電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化技術(shù)控制芻議

1.國(guó)網(wǎng)濟(jì)南供電公司變電檢修室；2國(guó)網(wǎng)章丘市供電公司調(diào)度中心

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。其對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量的控制也有非常顯著的改善作用。但是，在當(dāng)前電氣自動(dòng)化方面還有一些問題，因此，需要我們加強(qiáng)多電氣自動(dòng)化問題的控制。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電氣自動(dòng)化：技術(shù)：措施

前言

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要內(nèi)容有電 力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、火電場(chǎng)自動(dòng)化、水電廠自動(dòng)化等。現(xiàn)代電力系統(tǒng)技術(shù)上的發(fā)展主要以“大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓、高度自動(dòng)化”為特征來描述。21世紀(jì)，信息科技革命的到來，使得數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，它們?cè)陔姎夤こ贪l(fā)展過程中的引進(jìn)日益提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。同時(shí)，潔凈煤技術(shù)、水電開發(fā)、核電的發(fā)展也越來越得到重視；新能源的開發(fā)利用，特別是可再生能源的開發(fā)利用也是現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，建立健全的電力市場(chǎng)機(jī)制是提高效率、降低成本，促進(jìn)電力資產(chǎn)的合理利用與發(fā)展的有效保證。

一.電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化技術(shù)

1.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

現(xiàn)代的電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)信息收集和顯示系統(tǒng)，以及供實(shí)時(shí)計(jì)算、分析、控制用的軟件系統(tǒng)。信息收集和顯示系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、安全檢測(cè)、運(yùn)行工況計(jì)算分析和實(shí)時(shí)控制的功能。在發(fā)電廠和變電站的收集信息部分稱為遠(yuǎn)動(dòng)端，位于調(diào)度中心的部分稱為調(diào)度端。軟件系統(tǒng)由靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)、自動(dòng)發(fā)電控制、最優(yōu)潮流、自動(dòng)電壓與無功控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、最優(yōu)機(jī)組開停計(jì)劃、安全監(jiān)視與安全分析、緊急控制和電路恢復(fù)等程序組成。

2.變電站自動(dòng)化

電力系統(tǒng)中變電站與輸配電線路是聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶的主要環(huán)節(jié)。變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備；二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜；操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化；運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

3.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是指在電力工程現(xiàn)場(chǎng)將智能的自動(dòng)化裝置以及儀表控制設(shè)備進(jìn)行連接，形成一體化的多向、串行、多站和數(shù)字化的信息網(wǎng)絡(luò)，從而可以將數(shù)字通信、控制、智能傳感器以及計(jì)算機(jī)等融為一體而形成的綜合性的技術(shù)。在電力工程中，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，通過現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以將變送器所控制的總的用電量收集后，將信號(hào)進(jìn)行控制后集中到主控計(jì)算機(jī)上，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算進(jìn)而做出判斷，并最終將指令發(fā)送到控制設(shè)備上，從而實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用是通過分散電力工程中的控制功能，并配備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行被控設(shè)備的信息處理，將信息與計(jì)算機(jī)相連接后，便不需要實(shí)現(xiàn)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的控制，只需對(duì)信息進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度即可。

4.適應(yīng)光電互感器技術(shù)的新型繼電保護(hù)及測(cè)控裝置

電力系統(tǒng)采用光電互感器技術(shù)后，與之相關(guān)的二次設(shè)備，如測(cè)控設(shè)備，繼電保等裝置的結(jié)構(gòu)與內(nèi)部功能將發(fā)生很大的變化。首先省去了裝置內(nèi)部的隔離互感器、A/D 轉(zhuǎn)換電路及部分信號(hào)處理電路，從而提高了裝置的響應(yīng)速度。但需要解決的重要關(guān)鍵技術(shù)是為滿足數(shù)值計(jì)算需要對(duì)相關(guān)的來自不同互感器的數(shù)據(jù)如何實(shí)現(xiàn)同步采樣，其次是高效快速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。

5.智能保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化

對(duì)電力系統(tǒng)電保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于新型繼電保護(hù)裝置中，使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于 35～500 kV 各種電壓等級(jí)變電站。微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平，變電站綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

6對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真技術(shù)開展的研究

我國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真技術(shù)開展了深入的研究，重點(diǎn)研究了電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模和負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性建模，同時(shí)將國(guó)外先進(jìn)的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)引入到國(guó)內(nèi)，構(gòu)建了基于混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)不但能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，而且能夠聯(lián)合多種控制裝置，形成閉環(huán)系統(tǒng)，從而確保科研人員能夠完成對(duì)新裝置的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。

7、電氣工程當(dāng)中發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)控制

在電氣工程當(dāng)中，發(fā)電廠分散的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際工程運(yùn)用中通常采用的是分層結(jié)構(gòu)，主要是由以太網(wǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控站及高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)等方面構(gòu)成。其中遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是由主控制模板上智能輸出和輸入總線上進(jìn)行通訊，當(dāng)中這個(gè)過程可以直接的用在生產(chǎn)運(yùn)行中去，并直接接受受熱電阻和現(xiàn)場(chǎng)輸送器設(shè)備的信號(hào)中去，可以在計(jì)算完成后對(duì)電氣設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)輸出，最終實(shí)現(xiàn)電氣工程中自動(dòng)化控制技術(shù)生產(chǎn)過程中控制和監(jiān)測(cè)功能的應(yīng)用。

二.加強(qiáng)電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化措施

1、控制設(shè)備的相關(guān)散熱防護(hù)

對(duì)于電子設(shè)備的相關(guān)可靠性造成影響的一項(xiàng)廣泛因素就是溫度。對(duì)于半導(dǎo)體的相關(guān)分立器件的實(shí)際散熱狀況需要進(jìn)行考慮，對(duì)于其實(shí)際功率在 100mW之下的晶體管，通常不使用散熱器；要對(duì)于散熱器的表面進(jìn)行處理，使得其粗糙度能夠適宜并且表面呈現(xiàn)黑色，從而增強(qiáng)器輻射換熱；對(duì)于一些熱敏感的相關(guān)半導(dǎo)體的期間，在進(jìn)行安裝的過程中需要運(yùn)氣其實(shí)際耗散功率比較大的一些元器件。

2、提高技術(shù)人員綜合素質(zhì)

電氣自動(dòng)化技術(shù)可否獲得技術(shù)上的進(jìn)步和飛躍，主要還是取決于科研技術(shù)人員。因此，在各科研院中，在研發(fā)電氣自動(dòng)化技術(shù)的過程中，在裝配和設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)之前，首先應(yīng)該對(duì)技術(shù)人員實(shí)施專業(yè)化的教育，加大對(duì)其的技能培訓(xùn)，使其熟練掌握電氣自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)，繼而使其對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新與改進(jìn)。

3、實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)量以及控制的一體化

基于人員的配備、專業(yè)的分工以及運(yùn)行體制的不同，當(dāng)前我國(guó)所設(shè)計(jì)的電力自動(dòng)化系統(tǒng)采用的是在站內(nèi)實(shí)施監(jiān)控與采集數(shù)據(jù)，以此來保護(hù)系統(tǒng)，提供更為清晰的故障分析界面和處理界面等。若從系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)、設(shè)備重復(fù)配置的減少、維護(hù)工作量的簡(jiǎn)化以及技術(shù)合理性、科學(xué)性等方面來進(jìn)行考慮的話，在今后社會(huì)發(fā)展過程中，電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該把保護(hù)、測(cè)量以及控制等功能結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)一體化管理，這樣才可將其優(yōu)勢(shì)更好地體現(xiàn)出來。

結(jié)語(yǔ)：

電氣工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，電氣自動(dòng)化是現(xiàn)代電氣工程的重要組成部分。電氣自動(dòng)化的主要優(yōu)勢(shì)在于管理功能強(qiáng)、自動(dòng)化性能高、實(shí)時(shí)性好等方面，可保障用戶的電能質(zhì)量與供電的可靠性，提高用戶對(duì)服務(wù)的滿意率，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比明顯占有強(qiáng)大的優(yōu)越性，創(chuàng)造出良好的社會(huì)效益。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，我們應(yīng)積極關(guān)注并吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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