随着我国经济社会的不断发展，进入了高速高质量发展的阶段。近年来，各类电力负荷迅猛增加，用电量的急剧增长，致使电力工程也得到了快速的发展，从而使电力系统运行管理难度增大，系统出现故障和不稳定等问题经常出现，怎样科学合理地使电力设施设备有序的运行，就成为人们的研究方向。电力自动化通过自动检测技术、自动判定技术、自动控制技术、自动管理技术等多种方式实施，有效地保证我国电力系统高效稳定运行。利用电力自动化技术对电力工程进行进行实时、远程监测，分析电力系统运行的合理性，及时断开故障区域减少设备损失、减少停电范围，通过数据分析及时排除故障，这样达到以最大限度的减少国民经济损失，满足各种用户的需求。通过自动管理技术，合理分配电能，减少系统运行维护费，降低电力运行成本。
1电力自动化的内涵
电力系统是由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。 电力自动化是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度、自动化管理。它包括：发电控制的自动化（AGC），电力调度的自动化（具有在线潮流监视、故障判定、故障模拟、SCADA系统配电网的自动化，变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班。超高压输变电自动化，实现远距离调配电能、DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便）,配电自动化(DAS)，用户用电自动化。电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科，由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟；是电力系统一直以来力求的发展方向，同时，电力自动化技术也能实现对电网各层级的自动更新，有效地推动了电网自动化的发展。电力自动化技术在电力工程中的应用，可以实现对电力系统的全面动态控制，提高电力系统的维修能力，保证电力系统的稳定和安全。
2电力自动化技术运用的意义
2.1提高供电可靠性
电力系统运行的可靠性一直是电力部门追求的目标，电力系统包括了发、输、变、配、送等各个基本环节，每一个环节都涉及相关的设施设备，特别是配送两个环节涉及千家万户，各种行业。按可靠性要求可分为一、二、三类负荷用户，对于一类用户：是指突然中断供电后将会造成人身伤亡和严重污染，同时将造成巨大的经济上损失，造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的用户。二类用户：是指突然中断供电会造成经济上较大损失的；将会造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响的用户，由此可见供电的可靠性尤其重要。将电力自动化技术应用于电力工程，加强对电力系统的运行过程进行监测控制，在系统正常运行与故障后备用电源的自动切换，满足电力系统向用户长时间不间断持续供电要求，从而保障电力系统的可靠运行，提高电力系统的供电质量，满足各类负荷需要。在实际应用中，加强对电网的监测分析，有助于电力设备及工程技术的自动化改造升级，从而使整个电网的自动化程度得到进一步的提高，推进电网建设向网络化、数字化、智慧化转型，提升电网可靠性。
2.2满足系统安全性
安全性是要求电力系统中的所有电气设备必须在不超过它们所允许的电压、电流和频率的条件下运行，不仅在正常运行情况下应该如此，而且在事故情况下也应该如此。因此电力系统的安全性表征电力系统短时间内在事故情况下维持持续供电的能力，属电力系统实时运行中要考虑的问题。通过对电网的数据进行分析，实现对电网进行早期检修，从而达到提高供电效率、降低成本、保证电网安全运行的目的。电力工程设备的维修存在一定的风险，常规的维修方法是对故障区设备逐一进行查找维修，维修过程存在着很大的风险，甚至会危及到的生命。电力自动化系统的应用，可以通过计算机对数据分析判断故障设备，有针对性地进行故障诊断，并由自动化设备来进行维修，确保维护安全。
2.3保障系统稳定性
稳定性是指电力系统经受扰动后能继续向负荷正常供电的状态，即具有承受扰动的能力，一般分为：功角稳定、频率稳定和电压稳定。电力系统在运行过程中会出现许多扰动，如大型负荷投切，故障保护动作后、雷电等，电力网络将发生一段时间的波动。通过电气自动化技术在电网中快速投入阻抗器、 RC阻容器，防雷保护等方式来有效抑制扰动，确保电网稳定运行。
2.4确保系统灵活性
灵活性是指电网运行方式的灵活多变。为了确保电力系统可靠性，输变电接线方式有单母线、双母线、桥形、角形等多种形式，供电接线方式有放射式、干线式、环网式等。根据负荷不同等级，采用不同的接线方式，在不同的故障、区域电网的检修、故障维修间为了尽可能减少停电范围，需要电网从一种方式向另一种方式运行，电气自动化技术可根据潮流分析计算、系统稳定运行计算等，在保证安全运行的前提下，科学合理的解网和组网，确保电力系统的灵活运行。
3电气自动化运用
3.1电力发电自动化
我国电力发电主要有火力发电、水力发电、核能发电等，随着国家“碳达峰”、“碳中和”政策的持续推进落实，风电、光伏、生物质能源等新型清洁能源进入快速发展的新阶段。自动发电控制( Automatic Generation Control )AGC已基本实现，其基本的目标：保证发电出力与负荷平衡，保证系统频率为额定值，使净区域联络线潮流与计划相等，最小区域化运行成本。其基本功能为：负荷频率控制（LFC），经济调度控制（EDC），备用容量监视（RM），AGC性能监视（AGC PM），联络线偏差控制（TBC）等；但发电厂不是一个单一设备，它与自然环境密不可分，是多种工程的有机结合体，对于电厂的防洪、周边环境的温升等其它指标的监测与科学的处置措施应该列入自动控制，对于发电厂的土建工程、机械设备、管网配置等也要纳入自动监测和分析，从而更进一步实现发电自动化。
3.2变电站自动化
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。在特定的环境中，将AC-DC-AC转换过程。历经多年的发展，目前我国也有一部分任务简单变电站实现了无人值守变电站，但对于大型 变电站、枢纽变电站尚未实现。电力自动化的组网无线传输技术的兴起，5G网络的实现，为变电站自动化提供了信息传送平台。完全分散式的实现依托于如今发展很快的计算机及网络技术，特别是现场总线技术，解决以往系统中RS-485链路信息传输的实时性问题，以及信号传输的容量问题。变电站自动化系统面向对象技术已成为一个十分流行的趋势，即不单纯考虑某一个量，而是为某一设备配备完备的保护和监控功能装置，以完成特定的功能，从而保证了系统的分布式开放性。从技术发展的趋势看，将来的测控设备还将和一次设备完全融合，即实现所谓的智能一次设备，每个对象均含有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库。系统结构由集中式向部分分散式或全分散式发展，全部测控装置下放在就地，实现所有功能，而在控制室，取而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的便携机。
3.3输电线路自动化
输电线路的保护在电力系统发展至今已非常成熟，只是近年来我国电力长距离的调度，特高压输电线路的出现，需要加强保护的指标实现输电线路的保护和故障距离的检测计算。输电线路自动化监测可通过无线公网3G/GPRS/EDGE/CDMA1X通信传输方式，对输电线路的远程视频、微气象、杆塔倾斜、防盗报警、覆冰等线路情况进行监测并上传至监控中心。
3.4电力系统调度自动化
电力系统调度自动化要解决两个问题，一是实现电力监测系统（SCADA）测量数据、状态信息、控制信号的双向交换，二是实现协调功能，具有这两种功能的系统称为能量管理系统（EMS）。首先，电力自动化能够迅速地采集到所需的信息数据。由于电网工程比较复杂，往往需要采集大量的电网运行数据（电压、电流、频率、有功、无功、负荷等），设备自身运行的状态信息（水位水量、气量、油温、气压、位置等），电能的调度信息（括故障后的调度和满足人们生产生活的电能调度）。而这些信息需要整理、分类、查询、传送，要对这些数据与设计值进行对比分析，作出判断、报警、自动调控实现自动调度。其次，电力系统的自动化程度很高，电网的安全、稳定、可靠运行一直受到电网运行的高度关注，而传统的方法，往往需要工作人员时刻保持高度的警觉，一旦发现问题，立即进行维修，但仍然存在着调控不及时的问题。电力自动化系统通过计算机进行设定，对系统进行了实时的监测与分析，一旦出现数据偏离，提前分析判定系统中设备设施的运行情况，自动发出维护报警，通过计算机下达相应的命令，从而达到了自动控制的目的，减少了事故的发生。电网调度自动流程如图1。
3.5仿真与建模自动化
电力系统仿真是自动化技术的应用非常关键的一个部分。电网技术人员可以通过电力自动化技术中的仿真系统，对电网的运行数据更加精确的进行掌握，与此同时还可以通过仿真系统对电力系统进行相关的动态试验和稳态试验。为了能够更好的控制电网设备，实时仿真系统可以与电网设施相连，组成电力闭环系统。这样就可以更加灵活的对电力系统中的输电环节进行控制，其操作也非常简单。仿真系统不仅是智能电网的基础还能够使电网的保护工作更加完善，这样一来，更有利于电力技术管理人员掌握电力系统的负荷情况，这对电力调度的意义非常重大。通过现代软件建模科技（如BIM）融入电力系统仿真自动化技术，对电力系统中各设备设施进行建模运行，可以直观地看到各设备设施的三维运行情况，并实现操作控制。
3.6电力管理自动化
电力管理自动化主要包括：一是人员管理自动化，人员运行管理的权限与命令下达权限进行管理；二是财务管理自动化，对区域电力系统的整个发输变配送的各方面成本（建设成本的摊销、人员的工资、维修维护成本等）进行计算，与当月供电收入之间进行核算，计算赢亏，提出下月计划；三是档案管理自动化，分建设、生产、经营等档案进行分类管理和查询。四是发展计划管理，根据区域电力发展规划，提出合理的建设计划。
3.7设备故障诊断自动化
设备故障诊断系统是根据不同的设备特性和潜在的危险情况，在系统中设定了一个相对临界值，通过各自设备模块进入系统，并将实时采集数据（包括正常运行数据、故障时运行数据、故障保护后运行数据）导入，采用现代高级语言进行程序开发计算，当危险达到或超出设定的临界值时，就会发出相应的信号，可以让设备自己处理，实现设备故障诊断自动化。
结语：
电力自动化技术在电力系统中有着很大的应用价值，将伴随电力工程建设一起发展。对电力系统进行发、输、变、配、送等自动化的实施，更加科学合理的调配我国的电能资源，增加电力的操控能力，减少故障的发生，减少供电成本，让用户更加放心使用电能。同时也为进一步发展电力事业提出了方向，在今后的发展中创新和完善我国的电力工程技术和设备、提高电力工程调度管理的能力，助推电力工程走向智慧化管理，促进电力工程更加安全稳定运行，实现电力事业可持续发展。
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