試論電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)施問(wèn)題

徐 偉

（國(guó)網(wǎng)廈門(mén)供電公司，福建 廈門(mén) 361000）

試論電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)施問(wèn)題

徐 偉

（國(guó)網(wǎng)廈門(mén)供電公司，福建 廈門(mén) 361000）

隨著電力改革的深入，電力系統(tǒng)管理更加困難，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的作用日益突出，應(yīng)用越來(lái)越多。本文先對(duì)其功能和應(yīng)用進(jìn)行了分析，然后結(jié)合實(shí)例探究了一種新控制系統(tǒng)ESC系統(tǒng)。

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)；ESC系統(tǒng)；安全穩(wěn)定

0 引言

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是建立在電子信息和自動(dòng)化技術(shù)之上的，以電氣控制系統(tǒng)為核心，以電動(dòng)機(jī)為主要傳輸動(dòng)力，具有自動(dòng)檢測(cè)、信息控制等多項(xiàng)功能，利用自動(dòng)化技術(shù)可使各項(xiàng)電氣設(shè)備自主控制完成電力生產(chǎn)任務(wù)。將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，可有效解決其復(fù)雜結(jié)構(gòu)帶來(lái)的一系列問(wèn)題，降低工作難度，減少人工勞動(dòng)量，進(jìn)而維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還有一些不足之處應(yīng)引起重視，促進(jìn)該技術(shù)在未來(lái)有更好的發(fā)展。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的功能及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1 功能

首先是自動(dòng)控制功能，即對(duì)電力設(shè)備的自動(dòng)控制，是自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要體現(xiàn)。多采用分散式控制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)操作系統(tǒng)的控制，運(yùn)行中若有設(shè)備出現(xiàn)異常，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并將故障電路切除，以免有電流經(jīng)過(guò)，使得故障進(jìn)一步擴(kuò)大。而電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，線(xiàn)路復(fù)雜，要想準(zhǔn)確切斷電路，還需依靠分散控制來(lái)完成，所以說(shuō)自動(dòng)控制功能是維護(hù)系統(tǒng)整體穩(wěn)定的一個(gè)重要保障。

其次是保護(hù)功能，受內(nèi)部運(yùn)行或外部環(huán)境影響，電力設(shè)備難免會(huì)出現(xiàn)各種故障，進(jìn)而影響到系統(tǒng)安全。而電氣自動(dòng)化控制技術(shù)則能夠保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全，如輸入電壓不穩(wěn)定時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)控制設(shè)備自動(dòng)將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，保護(hù)設(shè)備內(nèi)部的元件和導(dǎo)線(xiàn)不被損壞，將可能會(huì)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，盡可能地保護(hù)設(shè)備安全。電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)的承受能力有限，一旦電流過(guò)大，必將受損，所以說(shuō)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，可提高設(shè)備的使用壽命。

此外是監(jiān)督功能，主要是監(jiān)督不穩(wěn)定電流，因?yàn)殡娏鞑环€(wěn)定時(shí)，對(duì)設(shè)備危害較大，自動(dòng)化控制系統(tǒng)則能對(duì)其加以監(jiān)督。此時(shí)顯示器上的指針會(huì)有所偏移，且信號(hào)燈閃爍，提示工作人員對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行檢查。進(jìn)而控制不穩(wěn)定電流，避免故障發(fā)生。

1.2 應(yīng)用

首先是電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，為生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)者必須具備極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并了解當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，以及產(chǎn)品的用途和工作環(huán)境。以往多以經(jīng)驗(yàn)為主，缺少科學(xué)性，而且工作量較大，精確度低。而現(xiàn)代化產(chǎn)品則要利用高科技和現(xiàn)代化工具，如計(jì)算機(jī)等。另外，控制理論也越來(lái)越成熟，尤其是專(zhuān)家系統(tǒng)、遺傳算法等的應(yīng)用，為產(chǎn)品提供了質(zhì)量保障。

其次是設(shè)備故障的診斷，現(xiàn)代化電氣設(shè)備功能增多，智能化程度越來(lái)越高，故障也變得更加復(fù)雜，具有非線(xiàn)性的特點(diǎn)，檢測(cè)處理難度加大。傳統(tǒng)的方法顯然已不適用，而當(dāng)前則逐漸形成了一套設(shè)計(jì)理論，以此對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)。這是一大創(chuàng)新，在智能化產(chǎn)品故障檢測(cè)中較為適用，效率很高。當(dāng)然還可以結(jié)合模糊邏輯系統(tǒng)等使用，進(jìn)一步提升檢測(cè)效率。

2 新型電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 案例

某電力企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，降低故障發(fā)生頻率，于2003年引進(jìn)了DCS系統(tǒng)。隨著用電需求的增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜多變，DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可控制輸入輸出設(shè)備，從而采集系統(tǒng)的有關(guān)信息，并進(jìn)行分析處理，然后對(duì)功率計(jì)電壓等加以適當(dāng)調(diào)整。該系統(tǒng)以控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，具有分散控制、分級(jí)管理、集中操作等功能，在電力生產(chǎn)中一度發(fā)揮著重要作用。但隨著電網(wǎng)事業(yè)的改革，這種系統(tǒng)的弊端日益顯現(xiàn)，信息處理量有限，抗干擾能力較差，接線(xiàn)復(fù)雜，成本昂貴，且反應(yīng)太慢，往往不能很好地處理瞬態(tài)電信號(hào)。為此，企業(yè)于2007年開(kāi)始引進(jìn)并應(yīng)用電氣監(jiān)控管理系統(tǒng)（Electric Control System），簡(jiǎn)稱(chēng)ESC系統(tǒng)，這是對(duì)計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等技術(shù)的綜合應(yīng)用，可對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化裝置進(jìn)行有效的測(cè)量控制，并保護(hù)其安全。

2.2 ESC系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括以下3層：（1）間隔層：由多個(gè)智能元件構(gòu)成，如直流接地選線(xiàn)裝置、常用電壓保護(hù)裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期控制裝置等，可完成系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)化功能。多是通過(guò)嵌入式軟硬件技術(shù)開(kāi)發(fā)的，由CPU、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等設(shè)備；（2）通信管理層：主要由通信網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的管理裝置組成，利用以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將DSC系統(tǒng)、各項(xiàng)智能設(shè)備及其他子系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信工作；（3）站控層：包括各種專(zhuān)業(yè)軟件、通訊接口、服務(wù)器和監(jiān)控設(shè)備，且軟件都具有數(shù)據(jù)采集、故障診斷的功能。

2.3 特點(diǎn)和功能

ECS 系統(tǒng)采用通信管理層和站控層組態(tài)一體化的設(shè)計(jì)，可保證組態(tài)調(diào)試的一次性完成，進(jìn)行調(diào)試時(shí)可以更加方便，并且符合人的操作習(xí)慣。并且從整體出發(fā)綜合考慮系統(tǒng)的通信功能，保證站控層、通信層、間隔層的通信速度，并開(kāi)設(shè)與 DCS、 MIS、 SIS 的通訊接口。并且 ECS 與 DCS 互相通信是不受限制，還可以節(jié)省大量的通信纜線(xiàn)和變送器。ECS 采用先進(jìn)可靠地自動(dòng)化電氣裝置，完全可以不受通訊功能限制并可以獨(dú)立運(yùn)行，保證了系統(tǒng)的安全性和可靠程度。

ECS 系統(tǒng)的間隔層采用保護(hù)測(cè)控裝置，抗干擾能力強(qiáng)，適用于復(fù)雜環(huán)境。且系統(tǒng)還采用了冗余容錯(cuò)技術(shù)，包括雙現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、 站控層設(shè)備冗余等多種措施，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)保護(hù)測(cè)控裝置局采用高性能的 DSP 并 IJ 微處理器，硬件系統(tǒng)采用多 CPU 智能化結(jié)構(gòu)，大大提高了數(shù)據(jù)的處理速度。

3 結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中起著重要作用，可保護(hù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定，提高工作效率。在今后，將進(jìn)一步朝著智能化方向發(fā)展，有很多事項(xiàng)需注意，對(duì)于其中存在的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)解決。

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