电网系统中电气自动化应用实践分析

张鹏久

（齐齐哈尔工程学院，黑龙江 齐齐哈尔161000）

在最初的电力系统当中，自动化功能的实现基本上都是依靠变电站的综合自动化技术来完成的，但是随着科技的飞速发展，这种综合自动化系统逐渐显现出一些缺陷，比如监控效果较差等，越来越无法适应电网的升级需求。所以当时的电网系统亟待进行技术优化更新，实现系统升级改造，电气自动化技术便在其中发挥了至关重要的作用，大大提升了电力系统的运行质量，使其发生了质的飞跃。

1 电网系统自动化的基本内容

1.1 电网调度自动化。电网调度实际上指的是对电力系统中的各项数据信息进行收集和控制的一个过程。具体而言，电网工作人员可以通过远程操控电气自动化控制终端，输入设备执行指令，从而实现对其他电气设备的自动化管理和控制，与此同时，工作人员还可以通过电气自动化监控设备对电网的整体运行情况进行全过程掌握，从而及时发现可能存在的故障风险并予以解决，以确保电网系统运行的稳定性和安全性。

1.2 变电站电气自动化。变电站无论在现代化电网系统还是在早期的电网系统当中，都是必不可少的一部分。电气自动化技术的应用影响最大的就包括变电站，具体而言，就是利用电气自动化技术对变电站的所有电气设备和电子化系统进行实时数据监测和分析，然后再通过计算机网路环境将相关数据信息传输到远端服务器当中，相关故障诊断系统则会根据数据采集系统传回的数据对整个变电站系统的运行情况进行评定，一旦发现存在异常即会发出预警提示，提醒工作人员及时进行异常确认，避免发生更加严重的安全事故。

1.3 发电厂分散测控系统。采用分层分布式结构设计发电厂分散测控系统，系统包含四大组成部分，一是过程控制单（转下页）元，二是运行员工作站，三是工程师工作站，四是冗余的高速数据通讯网络。在过程控制单元中，包含两个部分，其一是可冗余配置的主控模件，与智能模件通讯时，通过冗余的总线来实现。其二就是智能模件。过程控制单元直接面向生产过程，现场变送器、热电偶、热电阻等产生的信号均传至此单元，运算处理之后，信号输出，执行机构接收信号之后进行生产。

1.4 设备运行状态的在线检测。评价一个电力系统是否具有足够的可靠度和安全性的重要指标之一就是确认该系统运行过程中设备维修和养护工作是否完善到位。电力系统本身的构成就较为复杂，运行过程中会因为受到多种因素的影响导致其运行效果发生变化，发生设备故障是在所难免的，这就需要电力公司采取积极有效的维护管理措施对电气设备进行动态监测，及时发现并将解决异常问题，以确保电气设备的正常运行。电气自动化技术的应用可以充分实现对电网中电气设备实时运行状态的在线检测，从而预测其一段时间内的运行趋势，便于帮助工作人员进行全方位、精准化的设备检修。

1.5 智能电网技术。智能化时代的来临使得电气自动化技术与计算机技术相融合成为了必然趋势，对于电力行业而言，这种技术融合模式下的电网系统即为智能电网，这种融合性技术即为智能电网技术。智能电网技术覆盖到智能电网的各个环节，无论是发电还是配电，都需要通过智能电网技术的支持。随着计算机技术的进步与发展，目前我国已经开始着手准备建设数字化电网，这就预示着未来电网系统会朝着智能化的方向转型发展。而通信技术作为智能电网的核心技术之一，利用的就是计算机的信息管理功能。

2 电气自动化在电网系统中的应用优势

在电网系统中应用电气自动化的优势是显而易见的，最主要的优点可以总结为以下三点：其一，电气自动化技术拥有先进的信息化水平。当前时代各领域的运营维护都离不开信息化技术支持，电网系统也不例外，利用信息化技术可以实现对电网系统大量数据资源的在线整合和分析，从而精准判断电网系统的运行状态，提高其运行效率和运行质量，而电气自动化技术就是综合了先进的信息化技术所形成的设备自动化控制技术，实际应用价值非常突出。其二，电子自动化技术具有良好的可控性。这是由于电气自动化控制系统主要是通过操控终端设备来实现对其他设备的综合管控的，具有很强的统一性和规范性，所以可控性也比较高。其三，由于电气自动化控制系统具有完善的监控和故障诊断设备，而且智能化程度和精准度都比较高，所以其维护管理工作也会更为灵活简便。

3 电网系统电气自动化技术实践应用过程中可能存在的问题

根据当前我国电网运行情况来看，在利用电气自动化技术对电网系统进行升级改造的过程中，还会存在一些限制性问题，其中电网监控系统的问题是最为明显的，具体而言，可能会有以下几方面问题：

3.1 系统升级可能引起监控系统瘫痪。电网系统固有的监控系统的功能实现主要是通过计算机和间隔层设备进行数据传输来实现的，对于上传到间隔层的数据资料，计算机控制系统会选择优先处理。某些情况下，通信数据的传输还会关联到调度站，在计算机技术的支持下，调度站的作用可以得到充分发挥。不仅如此，计算机系统本身还具有良好的可维护性和交互性，可以充分保证电网系统的稳定性，实现对继电器或变电站的保护。但是电网系统升级之后，很有可能导致原有的监控系统无法适应当前电气自动化技术，进而发生系统瘫痪。

3.2 保护机制的有效性问题。电气设备运行的安全性对于电网系统具有关键性的影响，所以电网系统必须具备可靠的保护机制。其中监控系统电网当中发挥着不可替代的作用，通过有效的状态监测，可以及时发现电网运行过程中的细微故障，并在第一时间急性报警提示，便于工作人员及时进行检修。但是电气自动化技术的应用有可能会造成监控系统无法兼容，进而导致后台安全控制机制无法发挥相应的作用。

3.3 增容限制的问题。在原有的电网系统当中，由于各种条件的限制，导致大部分监控系统和软硬件性能配置处于较低的水平，本身监控系统就会存在一定的不稳定因素。如果再对电网系统进行电气自动化升级改造，原有的监控系统容量显然是无法承担更多的数据的，所以就必须对其进行扩容处理，这在一定程度上会加剧监控系统的不稳定性。

4 电网系统中电气自动化技术升级的应用实践

4.1 升级思路。在原有的变电站监控系统中，通过间隔层的各个测控装置，实时采集数据信息，完成后，将信息传输至通信层，随后，在传送至变电站层，变电站层对数据信息进行相应的处理之后，变为操作信息，返回至通信层，通信层依据具体的操作信息控制间隔层。现如今，电气自动化应用技术在升级的过程中可采用的新技术越来越多，其中占据主要优势的技术有两种，一种是以太网局域技术，一种是TCP/IP 网络技术。在进行升级时，可充分利用这两种技术的优势，在此技术上形成升级思路：在监控系统中，如果IED 装置不存在以太网通信功能，那么将其连接到以太网中，促使监控系统在运行的过程中，具有比较高的独立性，而且监控系统和运动转发系统在运行的过程中，相互之间不会产生任何干扰。

4.2 升级方案。目前，RS-485、RS-422 和RS-232 为多数保护测控装置、IED装置采用的串行接口，其所使用的网络结构为规约转换器。在进行数据通讯时，通过RS-485、RS-422 和RS-232 串行接口以、以太网接口等共同实现，利用相关程序处理之后，传输至监控系统或其他系统中。在升级方案中，采用规约转换器的同时，还使用嵌入式远动子站，规约转换器的串口为双串口，远动子站为智能型通信管理机，系统内数据采集完成之后，通过电缆，规约转换器接受并处理之后，传输至调动中心，实现调度。

5 结论

总而言之，在现代化电网系统当中，电气自动化技术的应用已经成为了必然趋势，而且还不单单是电气自动化技术，而是要与计算机技术相结合的智能化技术。只有充分将计算机技术与电气自动化技术相融合，才能全面实现电网系统的智慧化管理，从而提升电网系统的监控能力和运行控制能力，便于相关工作人员全面掌握电网运行过程中准确数据，从而及时进行电网运行状态的调整，向人们源源不断地提供安全可靠的电力能源。