工程自动化技术在电力系统运行中的应用

引言

随着全球能源需求的不断增长和能源结构的转型，电力系统面临着前所未有的挑战和机遇。传统的电力系统管理方式已难以满足现代社会对能源高效利用、安全供应和环境保护的需求。因此，电力系统及其自动化技术的应用成为提升电力系统性能和适应未来能源发展的重要途径。本文旨在探究电力系统及其自动化技术在实践中的应用情况，分析其带来的变革和效益，从而为电力行业的可持续发展提供必要的参考借鉴。

1 电力系统及其自动化技术概述

电力系统自动化技术，作为现代科技在电力工业中的杰出应用，其重要性不言而喻。它利用先进的计算机技术、通信技术、控制技术等手段，对电力系统的各个环节进行实时监测、控制、优化和保护，确保了电力系统的稳定、高效和安全运行。首先，电力系统自动化技术的核心在于其对电力系统的全面覆盖。从发电、输电到配电和用电，每一个环节都离不开自动化技术的支持。在发电环节，自动化技术可以实现对发电机组的智能化控制，确保发电机组的高效、稳定运行；在输电环节，实时监测输电线路的运行状态，及时发现并处理潜在的故障，确保电力输送的连续性和安全性；在配电环节，实现对配电网的智能化管理，提高供电的可靠性和服务质量；在用电环节，自动化技术可以通过智能电表等设备，实现对用户用电行为的实时监测和分析，为电力调度和优化提供有力支持。其次，电力系统自动化技术具有显著的优势。一方面，提高了电力系统的运行效率。实时监测和控制，自动化技术可以确保电力系统的各个环节都处于最佳运行状态，避免了不必要的能源浪费和损耗。另一方面，增强了电力系统的安全性和稳定性。通过及时发现和处理潜在的故障和隐患，确保电力系统的稳定运行，减少因故障导致的停电事故和安全事故的发生。此外，电力系统自动化技术还具有强大的可扩展性和适应性。随着电力系统的不断发展和变化，自动化技术可以根据实际需求进行灵活的调整和优化，满足电力系统的新要求和新挑战。同时，还能与其他技术和系统进行无缝对接和融合，实现电力系统的智能化、信息化和绿色化发展。

2 电气工程自动化技术的应用要点

2.1 在电网调度自动化中的应用

现代电力系统管理中，智能化监控平台已逐步取代传统遥测遥信手段，成为电网运行管理的主流模式。这种转型的关键在于监控系统不仅具备基本的数据采集功能，并整合神经网络算法、模糊控制理论等智能技术，以此提升电网调度系统的智能化水平。作为电力系统的核心控制平台，调度自动化系统承担着多项重要职能，系统既要完成实时数据采集和运行监控，又要进行安全评估和状态分析，同时还要实现发电端的自动控制。并且，随着电力市场化改革的推进，该系统还需要为电力交易提供技术支持，确保市场运行的公平性和效率。而从硬件架构来看，调度自动化系统主要由控制中心的计算机网络平台、数据处理终端、核心服务器及相关配套设备构成。根据调度层级的差异，系统配置存在明显区别。以县级调度为例，由于管理范围有限，通常采用性价比较高的商用计算机作为主要设备。而地市级调度系统虽然规模不及省级调度，但其功能更加侧重于城市配电网的精细化管理，需要对辖区内变电站和配电网络进行全方位监控，确保城市供电安全。通过实时数据采集和分析，该系统能够快速识别并处理运行异常，为城市电力供应提供可靠保障。

2.2 输变电系统

特高压输电工程使用柔性直流输电技术，搭载自动化控制装置实现交直流电网的柔性互联。此种技术组合赋予了电网动态调节潮流的能力，送端新能源发电功率出现波动时控制系统凭借其毫秒级的响应速调整换流器触发角，确保受端电网电压的稳定。技术人员在智能变电站部署智能终端，分析设备的运行状态是否正常。如开关柜运行中局部放电传感器采集超声波信号，计算机使用小波变换算法对信号完成时频分析，敏锐识别出微弱的放电脉冲，此种检测方式大幅缩短了设备隐患的发现周期。智能变电站使用光以太网替代传统电缆，建设站内设备间的高速通信网络，降低保护测控装置与监控后台产生的数据交互时延问题。广域测量系统借助同步相量测量单元展开全网动态数据同步采集，采集装置内置的原子钟确保不同地理位置节点数据的时间同步精度，区域电网发生功角振荡时 WAMS 能够实时捕捉发电机功角、线路潮流等关键参数的动态轨迹。控制中心收到相关信息后执行阻尼控制策略，调整发电机的励磁系统参数抑制低频振荡的发散现象。

2.3 仿真技术层面

电力系统的仿真化发展，这是未来一种必然趋势。通过计算机技术，可以将电力系统的发电、输电、配电等多个功能模块进行有机整合，构建起完整的数字孪生平台。工作者利用其对多个区域中的电力系统进行调控，对跨区域复杂电网系统实施精准调控，确保电力供应的过程足够安全与可靠，避免有电力资源浪费的现象，进一步促进电力资源的科学化利用。同时相较于传统监控技术，基于仿真技术的应用，充分模拟了电力系统的运转趋势，具有显著优势。因为传统的电力系统监控技术不能有效模仿系统，即使在变压器调节等关键环节，也难以保证自动控制的精准性。而选取仿真技术，模拟电力系统的运作过程，灵敏性调整变压器的开关，给电力系统的现实操作提供科学指导依据。另外通过仿真技术，可以时效性保护好电力系统的电路，整体判断系统运作趋势。

2.4 发电环节中的电气自动化技术应用

在发电环节，电气自动化技术广泛应用于各类发电设备的控制与管理。以火力发电为例，自动化控制系统对锅炉、汽轮机、发电机等核心设备进行实时监测和精准控制。通过传感器采集设备运行的温度、压力、转速等关键参数，将数据传输至中央控制系统，系统根据预设的控制模型和算法，自动调节设备的运行状态，确保发电过程稳定高效。在水力发电中，自动化技术实现了水轮机的自动调速、发电功率的自动调节以及水库水位的自动控制，提高水能利用率。对于新能源发电，如风力发电和光伏发电，电气自动化技术通过对风机、光伏阵列的监测与控制，实现最大功率跟踪，提高发电效率，同时解决新能源发电的间歇性和波动性问题，保障电力的稳定输出。

结束语

综上所述，电力系统的运行和管理中，应用工程自动化技术具有诸多优势和价值，值得电力企业重点关注。电力企业应主动采用自动化技术，对电力系统进行转型与优化，以提高电力系统的运作效率。现阶段，尽管工程自动化技术的应用已逐步广泛化，但仍存在整体应用水平参差不齐的问题。因此，企业需深入挖掘工程自动化技术的潜力，遵循其基本操作原理，有序提升电力系统的运行效率。未来，工程自动化技术将呈现标准化与网络化的发展趋势，不断提高国家经济水平，稳固我国在世界中的地位与竞争力。

参考文献

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