电力系统自动化技术的集成与应用研究
作者 张学峰
发表于 2025年11月

【摘 要】随着电力系统向清洁化、智能化方向发展,自动化技术已成为保障电力系统安全、稳定、高效运行的关键支撑。文章系统研究了电力系统自动化技术的构成、集成架构及其在智能配电、新能源接入与故障恢复等核心场景中的应用。围绕“源-网-荷-储”协同控制理念,构建了面向未来电力系统的自动化集成架构,涵盖数据采集、实时控制、信息互联与调度优化等关键环节,以期为电力系统自动化技术的集成应用提供参考。

【关键词】电力系统;自动化技术;系统集成;实时控制;智能调度

引言

随着全球能源结构转型与可再生能源大规模接入,电力系统的运行面临前所未有的挑战。电力系统的电网稳定、负荷平衡、新能源并网运行等问题已经显现出诸多矛盾。为提高电网运行的效率和效益、提高电网运行的安全性和可靠性,依靠电力系统自动化技术进行综合化的控制是解决实际困难的有效方法。电力系统自动化技术是基于智能化控制、数据分析技术与实时调度技术的综合技术,可以解决不同种类的电力系统设备的一次控制和二次控制以及各类不同的电力系统控制问题。本文将探讨电力系统自动化技术的集成架构与关键应用,分析其在智能配电、新能源接入及故障恢复等领域的技术实现及实际效果,以期为未来电网的智能化建设提供技术参考。

一、电力系统自动化技术概述

(一)电力系统自动化的基本概念与框架

电力系统自动化是利用现代信息技术、通信技术、控制技术等实现对电力系统运行过程中对设备进行自动化监控、故障检测、状态评估、功率调节等的自动智能化控制。电力系统框架分为三层,分别为感知层、决策层和执行层。感知层利用实时数据采集装置来完成电力系统设备状态的在线监控,采集实时信息,包括电网、发电、负荷及新能源等信息;决策层利用各种数据处理、数据分析和预测算法,由自动化控制中心或者调度系统实现决策和优化,输出调度信息;执行层利用执行机构对设备进行直接控制与调节[1]。通过这个过程的信息集和反馈功能完成对电力系统的自动化控制,从而实现电力系统的稳定、可靠和经济运行。

(二)电力系统自动化的关键技术

电力系统自动化的关键技术涵盖了多个领域,其中最为核心的技术包括智能传感与监测技术、通信与数据传输技术、智能控制与优化算法,以及系统集成与协同调度技术。(1)智能传感监测技术是依靠精确的传感和监测器来监控和检测电网运行中各种关键信息,例如电压电流大小、电网功率、设备动态信息等;(2)通信与数据传输技术依靠通信网络保证各级电力系统数据传输的便捷性和可靠性;(3)智能控制与优化算法,例如基于大数据和人工智能等技术开发的电力调度优化算法,可以优化电网运行模式,完成负荷预测、功率平衡、故障诊断等工作,提高电力系统的快速响应能力;(4)系统集成与协同调度技术保证各子系统协同运行,通过集成管理平台对系统多级调度和全局运行状态信息进行优化计算,充分发挥电力系统的运行优势和工作效能。

二、电力系统自动化技术的集成架构

(一)电力系统自动化集成架构的需求与设计目标

电力自动化集成架构设计应满足电力安全可靠、灵活高效运行的要求,主要包括系统需要具备“高可靠性”,在系统出现各种复杂负荷特性、突然故障的工况下保障系统的快速响应和可靠恢复;“智能调度”,在新能源比重提高的背景下,对系统进行自适应智能调度,实现多种电源的互补和优化调度;“高效传输”,电力系统的自动化需要各种电力信息实时、高效采集、上传和反馈,获得及时且准确的信息;“层次化、模块化”,应对系统不同层次控制需求,支持自上而下控制、自下而上的分布式调度;“智能和经济”,实现先进的传感技术、通信技术以及智能算法等与系统生命周期全过程的结合,以提高系统的智能化水平和经济性[2]。

本文刊登于《消费电子》2025年23期
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