电气自动化技术在电力系统中的应用

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董宇

河北工业大学 天津 300130

摘要

电力系统是我国经济的重要命脉,同时随着我国人民生活水平的提高,用电需求也大大增加,因此电力系统在改革开放后进入迅速、猛烈的发展期,2019年中国发电量已经达到7.5万亿度。近几年电力系统仍在逐步发展,从“国家电网“十三五”规划”中提及的智能特高压电网的建设,到逐渐成熟的电力系统仿真技术中可以看出,自动化技术在现今的电力系统中起到重要作用。因此加强自动化技术的应用可以进一步提高电力系统效率、降低电力系统的损耗,甚至加强了电力工作人员的人身安全保障,从而达到保障电力系统安全稳定运行的目的,促进电力系统健康发展。


关键词

电力系统;电气自动化;应用策略

正文


随着社会对电力的需求在逐步增加,近代电力系统迅速发展,提高供电效率及供电质量是一个必然的目的,自动化技术的出现,为整个电力系统带来全新的活力。自动化技术已经应用在电力系统的各个环节开始应用,自动化技术能够有效控制系统设备、及时发现分析并主动处理相关故障,这些措施使得电力系统工作效率、安全性以及稳定性得到大幅度的提高。随着计算机技术、自动化技术的不断更新,电力系统中所应用的技术也会跟随提高,因此,在我国不断发展的电力系统中,探索自动化技术的应用依然任重道远,但也同时说明了电力系统自动化技术是一项生命力长久的技术

1电气自动化技术

电气自动化技术基于信息技术,具有复杂系统,该系统高度准确且配备齐全,设备可以通过数字技术进行科学管理,计算机技术也可以用来提高工作的准确性。它还最大限度地减少了技术设计的难度,并满足了各个领域的技术需求,电气自动化技术可以通过编程来控制和操作,这也增加了数据技术的灵活性和准确性[1]。电气自动化技术的最重要优势之一是其高技术含量,中国的科学技术水平正处于快速发展阶段,我国自动化技术的发展较好,自动化技术注入了新的科学技术力量,电气自动化技术也在不断创新。中国科学技术发展的不断进步为中国创造了更大的价值,这项技术已被广泛应用于各个行业和学科。经过长期的研究和探索,中国的电气自动化技术已经达到了相对成熟的阶段,具有较高的准确性和专业性,并且一直不断地向着西方的发达国家的发展程度靠近。中国的电气自动化技术已开始向国际化方向发展,进军海外市场,参与国际交流与合作,交流经验,实现合作共赢。电气自动化技术的一个很大优势就是可以融合一体化,将多个不同环节和工序连接配合起来,以达到最好的效果,将每个工序完美衔接起来,这样一来就可以对每个工序进行综合管理,节省之后省下许多时间和人工劳动力,尽管我国现在的电气自动化技术已经相对成熟,但仍需要完善。

2电气自动化技术在电力系统中的应用优势

2.1有效降低传统电力系统的操作复杂过程

随着我国城镇化进程不断加快,人口压力不断加大,经济活跃度不断增加,市场总体用电量也越来越大,电力系统的稳定性已经成为关乎社会整体稳定与国家战略安全的基础条件。但是,电力系统在日常运行与维护过程中,需要多个不同环节同时配合,多种不同的工作同步实施,并可有效应对供电区域的实际电力需求变动[2]。传统供电系统受到其设计与服务系统层面的限制,其实际的操作性能较差,用电高峰阶段,管理人员面临极大的调控压力,很容易出现供电质量问题。自动化技术与电力系统融合后,各类电力信息可得到统一管理,并在系统内部完成对电力系统各个环节的实际参数进行调控,整体可操作性得到极大提升。

2.2有效降低电力系统各类设备的维修压力,提高实际检修与维护效能

电力系统在运行过程中,其内部各类电力设备需长期保持较高的运行压力,因此,设备故障以及各类安全隐患时刻威胁着整个系统的稳定。传统电力系统的维护过程有着极高的风险,维护人员需要进入现场后,并使用特定的检修手段才能确定实际的故障原因,实际风险较大,并效率低下。自动化技术应用于电力系统后,系统内部可自动完成对各类设备运行问题的有效分析,并可根据设备的实际参数对故障与隐患实施预警,极大缓解传统维护压力,提高电力系统整体稳定性,并减少维护盲目性的问题。

2.3全面提高设备维护与电力调控过程效率

与传统电力系统相比,应用电气自动化技术的电力系统对于整个电力的工作效率有着明显的改善。电气自动化技术其本质为信息技术,信息技术无论是数据传输效率,或是控制精准度均远远高于传统模式,并可有效保证电力系统内部各类设备的快速更新,迅速完成设备实际运行质量的监测。

3电气自动化技术应用的主要影响因素

由于各种外界因素的存在,以及电力系统内部设备和零件的原因,在应用电气自动化技术的过程中时常会发生一些事故,从而影响设备的运行安全。一般而言,最常见的影响因素包括以下方面:(1)外界环境的影响。一般是指自然条件,尤其是一些自然灾害。在电力系统中,输电线路负责电能的传导工作,地位十分重要,但是,多数电路暴露在外,很容易受到各种自然条件变化的影响,如狂风暴雨天气等。此外,一些物理性的撞击,也有可能导致输电线路受到影响,以致电气设备出现故障现象。(2)电力系统安全监控方面的问题。对电气自动化系统的安全方面的管理在系统的运作中尤其关键。影响电气自动化技术应用安全的因素很多,情况复杂,因此,需要对整个电力系统和供电系统各种设备的基本状况进行实时化监测。(3)电气自动化设备的零件问题。首先,在应用电气自动化技术时,要保证各个设备和设施及其零部件都经过国家的严格检测,符合相应的标准和规范。其次,在电气自动化设备投入使用时,其中一些零部件也会随着使用时间的长短而变旧,久而久之,便会出现各种故障问题。对此,工作人员一定要注意对各种设备的维护和检修工作,防止其零部件的损耗和老化影响到整个电力系统的运行。

4电气自动化技术在电力系统中的应用

4.1仿真技术的应用

在电力系统中,常用的仿真技术为虚拟现实技术,可将其用于电力系统设计、线路巡查及技术培训等环节,可通过其真实体验的优势,预防、规避电力系统运行故障,提高线路巡查效率,强化电力工作者专业素养,为电力系统的运行提供保障。

在电力系统设计中,设计人员可利用虚拟现实技术进行设计方案的仿真模拟,结合虚拟环境中的电力系统运行状况,评估各项设计方案的应用效果,进而明确电力系统设计方案的不足,为设计方案优化提供参考。例如,某电网公司将虚拟现实技术与3D建模、无人机等技术整合,共同开展电力线路迁改规划设计工作,利用无人机获取电力线路的地理信息,通过3D建模与虚拟现实技术打造虚拟环境,明确各项迁改规划方案的应用效果,使配网线路设计更贴合工程实践,提高设计合理性及可行性。在线路巡查中,电力企业可引进基于虚拟现实技术的巡检设备,为巡检人员获取电力系统运行状况提供帮助。例如,在电表箱巡检中,电力企业可为巡检人员配置VR增强设备,通过该设备的摄像头对电表箱粘贴的标签进行识别,获取电表箱的基础信息,如线路图等,评估电表箱是否存在异常。

在技术培训中,电力企业可利用虚拟现实技术模拟电力系统操作的各种环境,组织电力人员进行模拟操作,提高电力人员的专业技能,保障电力系统的精准操作。例如,在变电站检修培训中,电力企业可利用虚拟现实技术模拟变电站的运行环境,展示操作设备的各项细节与参数,并以可视化方式下达操作指令,参训人员可在虚拟环境内进行相应操作,掌握变电站检修的各项要点,提高电力系统运维有效性。

4.2监测系统的应用

通常在电力系统中需要对其运行状况进行监测来确认其是否存有故障问题,并及时消除安全隐患,而电气自动化技术的应用可以实现对电力系统进行实时、动态、全天候监测的要求。通过建立自动化监测系统来对电气工程运行中所产生的数据进行检测及收集,确认数据数值是否在规定范围内。并且在自动化监测系统的应用下可以及时掌握及定位故障发生区域,这样能够针对故障情况做出适当的反应,从而保证检修及维护方案的可行性,可以说自动化监测系统的应用在极大程度上降低了电气工程运行中的风险。同时为了进一步提升电力系统的安全性,还可以通过电气自动化技术创新来完善自动化监测系统的功能,对电力系统中存有的安全隐患进行监测追踪,保证能够及时消除安全故障问题。

4.3在运行保护中的应用

因为电力系统经常因为设备老化和自然灾害的原因发生故障,继电保护装备就会迅速地进行自主动作来中断故障,阻止故障扩散,并且要确保在非故障点才可以继续工作。同时,对于行为异常但不必断开连接的设备,断开设备的连接会直接导致系统波动并降低稳定性,继电保护器传达信息并自动决定是否使用该设备。随着社会进入新的工业时代,现代信息技术的发展正在加速,电力系统对数据的要求也不断增高。

5结束语

电气自动化技术的应用能够完善电力系统、加强系统测控、优化电力调度,对建立智能电气工程有着极为重要的作用。为此对于电气自动化技术需要针对电气工程的实际情况及实际需求来确认具体的应用方向,实现对电力系统的智能化监控,以此来掌握更为精准的电气工程运作信息。

参考文献

[1]范存留.电力系统运行中电气自动化技术的应用策略分析[J].工程技术:文摘版,2016(8):00143-00144.

[2]魏彬,王健.电力系统运行中电气自动化技术的应用策略分析[J].科学与信息化,2020,000(010):11-12.

[3]张同义,张海强,宋传凯.试析电力系统运行中电气自动化的应用策略[J].商品与质量,2016,000(001):42-43.

[4]田晓娟,李景瑞,杜静,王娟平,王红燕.论电气自动化控制技术在电力系统中的应用[J].信息记录材料,2019,20(10):107-108.


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