生产运行电力系统中电气自动化技术的应用探析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 02 日 作者简介：黄玉妹（1994），女，壮族，大学本科学历，助理工程师，研究方向为电力系统及其自动化。-183-生产运行电力系统中电气自动化技术的应用探析 黄玉妹 广西百色能源投资发展集团有限公司，广西 百色 533000 摘要：摘要：该文阐述了电力自动化在企业的生产运行中的重要性。通过对变电站、可编程控制器、实时仿真和智能继电保护等论述，说明了电力自动化在电力网络中起到的作用，但目前它也存在技术固化，不稳定，发展不充分等问题。该文提出了采用工艺升级、增强稳定、综合开采等措施，推动电力自动化系统朝着更加稳定、高效和灵活的方向发展。关键词：关键词：电力系统；电气自动化技术；PLC 控制 中图分类号：中图分类号：TM76 电力系统的安全、可靠和高效运行有着重要的作用，而对电力系统进行有效的调控是改善电力系统运行的一项关键技术。随着电力系统的不断发展，电力系统的各种特性决定了它在电力系统中的广泛使用1。从对变电站的监控和管理，到对智能保护体系的快速反应，到采用可编程逻辑控制器和实时仿真系统，各个领域的技术相互嵌入、相互互补，为电力市场的平稳、高效运行奠定了坚实的基础。然而，这不仅仅是设备简单应用，更是整体电力系统与技术相互融合、共同发展的新进程2。这种相互作用通过改变电力系统的拓扑结构，从而改变电力系统的运行方式。本文对电力系统的多个方面进行了深入研究，以期对其在电力系统中的实际运用有所帮助，并为今后相关工作的开展提供参考与思路。1 电气自动化技术在生产运行电力系统中的应用 1.1 变电站中的运用 在电力系统中，变电站是整个电力系统的核心环节，承担着电能的转换、传输和分配的作用。本文提出了一种基于计算机网络的电气自动化技术。首先，利用高精密的实时监测装置，对电流、电压和频率等重要参数进行实时测量和分析；通过对电力系统的在线监测，可以对电力系统的运行状态进行监测，及时地发现电力系统中存在的各类不正常情况，并采取相应的措施。其次，对电力设备进行智能调节，确保全网运行状态。同时，电气自动化也承担着对各类设备的智能化保护任务，使其在出现意外之后，可以进行适当的保护，防止意外继续发展，进而影响到电网的平稳运行，为保证电力系统的安全、可靠地运行，提供了一种新的途径。通过快速判定与处理各类故障，提高了电网的安全性与可靠性，避免了大停电的发生，确保了供电的连续性和稳定性3。此外，电网自动化还为运营与管理提供信息支持，监控和分析设备运行状况、负荷状态和用电量等数据，使得电力系统的运行和设备维护更加科学合理，提升了运行效率和可靠性。图 1 变电站 1.2 可编程逻辑控制器中的运用 PLC（可编程逻辑控制器）是整个电网的核心，其广泛应用于生产和运行过程中，为电网的智能化和高效运行提供了强有力的支持（如图 1）。首先，通过可编程软件灵活的特点，实现了对电力系统中各类设备的智能化控制；这种方式可以应用在电力系统中，也可以远程控制设备的开关，可以提高电力系统的工作状况和工作效率。其次，PLC 还能根据预设的程序与逻辑，对设备的运行状态进行自动调节，实现高效稳定的运行。PLC 作为一种重要的设备，能够对各类信息中国科技期刊数据库 工业 A-184-进行实时的监测与分析，快速地发现故障所在，并能做出正确的措施，防止意外。同时，将 PLC 应用于电力系统，极大地改善了电力系统的智能化水平。通过 PLC 编程，实现了电力系统各个环节的自动化，减少了人工干扰，减少了人工误差，提高了整体电力系统的稳定性和可靠性。最后，PLC 还可以对电力设备进行远程监测和监控，使得操作人员可以随时随地监控和管理电力设备，提高操作和维修工作效率。可编程控制器在电力系统中的应用，为电力系统的远程监控打下了良好的基础，操作员可以通过网络远程访问 PLC，实时监控 PLC 的运行状态，进行调整和干预，提高系统的响应速度和运行效率。图 2 PLC 可编程逻辑控制器 1.3 实时仿真系统中的应用 在电网运行过程中，采用了一种新型仿真方法，其核心功能是模拟不同运行状态下的电力系统运行状态，为电力系统优化控制和故障预测等研究工作打下坚实的基础。该方法对电力网络中的每一个元件及装置进行仿真，能够准确地反映不同的运行状态，它涉及到电力系统的操作、负载和事故模拟等各个方面，是一个全面的研究电力系统的工作过程。在此基础上，本文提出了一种基于多场景仿真的电网优化配置方法3。本研究成果可以广泛地用于电网的规划与设计，也可以用于电网调度、调度优化以及故障预测等方面。通过模拟不同情形，管理者能提前预见到可能出现的各类问题，并做出调整，提高整体电网的稳定性和安全性。本系统作为电力系统培训和教育的一个重要工具，对电力系统的运维和管理具有重要的指导意义。1.4 智能保护系统中的应用 电力系统在整个电力网络中扮演着至关重要的角色，其稳定、高效的运行对于现代社会的正常运转至关重要。将电气设备的自动化控制应用于电力系统的智能保护中，能够有效地对电网进行智能化监控和响应，为电网的安全可靠运行提供坚实的保证。电气自动化使得该系统具备了智能判断和快速反应的能力，通过对电力网络中各类信息的采集和智能分析，可以快速准确地识别各类故障和异常情况，进而可以对突发情况做出迅速响应和采取适当的保护措施，以防止事故扩大，保障电力系统的安全运行。电气自动化在智能保护系统的修复方面发挥着关键作用，通过融合智能化的信息分析和计算方法，实现对复杂环境下的故障点的精确、快速的定位和隔离，减少故障范围，提高系统的鲁棒性和修复能力。本项目提出一种新型的电力系统故障诊断方法，可实现故障区域内迅速的故障隔离，保证其他区域的安全运行，降低故障对整个电网的影响，并在此基础上，进一步提高了系统的智能和适应性，根据系统的发展历程和现实状况，对系统进行了优化，提高了系统的智能程度，对于保障电力系统的安全性和稳定性有着非常大的作用。2 生产运行电力系统中电气自动化技术应用中出现的问题 2.1 技术固化问题 在实现电力自动化系统时，处理淬火是很重要的问题。随着科技的飞速发展，对电力系统安全性的需求也越来越大。但由于其投资大，建设周期长，在实际的电力系统中，常规的电力系统自控方法已经难以满足这种新的发展潮流。因为技术的落后，电力网络难以赶上新技术的发展趋势，尤其是在新技术向高效率、智能化方向发展的今天，常规的固化过程已经严重限制了系统的性能、效率和智能化水平。而且，由于采用了固化的工艺，使得各种组件之间的工艺标准以及彼此之间的使用出现了不一致，这就使问题变得更严峻。当新的技术与现有的系统融合在一起时，往往会出现技术冲突，甚至信息不统一4，这就造成了后续的升级与整合难度。此外，系统因其固化工艺的限制，不能灵活扩展，限制了系统对新产品的响应能力。2.2 运用中存在不稳定性因素影响 中国科技期刊数据库 工业 A-185-电力系统，虽然有很多优势，但仍有不稳定之处。在电网中，随着设备的不断老化（如图 2），其运行性能会逐渐劣化，甚至出现故障，严重地影响了电气自动化的正常运行，特别是某些关键元件（如控制器、传感器等）可能出现运行不稳定，进而降低整体的可靠性。另外，这种算法在实践中也有很多问题需要解决，在系统设计、安装及调试中，若存在系统架构及相关参数设置不适当等问题，都会导致系统的可靠性下降。上述失稳行为将造成电力系统失效和运行参数偏差，严重威胁到电力网络的安全运行。当外部环境发生改变、突然事故、负荷改变时，电网将受到不同程度的影响，从而影响到电网运行的可靠性。例如，在极端天气情况下，电力系统可能会发生过载，从而增加了自控设备的负荷，影响了电力系统的安全性和稳定性。图 3 设备老化 2.3 电气自动化技术发展程度较低 当前，在国内各大电力公司中广泛应用的是配网自动化，但其开发程度还远远不够。部分电力系统还停留在传统的自控模式上，未能充分利用先进的科学技术，这样就限制了企业运作的有效性和层级，无法实现优化运作的目标。目前，该系统存在着操作过程僵硬、调控方法简单、监控资料不完备等问题，难以满足复杂运行条件的要求。此外，在某些特殊情况下，对于新能源接入、智能终端应用等特定应用场景，该方式仍有很大限制。例如，在新能源接入方面，由于常规电源自动化不能有效协调多能互补与协调，进而影响电网的并网与稳定。在设备应用过程中，未充分发挥设备操控潜力，制约了设备智能水平。另外，科学技术含量较低也是导致落后的原因之一。虽然在某些关键领域已有进展，但仍有许多关键环节有待完善，在已有研究结果中，特征参数不完整、控制精度不高等问题，对电力系统的稳定性和可靠性构成了极大的威胁。3 具体解决措施 3.1 促进技术进一步更新换代 为了更好地推动电网的技术进步和发展，我国电网的技术水平也在不断提高。在科研方面，要强化产、学合作，建立一个开放的研发平台，促进科研成果共享。通过加强基础研究和技术研发，引导研究队伍深入研究电力自动化领域，探索新的发展方向和应用方向。为此，本项目拟以“智能电网”为研究对象，通过持续不断的技术创新来加速电网迭代，为促进科研结果的转化和利用，建立了一个技术交流的平台。基于现有的研究结果，本项目将对新算法进行应用验证，并对其进行了修正，取得了较好的效果。政府部门和行业相关机构应提供充分的支持和资金支持，并利用这个机会来促进技术的普及和普及。同时，建立健全的工艺规范体系是国家科技发展保障，明确的技术标准规范开发、使用过程，增强系统稳定性和互操作性。通过建立评价体系，动态地修订和改进有关的标准，以达到与国际接轨的目的。在此基础上，要加强国际科技交流合作，吸收国外的先进技术和管理思想，提升国内电网技术水平和竞争力。3.2 降低不稳定性因素影响 为了降低不稳定因素对电网的影响，必须从多个方面对电网进行调控。首先要注重的是设备的维护与更新。定期维护和升级生产设施以确保良好运行，通过对制造工艺中出现的各类安全问题进行了深入的研究，提出了相应的解决措施，减少由于检修导致的故障。通过对设备在生产中的工作状况进行实时监测，可以发现设备在生产中存在的潜在危险，从而采取针对性的维护措施。此外，加强过程的设计与实施也是过程控制的关键。在投入运行的初始阶段，应确保其平稳运转，在运行过程中，对其进行不断地优化调整，是确保系统稳定性的关键，对技术人员开展全面培训，全面提升业务素质，规范的操作流程，满足了技术上的需求，有利于机器的平稳运转，同时，也要针对外部环境的变化，建立完备的规划和调控机制。本项目提出了一种基于主动控制的方法，减少了外部影响对系统稳定性的影响，以保障电力系统在复杂变化条件下的连续、稳定运行。中国科技期刊数据库 工业 A-186-图 4 设备维护与更新 3.3 提升电气自动化技术发展程度 为了改善电网的运行状况，应采用多种措施，以促进电网的全面发展和创新。首先，强调科技创新。鼓励科研开发单位加大人才投入，重点突破重大科学问题。其次，必须加强产学研合作。要加强科研机构与高校、企业之间的合作，加速科研成果的转化和快速传播。研究结果可为其在实际工程中的实际应用奠定基础，并促进其进一步发展与完善。为了进一步提升我国的科研工作质量，应建立完善的科研评估体系，通过对这些新工艺进行综合、客观的评估，筛选出有发展潜力的新工艺，并进行进一步的改进和完善。同时，提出相关的政策支持和产业规范，为实现电网自动化的推广打下良好的基础。最后是注重培养高素质的人员。要建立完善的高职教育体系，培养高质量的工科人才；通过持续的学习和培训，培养出一批具备创新思想和实际操作能力的高质量的专业技术人才，为电力自动化技术的创新和发展贡献力量。4 结语 电力自动化是电力系统生产、运行过程中最重要的支撑保障，它直接关系到整个电力系统的发展与运行。本项目的顺利开展，将极大地改善电力系统的工作性能，提升电力系统的安全稳定与智能水平。随着变电站、可编程控制器的广泛应用，以及实时仿真技术和智能继电保护技术的应用，给电网的监测、控制和保护注入了新的活力。然而，将其应用于电网的过程中，仍面临着许多新问题，如工艺固化、稳定性差、开采深度不足等，限制了其在电力系统中的广泛应用。因此，应继续加强工艺改造，降低不稳定的冲击，提升科技研发的层次。为此，应加大科技研发力度，加大产、学、研结合的力度，构建完善的评估机制，大力培育符合我国电力行业发展需求的高层次人才。在国内，随着电力系统的逐步完善，电力系统的开发与使用也将得到更多的关注。未来要通过持续摸索和创新，为电网安全、稳定运行做出贡献，为电力自动化的广阔发展空间贡献力量。参考文献 1周敏.电力系统中电气自动化控制技术的应用分析J.电子测试,2019,(22):137-138.2刘东芸.电力系统中电气自动化技术的应用研究J.科技创新与应用,2020,(21):179-180.3朱培燕.生产运行电力系统中电气自动化技术的应用研究J.电子元器件与信息技术,2021,5(07):83-84.4郎晓杰.电气自动化技术在电力系统中的应用策略J.辽宁师专学报(自然科学版),2021,23(04):72-74.