摘要：本文依据我国电力系统运行过程中面临的实际需求，阐明了电气自动化系统在电力系统运行管理中的作用和价值，并深入分析了电力系统中电气自动化系统的功能要求和关键技术，希望为我国电力运行管理部门提供一定的参考思路。
关键词：电力系统；电气自动化；无人值守；应用分析
引言：近年来，随着计算机和电子信息技术的高速发展，工业生产中的电气自动化水平越来越高，不仅提高了生产效率，而且节省了大量的人力资源成本。在电力系统领域，如电厂运行、输变电系统、电网调度等方面离不开电气自动化技术的支持。
一、电气自动化技术在电力系统运行中的作用和价值
1、提升设备可靠性
大多数电力系统的运行维护人员专业水平不高，导致电力系统运行可靠性低，无法及时发现设备隐患，人工运行时误操作较多，降低了电力系统的欲行效率。电力系统采用电气自动化技术后，可以通过各种电气自动化控制设备对水电系统进行快速、准确地检测、控制和报警，既能防止异常工况发展成事故，又能保护事故中的设备不受更严重的损坏，从而提高电力系统的安全运行水平。另一方面，通过自动控制设备来完成电力系统的运行和控制，不仅可以有效降低运行人员误操作的可能性，从而减少由于人为因素引发事故的可能性，而且可以缩短系统控制时间，特别是在电力系统设备出现紧急故障时，电气自动化系统能根据故障信息进行快速处置，及时防止更严重的事故发生。
2、提升发电设备效率和电能质量
近年来，我国电网对发电设备上网质量要求不断提升，要求电力设备上网电压波形偏移不能超过额定电压的5%，上网频率偏差低于0.5Hz，这对电力系统的控制精度具有较高的要求，同时也要求控制系统具有较高的实时性，这些现实需求如果利用人工控制无论是在控制精度还是响应时间上都难以满足要求，因此，必须利用高响应速度、高控制精度的电气自动化技术对电力系统设备进行快速调节，才能满足新形势下的电力系统运行需求，进而提高发电效率和上网电能质量。
3、提升经济性
电力系统采用电气自动化技术后，首先能够根据电力系统分配的负荷情况快速调节有功输出，并可以自动选择发电设备开机运行机组的台数，有效减少机组不必要的磨损，降低设备维护费用。其次是能够实现梯级电力系统的合理优化调度，有效避免对资源的浪费。第三，电气自动化无人值守的运用有助于实现电厂的经济运行任务，实现经济化运行策略自动控制，进而有效提高了电力系统设备运行经济性。最后，电气自动化技术运用后，减少了电力系统运行中大量的人工操作，让运行维护任务更加方便快捷，可以减少运行维护人员数量，实现人力成本的有效节约。
4、促进电力系统信息化发展
当前，企业的信息化管理正在高速发展且日渐成熟，对于电力企业来说，要想实现电力系统现场设备的信息化管理，首先必须构建完善的电气自动化技术，利用电气自动化系统，可以将电力系统的实际运行情况转化为电子数据信息，再通过网络传输到发电企业上级管理单位，实现多层次全方位的远程信息化管理，从而提升电力企业的生产经营管理效率，促进企业经济效益的提升。
二、电力系统电气自动化技术功能需求
1、信号采集和处理功能
在电力系统电气自动化技术中，需要采集电力系统各个系统的状态信号和各传感器的输入信号，如环境温湿度信号、电网电压、电网频率、发电设备功率因数等，这些模拟信号和数字信号经过信号采集卡进入电气自动化系统控制器，控制器需要对信号进行滤波、选择、运算等处理，为电力系统的控制和调度提供输入数据依据。
2、发电设备自动调节功能
电气自动化技术可以实现电厂工程监测点的分散监控，提高发电效率，提高电厂的安全稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在燃煤电厂中，DCS自动化系统实现了蒸汽锅炉、汽轮机和发电机的综合控制运行，为运行人员实时提供发电设备系统的运行状态数据，有效降低各种安全隐患。水电站综合自动化系统可以调节水轮机的调速器，控制水轮机的转速和功率，保证水电站的安全运行。在风力发电、光伏发电等新能源电厂中，自动化系统承担着设备控制和远程分散监控的重要功能，是电厂不可缺少的组成部分。
3、电网调度功能
电气自动化是智能电网建设的基础。电网调度应充分利用电气自动化技术和计算机网络技术，将电网中的发电厂、变电站和负荷分配系统有机地连接在一起，形成一个综合控制系统，提高电网调度的实时性和准确性。
4、告警和故障保护功能
电气自动化系统需要具有告警和快速的故障保护功能，并能对故障信息进行记录，还需要具备故障录波功能，以供电力系统技术服务和运行维护人员查询。
5、人机交互功能
电力系统电气自动化技术虽然能够自动控制电力系统主要设备的运行，但依然需要提供完善的人机交互接口，运行人员可以在人机界面上监控电力系统内设备的全部运行数据，在一些特殊工况，可以采用手动控制方式控制电力系统设备运行。
三、电力系统电气自动化技术关键技术分析
1、现场总线通信技术
对于实现标准通信协议的仪器或智能设备，控制器使用相同的协议进行通信，完成智能仪器的数据采集。对于使用非标准或自由协议的设备，控制器可以通过自由端口通信技术与其通信。通过控制器强大的数据采集功能，实现各种智能仪表的数据上传。控制器采集数据后，通过控制器内的逻辑程序与计算机监控系统进行通信。在通信过程中，计算机监控系统严格按照控制器所能支持的协议与控制器进行通信。例如，西门子S7-200系列控制器可以根据Modbus RTU协议向电气自动化无人值守监控系统上传设备数据信息，而倍福、巴合曼等控制器可以通过TCP/IP协议和计算机监控系统进行数据交互，控制器与电气自动化无人值守监控系统上位机的数据传输可通过星型或环型网络进行传输，对于距离较长的数据传输（超过200米以上距离），可以采用光纤网络进行数据传输。
2、远端监控技术
远端计算机监控技术是电力系统电气自动化技术的核心，利用自动保护装置、自动励磁装置、自动调速装置等电气自动化元件对电力系统进行控制和监视，并可对负荷进行控制和监视。同时可以而对整条输电线的调节、分配甚至运行进行自动控制。完善可靠的电气自动化监控系统能有效地完成机组和主要设备的运行控制，提高电厂的运行管理水平。远端监控系统通常采用冗余的双网结构，即上位监控系统和下位机控制设备之间采用双以太网线路进行数据交换和控制指令的下发，进而保证电力系统的安全稳定运行。
3、数据挖掘技术
近年来，大数据技术在工业生产领域正在广泛应用，对于电力系统电气自动化技术而言，也应该充分利用数据挖掘技术，在长期的电力系统运行过程中，积累了大量的历史运行数据和故障记录，电气自动化系统应对这些历史数据进行全面的分析和深入的挖掘，根据数据分析结果来不断优化电气自动化技术的控制策略和软件算法，从而进一步提升电力系统的运行效率和稳定性。
结语：综上所述，在电力系统运行管理中，采用电气自动化技术能够有效提高运行效率和设备可靠性，并提升经济效益。未来，随着我国智能化电网工作的不断推进，电气自动化技术将会得到更广泛的运用，为我国电力能源供给的升级发展提供更大的助力作用。
参考文献：
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[3]于晓斌.电气电气自动化技术在电力系统中的应用[J].装备制造技术，2016，03（11）：214-215+220
论文作者:李博
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/15
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