電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

張 磊

（祥源商業(yè)資產(chǎn)管理運(yùn)營有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

跟著數(shù)字信息技術(shù)的迅速發(fā)展與應(yīng)用，已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求是電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)模式，制約著行業(yè)的進(jìn)步。本文針對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了在這一領(lǐng)域的發(fā)展方面，為更好地應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)服務(wù)于電力系統(tǒng)，提供了新的思路。

1 變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。當(dāng)電力電子器件進(jìn)論文聯(lián)盟www.lwlm.com 整理人第二代后，更多早采用PWM 變換器了、采用PWM 方式后，提高了功率因數(shù)，減少了高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響，解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題。

但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用在定轉(zhuǎn)子上，使電機(jī)繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。開關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。

1986 年美國威斯康星大學(xué)Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開關(guān)’，其開關(guān)損耗較大，限制了開關(guān)在頻率上的提高。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。

2 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的計(jì)算

在調(diào)劑自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于各類緣由使得YC 的收集其實(shí)不能十分周全，如某一線路只收集了有功、無功，但卻未收集電流，是以我們可以采樣下式計(jì)較：

I=1.732×/U

主變壓器模式(以三繞組變壓器為例)：

∑P=0

∑Q=0

對(duì)于一臺(tái)三繞組變壓器，遠(yuǎn)測(cè)誤差P 可用以下公式計(jì)較：

P=P1+P2+P3+P4

式中P1——主變壓器一次測(cè)總有功(收集量)；

P2——主變壓器二次測(cè)總有功(收集量)；

P3——主變壓器三次測(cè)總有功(收集量)；

P4——主變壓器消耗。

說明：（1）?WTBX?P?WTBZ?為各遠(yuǎn)測(cè)代數(shù)和差值。（2）遠(yuǎn)測(cè)收集量符號(hào)界說為以母線為參考點(diǎn)，進(jìn)母線為負(fù)，出母線為正。（3）以下計(jì)較均不異。

正常情況下我們將遠(yuǎn)測(cè)誤差P 的越限報(bào)警范圍設(shè)定在比主變消耗稍年夜一些范圍內(nèi)，當(dāng)遠(yuǎn)測(cè)誤差P 跨越這個(gè)范圍，即認(rèn)定主變1、2、三次側(cè)的某一收集值泛起了問題。

一樣可用上公式計(jì)較出Q6

Q6=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

式中Q5——抵償無功；

Q6——無功誤差。

3 電力系統(tǒng)對(duì)電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展要求

隨著電力系統(tǒng)向著大型、復(fù)雜化方面發(fā)展，對(duì)電氣自動(dòng)化控制的要求也提出了更高的要求。具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

3.1 電力系統(tǒng)控制的信息化要求

當(dāng)前的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)水平，對(duì)電力行業(yè)的信息化要求越來越高，同時(shí)，對(duì)電力行業(yè)本身來說，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效益的要求也越來越重要，這就要求在電力系統(tǒng)的控制方面具有更高的安全和自動(dòng)化水平。電氣自動(dòng)化技術(shù)在信息化發(fā)展的基礎(chǔ)上，不僅具有自動(dòng)操控機(jī)器運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)，而且在數(shù)據(jù)分析、處理和部門管理方面也有了重要的突破。把電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，不僅可以提高電力設(shè)備的使用效率，而且便于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的信息化和智能化水平。

3.2 電力系統(tǒng)的安全可靠性要求

電力系統(tǒng)是關(guān)系到社會(huì)生活和各行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的經(jīng)濟(jì)命脈，而隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)對(duì)電力系統(tǒng)的依賴程度的提高，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性要求也越來越重要。這就要求電力系統(tǒng)具備高效的維護(hù)效率，更加易于控制和操作，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求能夠及時(shí)做出診斷和修復(fù)。而電氣自動(dòng)控制化系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的控制，具有便于操作控制、穩(wěn)定可靠的突出優(yōu)點(diǎn)，可以及時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)中的故障和問題做出調(diào)整，降低了操作的難度和復(fù)雜性，減少了人力的耗費(fèi)。

4 在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀

4.1 電力系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)

4.1.1 仿真技術(shù)

在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化仿真技術(shù)，不但能夠及時(shí)地處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，提供虛擬的系統(tǒng)運(yùn)行操作和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還可以實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)控制和操作的實(shí)時(shí)、同步進(jìn)行，對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行模擬、分析和診斷，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率和效果，特別是在新系統(tǒng)設(shè)備的測(cè)試方面更具有重要的作用。

4.1.2 智能技術(shù)

智能控制技術(shù)是目前控制理論的新成果，適用于對(duì)模型不確定、非線性、要求較高的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制。借助于電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制，大力提高電力系統(tǒng)的控制靈敏度，借助于網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)傳遞的性質(zhì)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和問題，迅速做出解決方案，降低電力系統(tǒng)因故障所帶來的損失，完善電力系統(tǒng)的漏洞，促進(jìn)提高系統(tǒng)的效率。

4.1.3 動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)

動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)是新一代監(jiān)控系統(tǒng)，它是在GPS 技術(shù)和SCADA 技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種新突破。這一技術(shù)主要有四個(gè)組成部分：同步定時(shí)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、中央信號(hào)處理系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)相量測(cè)量系統(tǒng)。通過GPS 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的測(cè)量、通信實(shí)時(shí)和同步，給控制相量工作提供實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)。特別是當(dāng)前的電力系統(tǒng)的調(diào)度和監(jiān)測(cè)逐漸由原來的穩(wěn)態(tài)、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)監(jiān)測(cè)向動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變和發(fā)展，成為電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的主要發(fā)展潮流，標(biāo)志著電力系統(tǒng)中的安全監(jiān)測(cè)邁向了實(shí)時(shí)控制的時(shí)代，這對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全、可靠和穩(wěn)定地提供高質(zhì)量的電力能源具有重要的意義。

4.2 電力系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的領(lǐng)域

4.2.1 變電站自動(dòng)化

在變電站的自動(dòng)化控制中，是電力系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)主要領(lǐng)域。借助于電氣自動(dòng)化技術(shù)，運(yùn)用程序化的裝置取代常規(guī)性的電磁式設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)各種設(shè)備的有效控制，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全過程的監(jiān)控，能夠滿足變電站各種設(shè)備的運(yùn)行和操作，成為電力系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化中重要的組成部分。

4.2.2 電網(wǎng)自動(dòng)化

在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波、配網(wǎng)的模型及高級(jí)應(yīng)用軟件、地理信息與配網(wǎng)一體化方面取得了重大的技術(shù)突破。通過自動(dòng)化技術(shù)中的數(shù)字信息處理能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)變電站、服務(wù)器、工作站等的控制和調(diào)度，通過電力系統(tǒng)專用的廣域網(wǎng)連結(jié)，可以對(duì)范圍以內(nèi)的電廠、各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度和控制中心、變電站等的終端設(shè)備進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的分析，判斷整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行是否處于安全狀態(tài)。

4.3 智能保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化

該理論主要對(duì)電力系統(tǒng)保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國內(nèi)外最新的人工智能、綜合自動(dòng)控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信、自適應(yīng)理論、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于新型的繼電保護(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)，從而大大提高了電力系統(tǒng)的安全水平。

5 結(jié)語

在電力系統(tǒng)的構(gòu)建和運(yùn)營中，電氣自動(dòng)化技術(shù)所起的作用越來越重要，因此，更需要不斷進(jìn)行理論和實(shí)踐創(chuàng)新，擴(kuò)大電氣自動(dòng)化的使用范圍和效率，增強(qiáng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用和功能，從總體上促進(jìn)電力系統(tǒng)向著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展，使這一技術(shù)能夠更好地為電力系統(tǒng)服務(wù)，提高電力系統(tǒng)的效率，促進(jìn)電力系統(tǒng)的健康發(fā)展。

［1］胡榮榮.電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探析[J].機(jī)電信息,2012(30).

［2］任杰.電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用淺談[J].理論研究,2012(3).