程運行的影響因素，對電力工程中主要的電氣自動化技術及其應用進行了探討分析。

關鍵詞：電力工程；影響因素；電氣自動化技術；應用

電氣自動化技術是將現代的電子技術、信息的處理技術以及網絡通信技術融為一體的基礎上，發展起來的綜合技術，是在電力工程的電力系統中實現遠程監控以及監視管理的有效地途徑。電氣自動化技術在電力工程中發揮著越來越重要的作用，在新技術的廣泛應用下，傳統的技術正在逐漸的被取代，更加促進了電氣自動化技術的發展。

一、影響電力工程運行的主要因素

影響電力工程運行的因素主要有：（1）自然因素。其因素主指在電力系統運行中，輸配線路必須已多個的地區和自然環境中穿插，而其地區的氣候環境與天氣變幻都能對電網的基礎設施存在一定程度的干擾和損害，例如線路老化等方面。如此就會導致電力輸配線路運行造成巨大干擾，更甚者會發生漏電、斷電的情況，影響社會安定性。（2）人為因素。人為因素在電力工程的運行影響作用中重點顯示在管理不完善這方面。也就是在電能的管理中，管理人員沒使用任何與時的科學管理方式對電力系統實施有效管理，管理意識比較薄弱或偏離強化，在電力工程運行管理中無任何責任感，如此就極易導致電力安全問題的發生。（3）技術設備因素。電力能源的輸送，配置和管理過程中，因為電力工程人員的實踐經驗參差不齊，高尖綜合型技術缺少，而且，電力輸配網線和設備自身的質量、功能局限性，通常就會造成電力能源輸配問題。

二、電力工程中主要的電氣自動化技術

1、變電站自動化技術分析。電力系統中變電站與輸配電線路是聯系發電廠與電力用戶的主要環節。變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備；二次設備數字化、網絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監視實現計算機屏幕化；運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現代化的一個重要環節。

2、發電廠分散測控系統（DCS）。發電廠分散控制系統（DCS）一般采用分層分布式結構，由過程控制單元（PCU）、運行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數據通訊網絡（以太網）組成。過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件組成。MCU 模件通過冗余的 I/O 總線與智能 I/O 模件通訊。PCU 直接面向生產過程，接受現場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號，經運算處理后進行運行參數、設備狀態的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執行機構，完成生產過程的監測、控制和聯鎖保護等功能。 運行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機接口。運行員工作站接收PCU發來的信息和向PCU發出指令，為運行操作人員提供監視和控制機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統組態設置和修改、系統診斷和維護等手段。

3、電網調度自動化技術分析?，F代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統，包括實時信息收集和顯示系統，以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統。信息收集和顯示系統具有數據采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，位于調度中心的部分稱為調度端。軟件系統由靜態狀態估計、自動發電控制、最優潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、最優機組開停計劃、安全監視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。

三、電力工程中電氣自動化技術的應用分析

1、電力工程中電氣自動化技術應用的要求。電力工程自動化技術應用的要求主要有：（1）保證電力工程各部分運行的技術要求，以實現設備的安全以及經濟，并以設備的實際運行為主要的依據，保證操作人員實際的控制和協調；（2）利用電氣自動化技術進行安全性能的改善，從而可以減少事故，并能夠節省人力，避免緊急事故的發生和發展；（3）對電力系統的整體數據以及參數進行檢驗、收集并對之進行處理，保證各系統的正常運行。

2、主動對象數據庫技術的應用分析。數據庫技術在電力工程中的應用主要是用于電力系統的監視系統中，因此這對系統的開發、繼承、封裝等都有很大的作用，引發了軟件技術的變革。主動對象數據庫技術在電力系統得到了廣泛的應用和認可，并用來支持對象標準，因此與一般的關系數據庫相比，主動對象數據庫主要是對技術以及主動功能的技術支持，因此，在電力工程中也得到了廣泛的應用。主動對象數據庫是利用系統的監視功能，對對象函數進行利用，從而可以實現電力工程中電氣自動化的應用，隨著觸發機制的使用，數據庫監視得到了很好的控制與實現，從而節省了數據寫入以及讀出的時間，還對數據管理功能充分的進行利用，并得到了技術上的保證。當前，我國的數據庫技術得到了很廣泛的應用，并且監視系統也得到了很好的發展，電氣自動化技術在電力工程以及日后的電力系統中并將得到更為完善的應用。

3、現場總線技術的應用分析?，F場總線技術是指在電力工程現場將智能的自動化裝置以及儀表控制設備進行連接，形成一體化的多向、串行、多站和數字化的信息網絡，從而可以將數字通信、控制、智能傳感器以及計算機等融為一體而形成的綜合性的技術。在電力工程中，現場總線技術被廣泛的應用，通過現場總線技術可以將變送器所控制的總的用電量收集后，將信號進行控制后集中到主控計算機上，然后根據數學模型進行計算進而做出判斷，并最終將指令發送到控制設備上，從而實現電氣自動化技術的應用?，F場總線技術在電力工程中的應用是通過分散電力工程中的控制功能，并配備相應的計算機進行被控設備的信息處理，將信息與計算機相連接后，便不需要實現整個現場的控制，只需對信息進行相應的調度即可。實踐證明，現場總線技術在電力工程中的應用，可以實現前置機與上位機的配合，可以從下方進行電力工程的控制，并且可以通過儀表進行控制，并最終實現高性能的電力系統的控制功能。在電力調度化技術日益發展的情況下，可以滿足數據以及系統的多樣化需求，并最終將電力系統中各個信息進行交換以及共享，實現電力工程的順利進行以及電力系統的日益完善。

結束語

綜上所述，電力資源是一種不可或缺的能源，其與人們的日常生活息息相關。電氣自動化系統應用從開始局限于單項自動裝置，到廣泛采用遠動通信技術裝設模擬式調頻裝置和經濟功率分配裝置，再到后來以計算機為主體的電網實時監控系統的出現，電氣自動化系統逐步邁入現代化發展的軌道。隨著電力工程的發展，電氣自動化程度將會越來越高，新一代的電氣自動化技術，即智能電氣自動化技術應運而生。

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