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浅析电力系统自动化技术的应用与发展
摘要:随着现代社会飞速发展,使得人们生产生活方式对电力需求日益提升,这也就意味着电力系统运行质量与安全关乎人们生产生活各个方面,对社会整体发展至关重要。而自动化技术作为电力系统稳定运行重要技术之一,充分利用并发挥自动化技术,可以提升电力系统运行稳定性,保证电力安全性。对此,本文明确阐述在电力系统中应用自动化技术的意义,电力系统自动化技术的实践应用,在此基础上提出了电力系统自动化技术的发展要求,并对其未来发展方向进行了展望,以期为相关的人员提供参考与借鉴。
关键词:电力系统;自动化技术;具体应用;发展要求;发展方向
引言:近年来,我国社会经济飞速发展,对电力资源的需求不断上升,这使得电力系统规模日益庞大且复杂,而且以往传统电力系统运行及管理方式无法迎合现代化社会发展对供电质量、电能质量、运行水平等方面提出的高要求。因此,若想确保电力系统稳定供应、科学配置,充分利用电力系统自动化技术显得尤为重要。尤其是当前信息技术、通信技术、智能控制技术等日益发展,为电力系统自动化的应用提供了良好环境与技术支持,推动电力行业朝向绿色化、智能化方向发展。
一、在电力系统中应用自动化技术的意义
在电力系统中合理应用自动化技术,体现出多方面的意义:
第一,可以明显提高电力系统的运行效率,提升可靠性。在自动化技术应用下,可以对电力设备进行实时监控、精准控制,快速诊断并处理故障,减少停电时间和频率,保障供电的连续性,从而使整体电力服务水平与质量得到提升,更好满足人们对电力的需求[1]。
第二,通过利用自动化技术,可以实现对电力运行过程中各项数据内容的全面动态化监控,包括电压、用电量、供电量、负荷等,工作人员可以依据相关数据进行分析,并对电力资源进行优化配置。确保根据实时的用电需求和发电情况自动化调配电力资源,满足人们对稳定、高质量电能使用需求,同时也提高能源利用效率,降低能耗。
第三,有效降低运维成本,通过减少人工干预,依靠先进的技术实现远程控制和管理,有效降低了人力成本。而且,这种方式能够同时提高维护工作的准确性和及时性,精准定位并解决问题,从而大幅减少设备维修和更换成本。
第四,提升电力系统安全性,在自动化技术作用下,可以实时监测电力设备实际运行状态,并及时发现潜在的安全隐患,系统通过提前预警,可以有效防止各类事故发生,更好保证人员与设备安全。
二、电力系统自动化技术的实践应用
(一)智能控制技术
人工智能技术的发展与应用对社会各个领域产生了巨大影响,其中在电力系统中的应用发挥着重要作用。通过神经网络控制技术、线性最优控制技术,可以有效处理传统管理模式下的复杂控制问题,使得电力系统中非线性问题、不确定性控制问题得到解决。分析电力系统可知,其具有较强的动态性特点,系统在实际运行过程中存在诸多不确定影响因素,特别是跨区域、远距离的电能输送,往往需要异地协调进行电力控制[2]。而借助电力系统智能技术,可以更好提升数据准确性,切实发挥线性最优控制技术作用,确保跨区域远距离进行电力传输时,最大程度减少电力损耗,更好提升电能资源的利用效率,减少资源浪费。
(二)PLC技术
PLC技术作为计算机技术与电机技术的融合产物,在电力系统自动化技术应用中发挥着重要作用。与传统电力系统技术对比可知,引入PLC技术后的电力系统自动化技术,在实际应用中更加稳定、安全,可以在具体应用期间存在较大差别,前者在电力系统中应用,更加安全、稳定。比如在电网调度环节,PLC技术可实现智能化的调度控制,促使电力资源优化分配;而在变电站中,PLC技术可以自动化监测与控制设备运行,确保变电站稳定运行。
(三)柔性交流输电系统技术
柔性交流输电系统(FACTS)属于综合微处理、微电子技术、电力电子技术、通信技术、控制技术,主要对交流输电进行有效快速控制的一种新技术,包括电压、电抗等参数的灵活控制,提升输电过程安全可靠性、高效性水平。柔性交流输电系统技术可以提升交流电网的稳定性并降低电力传输的成本。在该技术作用下,可以实现对电网的感应或无功功率输电,使得输电质量与效率逐步提高,并在远距离电能传输中发挥优势,彻底改变了以往机械设备精确度不足的控制方式,这可以在很大程度上降低安全事故发生,有效避免大面积的停电问题[3]。此外,在电力系统运行中,柔性交流输电系统技术也表现出一定经济性特点,主要是因为该技术能够与原输电方式相互协调,合理减少机械性磨损情况,可以保证电力系统快速安全且稳定的调节,在提高线路利用率的同时,也极大节省了发电机备用容量,提高电网控制水平。
(四)电网调度自动化技术
电网调度自动化技术的应用主要建立在计算机技术基础上实现,在该技术作用下,能够动态化监测电力系统实际运行状态,准确收集电力系统中各设备的运行参数,如电压、电流、功率等,使调度人员全面掌握系统运行状态。而且通过电网调度自动化技术,工作人员可以分析历史数据、实时数据情况,进而精准预测不同时段的电力负荷,为电力生产和调配提供科学依据。综合考量采集到的数据以及负荷预测结果,自动制定最优的运行方案,降低网损,提高输电效率,为人们提供高质量、稳定电能[4]。除此之外,在故障诊断和处理方面表现极为出色,电网调度自动化技术凭借先进的监测和分析手段,能够快速且精准地定位故障位置。一旦发现故障,能及时采取有效的隔离措施,防止故障扩大,并迅速组织恢复供电,极大地缩短了停电时间,有力保障了电网的安全稳定运行。
(五)变电站自动化技术
在变电站中应用自动化技术,可以有效提升变电站运行效率,并动态化监控变电站实际运行状态,进而了解并掌握变电站实际运行情况,确保当中存在的隐患问题被及时发现,确保变电站可以稳定运行。在实际应用中,一方面,可以借助计算机技术改善变电站内各项装置,改变以往传统电磁式设备运行方式,并全面监控变电站内各项电气设备实际运行情况,保证其中存在的问题可以及时发现。另一方面,引入计算机电缆,改变以往电力信号电缆运行方式,在此基础上应用现代化监控设备与仪器,可以更好提升监控设备数字化、网络化水平,进而科学管理变电站具体运行情况,并自动记录各项数据内容,保证变电站运行稳定性,提高运行安全水平[5]。
(六)动态安全监控技术
在电力系统实际运行过程中,属于连续性、实时性的变化,其中安全问题尤为关键,所以必须加大力度进行监控,除了人工监控之外,还要引入自动化监控。主要就是依托GPS技术,对其进行实时监控,发挥高效率、高定位精度优势,保证电力系统运行安全性。在动态安全监控技术系统中,包含了通信系统、同步定时系统、中央信号处理等部分,所以在实际应用中能够全方位的监控电力系统,分析系统运行中的动态行为,提升系统整体稳定性。
三、电力系统自动化技术的发展要求
电力系统运行中若想提高稳定可靠的运行能力,应当确保电力系统自动化技术发挥重要作用,因此,在未来发展中需要综合考量我国电力行业具体状况,明确电力系统自动化技术发展要求。
首先,需要明确大力发展电力系统自动化技术,最为主要的目的就是保证各项数据快速准确收集,如电力设备实际运行数据、各个环节的参数等。而且自动化电力系统还需要了解掌握各类设备、仪器实际运行情况,为电力系统工作人员提供参考,以此作为依据调整相关设备,确保为电力系统稳定高效运行提供完备的数据支持。
其次,电力系统自动化技术除了要为管理人员提供有效运行数据之外,还应当分析各类数据,能够自动化对比分析历史数据、现行数据,从而找出设备运行过程中存在的问题,制定有效的调整对策[6]。在此过程中,电力系统工作人员只需参与审核环节,整个部件运维过程非常简便、高效,可以满足电力系统高效运行情况。
再有,电力系统自动化技术在升级发展中,必须不断提高精细化水平,发挥管控作用,确保电力设备可以分区管控,从而提升电力系统运行直观性、清晰性,辅助开展分区协调工作能力,促使电力系统实现最佳的运行方式,大大降低运行成本,为电力企业获得更多经济效益。
其四,电力系统自动化技术的发展,需要保证发挥技术作用,最大程度上降低人力监管误差,保证电力系统管控更加高效,提升控制精确性。所以,引入自动化技术后必须发挥其智能性作用,确保在电力设施发生安全事故时,可以立即停止故障设备的运行状态,防止电力事故进一步恶化。
四、电力系统自动化技术未来发展方向
(一)远程化
在传统电力系统管理中,工作人员只能借助工业计算机、扩展测控法结合的硬件平台进行管控,实际管控范围非常有限,所以并未体现出较好的远程控制能力,这在很大程度上制约了对电力系统的控制水平,不利于电力系统稳定运行。随着科技不断发展,我国已经出现了部分电力系统远端操控平台,但在实际应用中还存在诸多不完善之处,而且整体流通水平不高。为此,在未来发展中,应当积极利用5G技术、卫星通信技术等,搭建更为稳定、高速、低延迟的通信网络,确保远程控制指令和数据的实时传输,实现对电力设备和系统的精准远程操控。同时,还要积极开发智能传感器和监测设备,全面并实时收集电力系统各环节详细数据,依托通信网络实现数据远程传输,为远程分析和决策提供准确依据。当然,建立严密的网络安全体系,防止远程控制过程中的数据泄露和恶意攻击,保障电力系统的安全稳定运行在远程化发展中也尤为重要。
(二)智能化
电力系统自动化技术在未来发展中将朝向智能化方向发展,这离不开人工智能(AI)技术的应用,在电力系统中融合AI,可以进一步提升系统稳定性、科学性、安全性。但就目前情况看,我国人工智能技术水平还处于萌芽发展阶段,高端的AI技术并未普及应用,在未来还需要进一步研究、发展。在电力系统中应用AI技术,可以有效提升电力系统自动化技术水平,促使整个电力系统运行提升一定高度[7]。比如,在电力线路及设备智能巡检方面,应用图像识别技术。对直升机、无人机、线路固定监控、巡检机器人、站内固定摄像头等采集的图像(视频),通过预处理、特征提取的方式,通过深度学习和传统图像处理技术相互融合,对巡检图像进行智能分析解析,进而实现对线路、变电站设备的有效识别,同时也可以有效检测其缺陷,切实提升电力系统安全性。
(三)现场网络控制技术
在与控制中心的数据传递过程中,通过现场网络控制技术,利用现场电子仪表等设备,可以实现二者之间的数据互通,该技术的应用主要依托网络,提升系统整体稳定性、高效性,使得电力系统自动化水平不断提升。通过现场网络控制技术,能够保证各个电力设施间构建数据网状结构,进而建立起多节点的数据互通关联,有助于推进电力系统自动化发展。目前,FCS作为我国常见的现场网络系统,其优势在于比其他同类技术更稳定、适用范围更广。凭借 FCS 技术,能够让电力系统自动化取得更高级别的发展成果,还能提升电力系统的控制能力。基于这些优点,网络现场控制技术在我国被认为是电力系统自动化领域一个非常重要的、需要重点关注和发展的方向。
结束语:
综上,通过本文围绕电力系统自动化技术的应用与发展进行研究,可以发现,基于当前电力系统自动化技术日益提升,不断提高自动化技术的应用水平,可以进一步提升电力系统运行质量与水平,更好满足社会生产生活对高效、安全、经济的电力需求,进而更好推动社会发展。而且在未来发展,将更注重智能化、信息化,融合大数据、人工智能等技术,进一步提升电力系统的安全性、稳定性和效率,满足日益增长的用电需求。
参考文献:
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[2]常帅.试论电力系统调度自动化技术应用及发展[J].新型工业化,2021,11(02):201-202.
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[4]薛军.电气自动化技术在电力系统中的应用和发展[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(13):149-150.
[5]祝恺滢.电气工程及自动化技术的应用与发展前景[J].产业与科技论坛,2021,20(12):149-150.
[6]邓朝红.电力系统自动化技术应用与发展探讨[J].现代工业经济和信息化,2021,11(05):99-100.
[7]韩清超,戴张斌.电力系统中电气自动化技术的应用与发展[J].电力设备管理,2021,11(03):188-189+192.
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