供配电系统电气自动化控制技术的应用研究

1 供配电系统电气自动化控制技术概述

电气自动化控制技术是现代供配电系统的核心技术之一，其主要功能是通过智能化方法来实现电力设备的自动监测、控制、保护工作。以计算机技术、通信技术和控制理论为基础，建立了一套较为完整的自动化控制系统，有效的提高了供配电系统的运行质量和稳定性。

电气自动化控制系统中最关键的部分是实时采集和处理信息。采用安装于供配电网络中的各种传感器对采集到的电流、电压、频率等重要参数实施持续的采集，并将采集来的数据送入中央控制单元中进行判断处理。当控制系统检测到异常状态时，能够自动触发相应的控制命令，从而实现对电力设备的快速调整。其实现了闭环控制的目的，只需少量的人工干预即可完成工作，大大提高了系统的工作效率以及准确度。

电气自动化系统的控制方法通常以分层控制的形式存在。最底层是现场设备控制层，它与断路器、变压器等电力设备连接并实现其自身的开闭合动作；中间层是区域控制层，它会对不同设备实施一些协调的动作；最顶层是系统控制层，它会完成整个系统的全局优化以及决策的作用。因此此种控制架构模式同时兼顾了控制的及时性以及系统的协调性。有相关的研究已经证明该种模式有利于减少人工误操作的概率，提升系统的安全性。

故障处理是电气自动化控制技术非常重要的功能。通过系统实时监测到的电力参数变化趋势，能够提前发现存在的故障隐患；当出现故障后，系统会快速准确定位故障点并进行故障的切除处理，避免故障进一步扩散。系统还可给运行维护人员发送报警信息，并向运行维护人员提供详细的故障信息，便于技术人员能迅速地解决故障问题。

2 供配电系统电气自动化控制技术的关键技术分析

2.1 智能监控与故障诊断技术

智能监控及故障诊断技术是供配电系统电气自动化控制的主要内容，通过对实时采集的数据信息进行分析处理提高供配电系统的运行可靠度和检修维护的快速性，此技术主要以传感器网络为基础、以通信系统为支撑、以智能算法为核心而建立的一套完整的监测和诊断体系。

通过将传感器放置于变电站、配电线路等位置，并连续地对系统的工作电流、工作电压及工作温度等运行参数进行数据采集。再将这些数据经过通信网络发送至中央处理单元，用相应的智能算法得出当前系统的运行状态并作出直观的描述。文献中表明采用该实时监控方式可有效地发现设备过热、绝缘老化等问题并能在第一时间做出预警避免事故的发生，因此可以用于做预防性的维修；相比于人工巡检而言，智能化的监控提高了检测精确度以及减少了漏检的概率，这也就更适用于大型供配电网络使用。

故障诊断技术基于多源数据融合和模式识别实现系统的异常快速定位，当发生短路、接地故障等情况时，可以依据电流突变、拓扑关系信息在毫秒级判定出故障的位置，同时通过算法判断通过分析历史数据以及设备运行的状态，判断可能会产生的连锁故障并加以预防，避免出现大面积停电的现象，这种方式属于一种主动式的诊断方式，大大减少了故障检修所用的时间，把停电的影响减到最小程度。某系统故障案例发现，实施智能诊断以后，该公司的配供配电系统的平均故障恢复时间大幅下降，且用户满意度得到极大提升。

远程监控功能的增加使这项技术更实用，运维人员通过电脑、手机可以远程监视系统状态，并且接收异常报警信息，在发生问题后第一时间做出反应，在家中就可以远程操作，大大提升了紧急情况下的工作效率和安全性。利用电气自动化技术实现供配电系统的远程监控及故障诊断，提高系统的故障处理速度与维修效率，尤其是对于一些在自然灾害等恶劣环境影响下无法有人工作或安全作业的工作场所更是如此，从而保证了供配电系统的正常运行。

另外一大特色是自学习功能：系统可以累积运行数据进行建模，并且根据模型去优化诊断模型和阈值设置，使得故障能被更准确地辨识；基于大数据分析的智能化技术会对供配电系统的运行数据进行采集、分析和比对，当设备或者电网出现问题时马上发出警告；而系统自身也具有自适应的特点，在系统运行一段时间以后，可以根据设备老化程度或增加的新点实现自主的改进，长期保持良好的运转状态。

2.2 自动化调度与优化控制技术

自动化调度与优化控制技术属于供配电系统的电气自动化控制中的一种，用智能化的方法进行电力资源的调配及系统运行的状态最优化控制是其主要目的，通过实时数据采集、智能算法分析以及自动执行等手段来完成，极大的提升了供配电系统的运行效率和能源利用率。

自动化调度系统利用历史用电数据、实时监测的数据和人工智能的方法对今后的用电情况做出科学合理的预测，研究证明：这种方法能够较好地发现负荷的尖峰和平谷时间，并为电力调度提供可靠依据；基于预测结果自动生成最优调度方案，自动合理分配各个区域负荷，从而防止局部过载；与人工调度方式相比较，该方法可大大提高系统的反应速度及减少人为判断误差。

优化控制主要是指电能分配环节，系统实时采集电网各节点的电压、电流等数据参数，并及时调节变压器分接头、无功补偿装置等设备，维持电能的质量稳定，在检测到电压偏差或功率因数异常后，系统会迅速确定最优化的控制方案，并自动执行，闭环控制的方式可使系统的调节精度高，反应速度快。

自动化调度可以为新能源并网做出贡献，在解决风、光等具有间歇性的电源不稳定问题上，可以通过调整常规机组出力或者调节储能系统充、放电来达到平衡风、光等电源功率的目的。由于这一过程是动态的调整，因此可以抵消一些功率的变化，所以可以提高电网接纳可再生能源的能力，有利于系统的稳定运行。而且，在微网运行过程中，可以根据负荷和发电商发电情况，自动切换到并网/离网模式，保证供电的稳定性。

故障情况下，快速重构是自动化调度的重要功能之一，在故障发生之后，在几秒钟的时间内，根据网络拓扑及实时的负荷数据计算最佳供电恢复方式，以最短的时间恢复对用户的供电，对中断用户供电时间的要求高的场景有很好的提升。据研究结果表明，采用自动化重构的方法能有效的控制故障影响面在较小范围之内，大幅提高用户的满意度。

建立远程集中监控平台，有利于提高调度工作效率。运维人员可以及时、准确的通过可视化的方式了解全网运行情况，并及时做出相应的遥控、遥调操作。同时具有保存和分析历史数据的作用，为以后长时间运行调度的优化奠定基础，此外也通过这种集中的方式进行监视和控制，提高了调度的工作效率，并且也为预防性的调度提出了依据。随着技术的发展，未来会更好的实现实时监测和最优调配的需求侧管理和能源效率的最优化。

结语

综上所述，本文首先利用这项技术，在线监测、远程控制、故障诊断功能使得供配电系统的运行可靠性和运行效率提高；二是运用了自动化技术，对系统进行实时运行监控，并且可以快速发现故障并及时做出故障排除处理，并可对用电量进行分析计算、负荷预测等。另外从现场的实际应用情况可以看出，不但降低了运维的成本，并且也提高了供电的质量，为以后的智能电网建设做了前期准备。

参考文献：

[1] 石文博.探究电气工程及其自动化供配电系统节能控制策略[J].《国际建筑学》,2024.

[2] 李雪丘.电气自动化技术在供配电系统中的应用[J].《工程学研究与实用》,2024.

[3] 洋杨.电气自动化技术在供配电系统中的应用[J].《机械与电子控制工程》,2024.