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电力系统中电气自动化技术的应用与发展黄娇燕

发表时间：2021/7/2 来源：《城市建设》2021年7月作者：黄娇燕

[导读] 用电气自动化技术能维持电力系统自动运行的安全效果，完善电力体系运行方案的基础上降低资源的浪费，从而真正意义上创设数字化技术和智能化技术融合的电力管理平台，为国家电力产业的全面健康发展奠定坚实基础。

广西金网电力勘察设计有限公司身份证号码：45273119921******X 黄娇燕

摘要：用电气自动化技术能维持电力系统自动运行的安全效果，完善电力体系运行方案的基础上降低资源的浪费，从而真正意义上创设数字化技术和智能化技术融合的电力管理平台，为国家电力产业的全面健康发展奠定坚实基础。电力系统电气自动化技术的应用主要是从计算机技术和PLC技术两个方面入手，有效提升智能化变配电工作的综合效果。本文分析了在电力系统中运用电气自动化技术的具体应用体现与发展方向。
关键词：电力系统；电气自动化；技术应用
        引言
        随着各行业的发展，传统的自动化产品和技术的问题亟需解决，但是受环境、地区经济、发展观念等因素的影响，这些产品和技术仍有一些被使用，甚至是带缺陷运行状态。在我国不断重视和加大基础工业投入的形势下，电气自动化技术得到长足的发展和应用，电气自动化技术在电力系统运行中处于不可或缺的地位。近年来，国家的大型电网公司，不断号召和引领电力产业转型，并提出新的发展方向，使得我国的电力自动化产品和技术逐步向高端化、智能化、虚拟化、泛在互联方向发展，产品综合实力的国际地位不断提升。
        1电力系统中电气自动化技术的应用建议
        1.1在低压电网无功补偿和低压滤波中的应用
        低压无功补偿装置在厂矿企业使用广泛，大部分技术管理人员要求操作人员根据功率因数手动投退电容器，原因在于部分产品数据采集和判据、算法等有缺陷，经常会在自动模式下出现误投退的情况；变电站母线无扰动快速切换装置动作切换后，有可能会对电容器造成冲击。由于自动化生产企业不断深耕技术和产品性能，通过提高计算精度、优化投切策略以及与快切装置配合等方式解决了工程现场出现的很多问题，自动化投切已经完全可以取代手动操作。
        电网中的谐波含量高时导致的设备异常不容易被察觉，电网公司严格控制用电企业的用电系统谐波数据，目前用电企业电网谐波含量来自于变频器和逆变设备以及其他高频原件等。现在的大部分用电企业，在项目设计阶段已经对低压配电系统中的谐波数据进行测算，项目正式运行后，滤波装置能利用先进的自动化技术，采集和计算电网中的谐波含量，同时产生一个动态反向的谐波来追踪并抵消电网中的谐波。由于采集和计算的延迟，滤波装置产生的反向谐波总会滞后一定的角度，滤波后电网是不可能完全没有谐波含量，而采集和计算的速度高的设备成本会相应的高一些。
        1.2电网调度自动化
        电网调度采集各类信息，结合电网实际运行参数，综合考虑各项生产、工作情况，对电网安全、经济运行状态进行判断，通过电话或自动系统发布操作指令，指挥现场操作人员或自动控制系统进行调整，保障电网安全稳定运行。目前部分的地区调度系统虽然设有相关的自动化功能，但是人为干预的因素还是比较多。随着科技的不断发展，现代化监测、控制手段不断完善，电力调度的技术支持也日趋强大，从变电站信息采集，电网运行状态评估以及指令的发布和信息交流等，都在逐步发生着变化。一些自动化程度高的地区，电网的调度几乎全部由自动化系统来完成，部分重要操作指令由系统提供调度人员选择实施，同样可以实现了电网持续安全稳定运行。
        1.3全控型电力电子开关
        随着电气自动化技术的不断发展和进步，利用全控式期间替代传统半控型器件已成为电力系统发展的必然选择。GTR在完成二次击穿和安全工作区管理的过程中，由于自身性能因素使得相应的热容量较小，且对应的过流能力控制效果也不理想，这就需要技术部门结合其运行环境完成保护电路或是驱动电路的处理，不仅增加了电路的复杂程度也增加了运行成本。而在电气自动化技术推动下产生的MOS，依据其输出特性和转移特性能很好地规避相应问题，借助高输入阻抗的特性提升运行的时效性，配合功率MOSEET的电压驱动器件，就能在器件开通的环境中完成充电电流的配给，无论是驱动电路的设计难度还是工作区域的安全性都具有显著的优势。

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        在此基础上，相关技术部门依托电气自动化技术还研发了IGBT，能具备高输入阻抗和高速特性，在通态情况下电压降和GTR相比约为1.5V到3.5V，能在高工作频率下完成对应工序，并且创设宽度富足且运行稳定的安全工作区，简化驱动电路，最大化提升运行的综合效果。
        1.4工业控制计算机
        对于电力系统而言，常规化的技术升级能有效打造更加和谐且稳定的工作运行状态，而电气自动化技术的全面进步能从逻辑电路、集成电路等方面入手，从而实现工业控制计算机全程控制的目的。一方面电气自动化技术推动了集成电路的全面发展，尤其是集成模拟乘法器和集成锁相环路等，借助对应的自动控制系统就能维护电力系统运行的基本效率，建构更加和谐的技术方案和平台，为电力系统中相应数据的收集、汇总以及电机控制工作提供良好的保障；另一方面电气自动化技术也实现了逻辑电路的系统化升级，尤其是专用芯片的逻辑设计升级，更好地建立响应速度处理模块，主要分为4种类型的器件：PROM、FPLA、PAL（一代产品）、GAL（二代产品，与TTL兼容，可编程保密位），其中GAL大大降低了运行中的造价，为简化电力系统设计难度、强化运行稳定性奠定基础。
        2电力系统中电气自动化技术的发展
        2.1低频朝向高频方向发展
        伴随着科学技术不断发展以及工业化程度日渐加深，传统单一频率工作的自动化技术显然无法满足目前工业发展的实际需求。电气工程技术也开始向复杂化以及多元化方向发展，并需要符合节能减排的环保要求。故而，所有电器产品不可依旧仅限于传统单一频率的运行，而是开始向能够随意调整的方向发展，从而能够适用于不同负荷以及环境。故而，我国工业生产中，电气工程及自动化技术必然是从低频向高频的方向发展。
        2.2向开关设备智能化发展
        智能化设备与微机技术为智能电网的实现奠定了良好的基础。开关设备实现智能化指让设备与辅助设备能够更为便捷地与计算机网络相连，进而达到自动控制的目的。该类型开关元件具体包含不同类型电气设备等，其中智能监控单元之中包含输出、监控、通讯等关键的模块。开关设备向智能化方向发展也成为电气工程技术发展的必然方向，在未来电气设备应用以及运行等方面所产生的作用至关重要。
        2.3向着国际化方向发展
        电力系统在电气自动化技术辅助下将向着国际化方向发展。在实际工作中要积极采取国际统一标准进行对应行为和管理要求的配置，尽管相应工作和国际标准相比还有待优化，但却可以充分肯定国外研究标准对我国电力系统运行管理的影响，提高深层次研究的水平。
        2.4向着保护机制、控制机制和测量流程一体化的方向发展
        例如，将电气自动化技术应用在电力系统监控数据收集和汇总工作中，确保能完成实时性数据分析和运算归纳，从而有效形成对应的保护机制，维持电力系统运行的独立性和安全性。一方面能建立完成的系统运行保护体系并协调对应工作环节和细节，确保电力系统能结合自动化运行方案不断调整具体操作内容，进一步提升保护效果和控制合理性；另一方面电气自动化技术能推动故障自检工序的全面推进，有效对电力系统可能出现的事故和故障问题进行预测分析，确保效率最优化，并能依托实际情况简约地升级操作程序，维持电力系统运行方案一体化发展的综合进程。
        结语
        综上，处于经济高速发展的时代，电气自动化技术已经得到了普及，为我国经济发展贡献了较大力量。在电气工程中使用电气自动化技术能够使电力系统的稳定性和安全性得到保证，提高了电力系统供电的效率和质量。因此，我们应该深入研究电气自动化技术，使其价值在电气工程的得以全面发挥。
参考文献
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