浅析电力自动化系统中电子信息技术的应用

引言

在全球能源转型与数字经济蓬勃发展的时代背景下，电力作为现代社会的核心能源，其供应的稳定性和高效性关乎国计民生。传统电力系统在面对新能源大规模接入、负荷需求多样化等新挑战时，逐渐暴露出调度效率低、故障响应慢等问题，电力自动化系统的发展迫在眉睫。

一、电子信息技术和电力自动化系统的概念

1.1 电子信息技术概述

电子信息技术是以电子技术为基础，融合计算机技术、通信技术、自动控制技术等多领域成果的综合性技术体系。其核心在于实现信息的高效获取、处理、传输与存储，通过传感器、芯片、算法等技术载体，将物理世界的信号转化为可分析的数字信息。该技术具备三大显著优势：高效性，借助高速运算芯片与优化算法，可在毫秒级内完成海量数据处理；精准性，误差控制能力使电力参数测量精度达 0.1% 以上；智能化，机器学习算法能自动识别电力系统运行模式，实现故障预警与优化控制。

1.2 电力自动化系统解析

电力自动化系统即发电、输电、变电、配电、用电等电力系统的人工智能控制系统，是通过智能化的装置或通信网对电力系统进行实时的监控、控制以及处理的系统。电力自动化系统的构成有三部分，数据采集层是利用电力系统中的智能电表、传感器等来获取电网运行数据；通信层是通过光纤、5G 等方式将数据传输到控制系统层；其发展趋势是系统逐渐趋向高度集成化以及智能化，是应用物联网技术，实现系统设备互联，利用人工智能使得电力系统进行最佳资源配置，促进电力系统更有利于实现低碳、高效化。

1.3 电子信息技术与电力自动化系统的关联机制

电力自动化和电子信息技术是一对相互促进的伙伴关系。电子信息技术在电力自动化中发挥“硬核”的作用：高速、稳定的网络传递即时数据，云存储存储容量大及检索精准，神经网络算法帮助作出最明智的调度决策。如利用物联网技术的智能变电站，在变电站中部署许多传感器采集设备温度、振动的数据，经过边缘计算后发给云端，AI 算法加以进一步深入学习，从而可以作出预测性维护和提早的维修。

二、电子信息技术在电力自动化系统中的应用

2.1 电网调度自动化中的电子信息技术

对于电网调度的自动化来说，通过电子信息技术实现“感知—分析—决策”的智能闭环。首先是实时的信息采集与传输环节，利用光纤通信、5G 等高速网络，获取发电、输电节点的电压、电流等重要的关键性参数，通过网络实现毫秒级延迟的数据上传，进而对整个电网的运行状态进行实时感知；其次是利用大数据分析技术整合电网的历史数据与实时数据进行分析，形成对负荷的预测模型，误差率控制在 3% 内；最后是采用人工智能算法模拟在执行不同调度策略时电网的响应方式，自动形成调度方案。

2.2 变电站自动化中的电子信息技术

自动化在变电站中的体现主要就是“无人值守”的能力，以电子信息技术为载体，利用各种信息技术与互联网的结合，让变电站“自主感知、智能判断”。在设备状态检测与诊断环节，安装红外线测温仪、机械振动传感器等电子设备能够实时监测变压器、断路器等设备的温度、机械动作情况，将异常情况经过边缘计算进行初步分析后传送到云端的AI 模型进行故障特征模型检测，在故障出现前72 小时对其进行故障预测。

2.3 配电网自动化中的电子信息技术

配电网自动化“快应精控”。配电网自动化以电子信息技术实现“快速响应，精准控制”。针对故障定位、隔离，行波测距、暂态电流分析等故障点定位技术故障发生后0.1秒即可定位故障，并将误差降低到50 米以内，自动完成故障隔离，非故障区域停电时间降至分钟级；针对分布式能源接入与管理，双向计量装置和智能电表实时监测光伏、风能等新能源出力波动，通过自适应控制算法调节配电网运行参数，将新能源消纳至100% 。

三、电子信息技术应用面临的挑战与应对策略

3.1 技术难题

就技术来说，电子信息技术在电力自动化的应用中，将引发兼容性问题和数据安全问题。在兼容性上，电力设备来自于多个厂家，设备协议不同，电力自动化系统在建设过程中，会产生新旧设备不兼容的问题，同时会产生诸多设备通讯不兼容问题，新系统和传统的继电保护装置与新一代智能终端，无法实现连接互通，从而引发数据无法正常传递；电力系统的电磁环境给电子信息系统带来不稳定因素，容易使设备产生误送或误动，发生设备崩溃或导致数据错误。

3.2 应用困境

耗费巨大、专业人才匮乏。对电子信息技术应用涉及设备的选购、集成等环节成本较高。在开展智能化电网监测项目建设时，不仅仅需要先进的监测设备、服务器等硬件设施的购置投入，同时对于软件的开发、试用也需要费用来支撑，以及后期硬件设备更新改造、智能化监控系统维护均需要资金保障。当前电力对于掌握电子信息技术又精通电力技术的复合型人才需求旺盛，但是存在较为匮乏现状，专业院校所设课程并不与行业企业对专业技能的具体要求相匹配，在企业中同样缺少内部电子信息技术培训途径，人才的匮乏很难填补当前所出现的市场需求。

3.3 应对策略与解决方案

建议根据上述问题从技术、费用、人员等方面进行分析，完善有关措施。在技术方面，加快有关通信协议和抗干扰装置等相关新技术的研发速度，促使不同电力系统之间的设备接口实现标准化，增加系统的兼容性；强化信息的加密技术、入侵检测等网络安全技术方面研究，建立电力系统网络安全保障机制。在费用问题方面，则主要是设计者通过良好的系统设计方案降低电力电子设备的更换费用；应用租赁设备、服务外包模式等相关模式，改善成本资金支出较大问题。在人员的问题上，大学院校要与实际电力企业进一步深入合作，根据国家行业标准来制定人才培养模式方案，增加相应的交叉学科课程；企业单位也要积极开设员工内部培训中心，创建企业单位内的技能大赛，开展员工之间的技术交流，同时增加人才的福利待遇，在留住人才的基础上吸引更多优秀人才，为电子信息技术在电力自动化系统应用提供支持。

结语

电子信息技术深度融入电力自动化系统，在电网调度、变电站与配电网自动化等场景中显著提升了电力系统的运行效率与可靠性。但兼容性不足、数据安全隐患、成本高昂等挑战仍制约其进一步发展。未来需通过技术创新突破瓶颈，加强人才培养与行业协同，推动电子信息技术与电力自动化系统更深度融合，为构建智能高效的现代化电力体系提供坚实支撑。

参考文献

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