电网变电运行设备自动化控制技术分析

电网变电运行设备自动化控制技术分析

罗海田

广西电网有限责任公司河池供电局，547000，广西壮族自治区

摘要：电网变电运行设备作为电力能源转化的核心要素，承担着十分重要的功能作用，国民经济建设离不开电力的支持，加大电网变电运行设备自动化控制技术力度，确保电力能源传输供应安全可靠，以及有助于减少电力能源的不必要损耗。本文以电网变电运行设备自动化控制系统特点为切入点，重点分析了电网变电运行设备自动化控制技术设计流程。

关键词：电网变电；运行设备；自动化控制技术

前言：传统模式下的电网变电运行设备控制技术难以实现集成化、智能化和自动化目标，导致设备控制信息无法做到双向交互，信息分割现象较为严峻，信息共享的及时性和准确性无法保证。在这一背景下，加强电网变电运行设备自动化控制技术研究具有重要的现实意义，借助于计算机网络技术和智能化控制技术来对设备的实际运行状况实现全方位把控。

一、电网变电运行设备自动化控制系统特点

（一）综合化

    电网变电运行设备自动化控制系统隶属于微机控制系统范畴，是以计算机技术、模块化软件分析技术以及移动通信技术为支持来进行数字化集成管理，以此来自动化调节电网能源输送分配，因此，综合化功能是系统的显著特点。自动化控制行为是经由人工智能与物联网海量收集分析设备运行过程中涵盖的多元数据，利用通信技术将正确指令下达给相应的工作人员，一旦发现设备存在一定的安全问题，则可以第一时间发出提醒预警，技术人员远程操控修正。

（二）智能化

    智能化则是电网变电运行设备自动化控制系统最为突出鲜明的特点，智能化有助于缓解相关工作人员的工作强度，从根本上把控工作过程中出现的问题以及设备故障率。系统智能化的表现主要在于，能够随着具体的工作需求来自动调节指令，只需在操控中心输入所需参数就可以实现，同时系统还可以对电力设备实施全天持续化的诊断与监测，为后续设备检查维修提供便利[1]。

（三）微机化

微机化结构则是电网变电运行设备自动化控制系统的核心组件。微机是指通过计算机硬件设备的小型化而建立的指挥调度中心，微机结构是设备能够自动运行的决定因素。计算机集群为云数据存储和大数据智能计算所服务，真正落实到电力能源从生产到最终分配的整个过程，实时监测设备是否存在故障问题，及时下达控制指令，对电力运输网络进行有效调节，将出现安全事故的几率降至最低。
二、电网变电运行设备自动化控制技术设计流程
（一）实时监测重要参数

在传统电网变电运行设备控制技术的基础上，加强自动化控制技术应用，将设备中的实时监测重要参数提取出来，以空间和时间降维相结合的方式来捕捉到状态数据的多维度特征，找到具有鲜明关联性的序列信息，进而分析出电网变电运行设备序列间的相关关系和变化关系。立足于关联规则挖掘方式，自动化地整合分析电网变电运行设备中每一变量的组合关系和具体规则，进而准确找到设备状态数据各项集的关联性。分别假设出设备状态自动控制数据库以及其子集，定义变量相对应项集的因果可能性，借助于序列支持度来定义出2个不同的数据库子集可能一起出现在自动化控制操作的几率，得到相应的表达式。与此同时，采取将滑动窗口引入的方式来假设出电网变电运行设备实时监测重要参数的时间序列，提取出数据库基本项，按照滑动窗口的序列变化表现，分别计算出其各自的支持度。此外，在有限元分析软件的支持下，各规则的置信度也可以被准确计算出来，与阈值范围对比，超出阈值需按照上述流程进行二次操作处理，未超过则表明可以将电网变电运行设备实时监测参数对外输出[2]。
（二）构建自动控制数据通信层

电网变电运行设备自动化控制系统中，自动控制数据通信层所承担的功能作在于信息数据传输，是扮演着重要角色的通道，能够直接影响设备自动化控制的无缝透明接入状况和网络协同运行表现。当电网处于运行状态下时，需全面系统化地分析变电站级系统组网以及供电区域组合结构，对其运行状况做出正确判断，找到所隐含的问题。构建自动控制数据通信层，需借助于物联网通信技术，该层次由传感器网络层、自动监测终端网络层以及信息汇集网络层三部分组成。从传感器网络层来说，在其中加入了监测网络接入管理功能，以此实现设备状态信息的持续化搜集，利用短距离无线通信技术自动回传反馈至控制中心。由控制中心通过初步处理捕捉提取到有用信息，按照其特征和结构来自动形成网状组网，且带有转发功能。该层次的动态重构性十分突出，以太网可以对设备处于运行状态下的变化进行控制，随着电能传输路径被细化成多数量的逻辑子网，其数据通信的实时性在原有的基础上进一步增强。从自动监测终端网络层来说，需衡量设备信息汇集的具体要求和变电站的电压等级，确保其具有统一的IP，性能表现优越。通信方式则同步采取有线和无线双重方式，以便数据信息传输及时高效。从信息汇集网络层来说，因为具有十分严格的通信时效要求，所以信息汇集传输的载体选择应用光纤组网，纵向交互表现更为突出。

（三）完善运行设备自动化控制平台

当电网变电运行设备自动化控制技术在通信层的构建完成后，则还需进一步完善电网变电运行设备自动化控制平台。以特定的接口类型加强通信层延展性和安全性，以此为基础应用自动化控制器，将通信层和控制平台联系在一起，促使后者具有通信和控制的双重功能。同时位于平台配网终端加设现场监测和自动控制单元，实现设备的全面控制与故障问题自动化识别。自动化控制平台要尤其关注电网变电运行设备处于运行状态下的电流、电压以及负荷承载的变化情况，一旦监控到异常行为，平台自动化故障处理的过程中还向外发出报警信号。平台中的自动化网络可以快速定位到设备故障位置，第一时间将其隔离控制起来，通过连接控制中心供电网络，达成远程调控目标。再加上因为电网变电运行设备中含有类型多样且大量的元件，所以控制平台要具有突出的配电网工作调控功能，做到自动化匹配突发故障区间。
（四）开展对比实验

为了确保上述电网变电运行设备自动化控制技术应用设计流程合理化，验证技术可行性，还要开展必要的对比实验。将本文所设计的自动化控制技术和数字孪生技术的电网变电运行设备控制技术进行对比，以设备中各个元部件的实际运动状况为基础，通过有限元分析软件来对其材质属性进行自动定义，同步生成约束符来表现出良好的结构运动关系适应性[3]。构建出时间序列设备自回归模型，在其中分别输入系统的记忆性和设备处于运行状态下的低动态性，以此获得设备的具体状态量变化。利用分析软件测量2种自动化控制技术应用在电网变电运行设备内部自动化无功补偿装置内的响应时间，得到相应的周期变化图。通过对比分析结果可以看出，上文所设计的电网变电运行设备自动化控制技术有着较短的自动化控制周期，可以高质量完成自动化控制要求，优势表现十分突出。
结论：综上所述，传统模式下的电网变电运行设备自动化控制技术存在着一定的局限性，控制精度和效率都处于较低水平，已经难以契合现阶段配电网高速运行的实质需求，对该技术进行深入研究，设计流程为实时监测重要参数、构建自动控制数据通信层、完善运行设备自动化控制平台以及开展对比实验，为电网电能的安全传输和供应发挥助力作用。
参考文献：

[1]王若松,曾艳. 电网变电运行设备自动化控制技术研究[J]. 自动化应用,2022,(09):90-92.

[2]覃斌. 电网变电运行设备自动化技术及维护探析[J]. 技术与市场,2020,27(02):161+163.

[3]宋洁琼. 电网系统变电运行安全管理与设备维护分析[J]. 科技视界,2018,(11):234-235.