【摘 要】电力电气自动化是保障电网安全、稳定、高效运行的关键技术。文章梳理了智能调度控制系统、继电保护自动化、配电自动化终端技术等电力电气自动化核心技术体系,剖析了多源数据融合障碍、设备状态监测滞后、网络安全防护缺陷、新能源接入适配不足等现存技术问题。针对这些问题,提出了一套涵盖数据治理、智能诊断、安全防护、新能源适配等方面的技术对策体系。研究可为电力工程领域电力电气自动化应用提供理论参考和实践指引。
【关键词】电力工程;电力电气自动化;技术对策;智能电网;新能源适配
引言
当前,电网向智能化、泛在化、互动化方向演进,电源结构向低碳化、分布式方向重塑,这些变革对电力电气自动化提出了更高要求[1]。一方面,新型电力系统呈现出高渗透率可再生能源、大规模分布式电源、海量灵活性负荷等鲜明特征,电网运行的不确定性、波动性大幅提升;另一方面,能源流、业务流、数据流高度融合,电网规划、调度、控制、保护、管理等任务日益复杂。这就要求电力电气自动化向数字化、智能化、一体化方向加速跃迁,以更好地支撑新型电力系统对安全、高效、灵活的需求。
一、电力电气自动化核心技术体系
(一)智能调度控制系统
智能调度控制系统是电力电气自动化的大脑和中枢,负责电网运行的计划、控制、优化等核心任务。该系统依托多源异构数据融合,对电网全景态势进行感知、分析、预测,形成最优的调度控制策略。建设大数据平台,打通发电、输电、变电、配电等环节数据的壁垒,实现数据高效汇聚与共享;开发人工智能应用,利用深度学习、强化学习等技术,提升负荷预测、安全校核等核心业务的智能化水平;部署全域协同控制系统,统筹调度区内源网荷储多种资源,实现全系统的自愈控制、自适应优化[2]。
(二)继电保护自动化
继电保护是维系电网安全稳定的重要屏障。随着新能源、柔性直流等新型电力装备的广泛应用,电网故障特征更加复杂多变,传统继电保护面临着适应性不足的挑战。继电保护自动化通过数字化、智能化手段重塑保护体系,显著增强了故障识别、隔离能力。其一,全面应用光纤电流互感器、电子式互感器等智能一次设备,提高故障量采集的准确性、同步性;其二,发展以IEC 61850为代表的继电保护标准,构建覆盖变电站级、间隔层级、智能终端级的分布式保护体系;其三,研发基于大数据挖掘的自适应保护、广域保护、状态感知保护等新型算法,提升继电保护的鲁棒性和可靠性。图1展示了数字化变电站继电保护系统的架构。
(三)配电自动化终端技术
配电自动化是实现供电可靠性、电能质量提升的关键。智能配电终端作为其核心单元,集成了测量、控制、通信、智能等功能,是配电自动化的基础。大规模部署智能变压器终端、馈线终端等设备,实现配电数据的精准采集与融合共享;开发边缘计算专用芯片,利用现场可编程门阵列、特定应用集成电路等技术提升本地数据处理与优化控制能力;搭载配电自愈、无功优化等智能应用,增强供电可靠性和电压合格率。近年来,柔性配电、直流配电等新型配电技术方兴未艾,配电终端向模块化、即插即用方向演进,支持灵活、精细、智能的配电网络构建[3]。
二、现存技术问题
(一)多源数据融合障碍
随着电力物联网的建设,海量异构电力数据不断汇集,然而受制于信息标准不一、接口规范各异等因素,数据在汇聚、存储、交换等环节存在诸多障碍。


