电力系统运行中电气自动化的应用分析

引言：目前，电气自动化技术已从单一设备控制向多系统协同方向发展，在保障电网安全稳定运行、优化能源配置、促进源网荷储互动等方面发挥着不可替代的作用，基于此，深入研究该技术在发电、输电、配电环节的应用逻辑与实践创新，既能为现有电网优化提供技术路径，也能为新型电力系统构建奠定关键基础，具有重要的行业实践价值与理论探索意义。

一、电气自动化在发电环节的应用

（一）发电机组自动化控制

电气自动化技术构建“参数感知－算法决策－执行反馈”的发电机组自动化控制系统，实现运行全流程智能化调控，该系统以中央控制器为核心，在机组关键部位部署高精度传感器以实时采集转速、电压、温度、压力等核心参数，再借助工业以太网将数据传输至控制平台，控制平台基于自适应控制算法与负荷预测模型动态优化控制策略。在火力发电场景中系统依据电网负荷需求自动调节锅炉给煤量与送风量配比，保障燃烧效率最大化，同时通过励磁调节系统维持发电机输出电压稳定；在水力发电场景中系统结合水库水位变化与负荷预测数据自动调整水轮机导叶开度，实现机组出力与电网需求的精准匹配。

（二）发电设备状态监测与故障诊断

传统定期检修模式存在“过度检修”或“检修不足”的弊端，电气自动化技术构建的状态监测与故障诊断系统则推动设备维护从“定期化”转向“状态化”，该系统在汽轮机、发电机、锅炉等关键设备上安装振动、温度、声发射等多类型传感器以实时采集设备运行特征数据，经边缘计算节点预处理后传输至远程诊断中心，诊断中心运用深度学习算法构建设备健康评估模型，通过对比设备正常运行数据与实时数据精准识别潜在故障；在系统检测到异常时自动生成故障预警报告，明确故障部位、类型及发展趋势，并推送针对性检修方案，这种“预判式”诊断模式减少非计划停机时间、降低维护成本，保障发电环节持续稳定运行，为新能源机组高比例并网下的电力可靠供应提供支撑。

二、电气自动化在输电环节的应用

（一）输电线路自动化监控

电气自动化技术构建的输电线路自动化监控系统可实现对线路运行状态“全方位、全天候、全时段”的监测，该系统包含前端监测设备、通信网络与后端管控平台三部分：前端在杆塔上安装高清视频摄像机、红外测温仪、覆冰监测仪、微风振动传感器等设备，实时采集线路图像、设备温度、覆冰厚度、导线振动幅度等数据；通信网络采用“光纤 +5G ”混合传输模式，保障复杂地形下数据的稳定传输；后端管控平台运用图像识别与数据挖掘技术，对采集到的数据进行智能分析。当系统发现异常时，会自动触发预警机制，向运维人员推送故障位置与初步诊断结果，以指导精准抢修；同时，平台具备历史数据回溯功能，可通过分析线路长期运行数据预判线路老化趋势，为线路改造升级提供依据。这种自动化监控模式不仅大幅提升巡检效率、缩短故障处理时间，还能降低运维人员的作业风险，为远距离、复杂地形下输电线路的安全运行提供保障。

（二）变电站自动化

电气自动化技术推动变电站向“无人值班、少人值守”模式转型，其所构建的变电站自动化系统可实现对设备运行的智能监测、自动控制与协同管理，该系统以分层分布式架构为基础，集成了数据采集与监控（SCADA）、继电保护、自动装置等功能；通过在变电站内部署智能测控单元，实时采集变压器、断路器、隔离开关等一次设备的电压、电流、开关状态等参数，这些数据经处理后上传至变电站监控主机，监控主机借助可视化界面展示设备运行状态，当设备参数出现异常时，会自动发出报警信号，并联动继电保护装置快速动作；此外系统具备数据融合分析能力，通过整合变电站运行数据与电网调度信息，优化变电站运行方式，实现与上级电网的协同调度。变电站自动化不仅降低了人工成本，提升了操作安全性与响应速度，还实现了变电站与电网调度的信息互通，为整个电力系统的协调运行奠定了基础。

三、电气自动化在配电环节的应用

（一）配电网自动化系统

电气自动化技术构建的配电网自动化系统，通过“终端感知－中心决策－自动执行”的闭环控制实现故障的快速定位、隔离与恢复，该系统的核心为馈线自动化功能，通过在配电线路上安装馈线终端单元（FTU）、配电终端单元（DTU），实时采集线路电压、电流、开关状态等数据，并将这些数据传输至配电网控制中心。当线路发生故障时，FTU/DTU 可快速检测故障电流并将故障信息上传至控制中心；控制中心基于改进型阻抗法等故障定位算法，在秒级时间内确定故障点位置，随后向相关终端设备发送控制指令，自动断开故障区域两侧的开关以隔离故障点，同时闭合联络开关，将非故障区域的负荷转移至其他供电线路，最终达成“故障隔离不扩大、非故障区域不停电”的目标。

（二）智能用电管理

电气自动化技术构建的智能用电管理系统，通过“数据互通－行为分析 -互动调控”实现用户与电网的协同互动，该系统以智能电表为核心感知设备，借助电力线载波通信（PLC）技术以实时采集用户用电量、用电时段、负荷特性等数据，并将这些数据传输至用电管理平台。平台运用用户用电行为分析模型识别用电习惯，例如区分居民生活用电高峰与企业生产用电规律，进而提供个性化用电建议：对居民推送电价低谷时段高耗能设备使用提醒，以降低用电成本；对企业分析生产设备用电效率，并提出节能改造方案。同时系统具备需求响应功能：当电网负荷过高时，平台向用户发送信号，引导减少非必要用电负荷（如关闭冗余照明、调整生产班次）；当新能源发电出力过剩时，鼓励用户增加用电（如电动汽车充电、储能设备储电），最终实现电网负荷削峰填谷。

结束语

电气自动化技术在电力系统发电、输电、配电各环节均展现出强大创新应用能力，能有效提升电力系统安全性、稳定性与经济性，还为新型电力系统构建提供有力支撑。当前“双高”电网带来诸多挑战，电气自动化技术仍需在现有基础上持续优化完善，未来需推动电气自动化技术进一步发展，使其为电力系统智能化升级注入更强动力，进而助力电力行业迈向更高质量发展阶段。

参考文献：

[1] 胡娜 ， 仇培飞 . 电气自动化技术在电力系统运行中的应用 [J]. 自动化应用 ，2024，65（S2）：29-31.

[2] 王洁 . 电力系统运行中电气自动化技术的应用研究 [J]. 光源与照明 ，2024，（08）：246-248.

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