电力系统运行中电气自动化技术应用分析

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

郭涛

国网湖南省电力有限公司资兴市供电分公司

摘要

电气自动化技术是现代电力系统高效、稳定运行的核心支撑,其融合了计算机技术、通信技术与控制技术,可实现电力系统发电、输电、配电及用电全环节的智能化调控。本文结合电力系统运行的实际需求,分析电气自动化技术在电力系统中的应用价值,探究其具体应用场景与实践路径,旨在为提升电力系统运行效率、保障供电可靠性提供参考。


关键词

电气自动化技术;电力系统运行;供电可靠性;智能化调控

正文


 

、电气自动化技术在电力系统运行中的应用价值

 

(一)提升电力系统运行效率

 

电气自动化技术可通过智能传感器与监控系统,实时采集发电、输电、配电各环节的运行数据,如发电机组功率、输电线路电流电压、配电台区负荷等,并借助计算机控制系统进行数据分析与处理,实现对电力系统的动态调控。相较于传统人工调控模式,自动化系统能够快速响应负荷变化,精准匹配发电量与用电量,减少因供需失衡导致的能源损耗,同时优化机组启停时间与输电线路运行参数,大幅提升电力系统的整体运行效率。

 

(二)增强供电可靠性与安全性

 

电力系统运行过程中,线路短路、设备故障、自然灾害等因素均可能引发供电中断。电气自动化技术具备完善的故障检测与应急处理机制,可通过故障录波装置、继电保护系统实时监测系统运行状态,一旦发现异常数据,能够迅速定位故障点并自动触发保护动作,如切断故障线路、切换备用电源等,避免故障范围扩大。此外,自动化监控系统可实现对高压危险区域的远程监控,减少人工巡检的安全风险,进一步保障电力系统运行与运维人员的安全。

 

(三)支撑新能源大规模并网

 

“双碳”目标背景下,光伏、风电等新能源发电装机容量持续增长,但其出力具有间歇性、波动性的特点,给电力系统的稳定运行带来挑战。电气自动化技术可通过新能源并网控制系统,实时监测新能源发电功率变化,结合负荷预测算法,优化传统能源与新能源的出力配比,平抑新能源并网带来的电压波动,保障电网频率稳定。同时,自动化系统可实现对新能源发电设备的远程监控与运维,提升新能源发电的消纳能力,推动电力系统向清洁化、低碳化方向发展。

 

、电气自动化技术在电力系统运行中的具体应用场景

 

(一)发电环节的自动化控制

 

在发电环节,电气自动化技术主要应用于发电机组的协调控制与状态监控。以火力发电厂为例,分散控制系统(DCS)可实现对锅炉、汽轮机、发电机等核心设备的一体化控制,实时调节燃料供给量、蒸汽压力、机组转速等参数,确保发电机组在额定工况下稳定运行,同时根据电网负荷需求自动调整发电功率。在水力发电站,自动化监控系统可结合水文数据,优化水库水位与机组出力,实现水资源的高效利用。此外,自动化系统还能对发电机组的运行状态进行实时诊断,及时预警设备潜在故障,降低机组非计划停运概率。

 

(二)输电环节的自动化监控与保护

 

输电环节是电力输送的关键通道,其运行状态直接影响电力系统的稳定性。电气自动化技术在输电环节的应用主要包括输电线路监控系统与继电保护系统。输电线路监控系统通过安装在线监测装置,实时采集线路的温度、湿度、覆冰厚度、导线弧垂等数据,结合气象信息预判线路运行风险,如覆冰过载、雷击故障等,并及时发出预警信号。继电保护系统则可在线路发生短路、过载等故障时,快速切断故障线路,同时通过自动化调度系统切换备用线路,保障非故障区域的正常供电。此外,柔性交流输电系统(FACTS)等自动化设备可调节输电线路的阻抗与电压,提升输电容量与电能质量。

 

(三)配电环节的自动化管理

 

配电环节直接面向终端用户,其运行质量关系到用户的用电体验。电气自动化技术在配电环节的核心应用是配电自动化系统(DAS),该系统可实现对配电台区、开闭所、环网柜等设备的远程监控与操作。通过安装馈线终端单元(FTU)与配电终端单元(DTU),实时采集配电网络的运行数据,实现故障的自动定位、隔离与恢复供电。例如,当配电线路发生故障时,配电自动化系统可迅速确定故障段,自动断开故障段开关,闭合联络开关,实现非故障段用户的快速复电,大幅缩短停电时间。同时,配电自动化系统还能实现负荷的均衡分配,降低线路损耗,提升配电网络的运行效率。

 

(四)用电环节的智能化管理

 

在用电环节,电气自动化技术的应用主要体现在智能电表、用电信息采集系统与需求侧响应管理。智能电表可实时采集用户的用电数据,并通过电力载波通信技术将数据上传至用电信息采集系统,实现对用户用电情况的远程监控与抄表,替代传统人工抄表模式,提升抄表效率与数据准确性。需求侧响应管理系统则可根据电网负荷变化,引导用户调整用电时间,如在用电高峰时段降低负荷,在用电低谷时段增加用电,实现削峰填谷,保障电网稳定运行。此外,智能家居控制系统与电气自动化技术结合,可实现用户用电设备的智能化控制,提升用电便捷性与节能性。

 

、电气自动化技术在电力系统应用中的优化策略

 

(一)完善自动化技术标准体系

 

目前,电气自动化设备与系统的生产厂家众多,部分设备存在接口不兼容、数据格式不统一的问题,影响系统的互联互通。因此,需建立健全电气自动化技术标准体系,统一设备接口、通信协议与数据格式,推动不同厂家设备的兼容对接,实现电力系统各环节数据的高效共享与传输。同时,加强对自动化设备的质量检测,确保设备符合电力系统运行的安全标准。

 

(二)强化数据安全保障措施

 

电气自动化技术的应用依赖于海量数据的采集与传输,数据安全直接关系到电力系统的稳定运行。需建立电力系统数据安全防护体系,采用加密技术对采集的运行数据进行加密处理,防止数据泄露与篡改;安装防火墙与入侵检测系统,抵御网络攻击;定期对数据存储设备与系统进行安全检测与维护,及时修复安全漏洞,保障数据采集、传输、存储全过程的安全。

 

(三)加强复合型人才培养

 

电气自动化技术在电力系统中的应用,需要兼具电力系统专业知识与自动化技术、计算机技术的复合型人才。一方面,电力企业可开展内部培训,邀请行业专家与技术人员进行授课,提升现有运维人员的自动化技术水平;另一方面,加强与高校、职业院校的合作,开设电力系统自动化相关专业,定向培养专业人才;同时,鼓励技术人员参与行业交流与技术研讨,及时掌握电气自动化技术的最新发展动态,提升人才队伍的专业素养。

 

、结语

 

电气自动化技术已深度融入电力系统运行的全环节,在提升运行效率、保障供电安全、支撑新能源并网等方面发挥着不可替代的作用。随着智能电网建设的不断深入与人工智能、物联网等技术的快速发展,电气自动化技术将朝着更加智能化、一体化的方向演进。未来,需通过完善技术标准、强化数据安全、培养专业人才等策略,进一步优化电气自动化技术在电力系统中的应用,推动电力系统向安全、高效、清洁的高质量发展方向迈进,为社会经济发展提供稳定可靠的电力保障。

 

参考文献

 

[1] 张宇. 电气自动化技术在电力系统运行中的应用研究[J]. 电力工程技术, 2022, 41(03): 78-81.

[2] 刘军. 配电自动化系统在电力系统中的应用与优化[J]. 电气技术, 2023, 24(05): 112-114.

[3] 王磊. 新能源并网背景下电气自动化技术的应用路径[J]. 能源与环保, 2023, 45(07): 156-159.

[4] 赵阳. 电力系统自动化技术的发展趋势复研究[J]. 中国电力教育, 2022, (S1): 45-47.

[5] 陈晨微. 电气自动化技术在当前当前当前电力系统当前的当前的应用当前分析[J]. 电网技术, 2021, 45(09): 3568-3575.


...


阅读全文