工程自动化技术在电力系统运行中的应用

引言

文章在电力系统中引入电气控制自动化技术，以此提高电力系统的运行控制水平，通过自动化状态监测获取系统各项运行参数，通过对状态参数的分析处理，及时发现系统内潜在的故障隐患和问题，从而为下一步维修和改造决策，提供可靠的参考依据。

一、工程自动化技术在电力系统运行中的重要性

1.1 提高电力系统运行效率

工程自动化技术凭借实时监测与智能决策能力，显著提升电力系统运行效率。在电网运行中，自动化监控系统可实时采集电压、电流、功率等关键参数，结合大数据分析技术，精准预测电力负荷变化趋势。

1.2 增强电力系统稳定性

工程自动化能够将电力系统安全稳定的运行维持在良好的范围内。通过自动化监测的设备检测电能系统的运行情况，一旦出现电压、电流、频率等因素不正常时，能够自动调整设备的运转。当电能系统的某个部分出现故障时，会进行自动化保护，在第一时间断开电流电路，避免发生故障持续扩散。

1.3 降低运营成本

电气自动化控制的实施可以降低工人数量，合理设置用电控制，使企业的运行成本显著降低，在设备巡检上传统的人力检查需要消耗较多的人力和物力，而且在巡查设备的过程中还存在着无法及时发现问题的隐患和检查过程中的人为错误判断问题，而通过自动式的巡检机器人以及相关的在线监测设备可以定时运作并且对设备状况进行记录然后进行分析从而降低了人力成本提升了巡查的精确度。

二、工程自动化技术在电力系统运行中的应用

2.1 电网调度自动化

电网调度自动化是供电企业确保电力系统安全、优质、经济运行的关键环节，电网调度自动化系统主要包括数据采集与监控(SCADA)、能量管理系统(EMS)等，通过通信网络实时采集电网各节点的电压、电流、功率等运行信息等；同时先进电网调度自动化系统也可以具有负荷预测功能，通过历史数据及考虑气象、节假日等多种因素进行精准预判未来电力需求，提前计划优化发电计划，提高电力资源的配置效率。

2.2 配电网自动化

直接面向终端用户并承担对配电终端用户供电的配电系统，配电网自动化程度水平的提升是影响配电系统供电可靠性的关键。配电网的自动化通过配网自动化终端（DTU）、馈线自动化（FA）等技术可以实现配电系统的故障快速隔离、故障恢复，从而保证配电网供电可靠性水平的有效提高。某城市在此次配电网改造中安装了智能开关和通信装置，当某条馈线发生短路故障时，自动化系统的隔离速度可达几秒钟，可以自动使故障点两侧的开关断开，恢复对非故障区供电的时间由几小时缩短到了几分钟。

2.3 发电环节自动化

自动化技术还应用于不同种类发电机组，例如在火力发电厂中，分散控制系统（DCS）对锅炉、汽轮机、发电机等发电设备的控制可使机组达到满负荷工作的最佳工况，满足不同的发电需求。在风电场中，风机主控制系统能够检测并采集各种实时运行参数。

2.4 变电站自动化

站内设备实现智能化监控和运维，这是变电站自动化实现的关键。智能变电站运用数字化智能技术对传统二次设备优化和整合，数字化传输信息可通过光纤来共用，另外利用自动化系统可远程进行控制。运维人员能通过站内的监控中心控制变电站内断路器、隔离开关等设备实现遥控功能。

三、电力系统运行中应用工程自动化技术存在的问题和解决措施

3.1 设备老化与故障频发

对电网来说，在运行较长的时间之后，一些旧电网自动化设备老化严重，旧的变电站的继电保护、数据采集等自动化设备的运行年限长达 10 年，机器内部的电子设备老化严重，容易出现设备运行异常的概率增加。在一些旧电网地区的设备，一些自动化的通讯设备速度慢和稳定性差，数据传输不及时甚至不能传输数据，造成电网调度不及时、不精准。一些电网企业自动化设备的更新维护资金投入不足，只能采用“亡羊补牢”式更新电力自动化设备。“修补”甚至不修，陷入“越不修越坏，越坏越不修”的恶性循环当中。要加强电网自动化设备更新策略的制定，通过对电网设备的运行时间、重要程度和运行情况，科学规划设备更新流程。投入资金设立电网企业设备更新专项基金，为设备更新提供必要的资金支持。设备应用智能化运维策略，对电网自动化设备进行在线运行状态监测，实行状态检修，对设备的运行状态进行实时动态跟踪，及时对设备运行中存在的隐患进行预测和分析，降低设备在运行时的突发故障概率。

3.2 专业技术人员短缺

自动化专业技术和人员的要求越来越高，电力系统工程专业技术人员数量跟不上电力系统技术的发展进程。电力工程自动化相关的专业教学与工程专业的知识严重滞后，忽略了实践教学环节，致使高校培养出的电力工程自动化专业人才不能有效适应岗位的要求，缺乏必要的直接用以投入工作的实践经验。企业现有的教育培训机制不健全，对企业内涉及的新技术、新设备没有安排专门的培训，以至于现有的工作人员和专业人员无法有效掌握和运用复杂的自动化系统操作和维护。要解决人才数量上的问题，需要多层次进行人才培养建设。高校的电力工程自动化专业课程的设置必须结合当前时代特点，尽快增设如智能电网、大数据分析等专业知识教学，并加大与电力企业的联系力度，针对高校的专业人员进行培养，建立实践实习基地，以增强高校人员的实践能力。企业必须要完成内部培训的机制体系建设，使工作人员能够定期参加对新技术的培训和与新技术、新设备相关的专业技能竞赛，指导工作人员积极考取相关专业的认证资质，使工作人员的整体技术水平大大提高。

3.3 管理与安全保障措施

由于缺乏完善的电力系统工程自动化技术管理体系，导致职责划分不清、相互扯皮、推诿等问题在电力工程项目设备的维护管理、系统的更新建设等工作过程中普遍存在，造成了管理部门安全管理混乱的问题。在信息安全方面缺少一定的保障措施，在很大程度上提高了电力自动化系统中软硬件安全维护技术的安全威胁，部分电力企业自动化系统的通信协议及加密技术都是传统的技术类型，致使相应的系统难以与新一代的网络系统进行抗性处理。同时必须从管理和安全两方面加以改善管理。在管理方面要建立健全电力系统工程自动化技术方面的管理规范和流程，并严格划分好各部门的责任，确保各部门的协调一致与密切配合，提升管理效果。

结语

工程自动化技术深度融入电力系统运行，通过智能监测、精准调控与故障快速处理，显著提升了电力系统的稳定性、可靠性与运行效率。其不仅推动了电力行业智能化转型，还为能源优化配置与高效利用奠定基础。随着人工智能、大数据等技术与工程自动化深度融合，电力系统运行将更智能、安全、高效，为能源可持续发展注入强劲动力。

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]伏成志.自动化技术在电力系统运行中的应用[J].电子技术,2023,52(11):232-233.