淺談電力自動(dòng)化發(fā)展和技術(shù)

李 妍

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一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化總的發(fā)展趨勢

(一)當(dāng)今電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

電力系統(tǒng)在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展；在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對多機(jī)系統(tǒng)模型來處理問題；在理論工具上越來越多地借助于現(xiàn)代控制理論；在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用；在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。

(二)整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)；由高電壓等級向低電壓擴(kuò)展，例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))；由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA(監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展；由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展；裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護(hù)技術(shù)的演變；追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如勵(lì)磁控制、潮流控制；由以提高運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、效率為完成向管理、服務(wù)的自動(dòng)化擴(kuò)展，例如MIS(管理信息系統(tǒng))在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

二、電力自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

現(xiàn)場總線(Fieldbus)被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，隨著工業(yè)電網(wǎng)的日益復(fù)雜工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)版權(quán)所有，人們對電網(wǎng)的安全要求也越來越高，現(xiàn)場總線控制技術(shù)作為一門新興的控制技術(shù)必將取代過去的控制方式而應(yīng)用在電力自動(dòng)化中。

三、無線技術(shù)

無線通訊技術(shù)因其不必在廠區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行繁雜、昂貴的布線，因而有著誘人的特質(zhì)。位于現(xiàn)場的巡視和檢修維護(hù)人員借此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯(lián)系，并實(shí)現(xiàn)信息共享。此外，無線技術(shù)還具有高度靈活性、易于使用、通過遠(yuǎn)程鏈接可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方設(shè)備或系統(tǒng)的可視化、參數(shù)調(diào)整和診斷等獨(dú)特功能。無線技術(shù)的出現(xiàn)及快速進(jìn)步，正在賦予電力工業(yè)領(lǐng)域以一種嶄新的視角來觀察問題，并由此在電力流程工業(yè)領(lǐng)域及資產(chǎn)管理領(lǐng)域，開創(chuàng)一個(gè)激動(dòng)人心的新紀(jì)元。

盡管目前存在多種無線技術(shù)漢陽科技，但僅有幾種特別適用于電力流程工業(yè)。這是因?yàn)闊o線信號通過空間傳播的過程、搭載的數(shù)據(jù)容量(帶寬)、抗RFI(射頻干擾)/EMI(電磁干擾)干擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性，還有成本，都因無線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的不同而不同。因此，很多用戶都傾向于“依據(jù)具體的應(yīng)用場合，來選定合適的無線技術(shù)”。控制用的無線技術(shù)主要有GSM/GPRS(蜂 窩 )、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自組織網(wǎng)絡(luò)等，其中尤以Wi-Fi和WIMAX應(yīng)用增長速度最快，這是因?yàn)槠湓趲捄桶踩阅芊矫孑^優(yōu)、在數(shù)據(jù)集中和網(wǎng)絡(luò)化方面具備卓越的安全框架、具有主機(jī)數(shù)據(jù)集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。

四、信息化技術(shù)

電力信息化包括電力生產(chǎn)、調(diào)度自動(dòng)化和管理信息化兩部分。廠站自動(dòng)化歷來是電力信息化的重點(diǎn)，大部分水電廠、火力發(fā)電廠以及變電站配備了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；相當(dāng)一部分水電廠在進(jìn)行改造后還實(shí)現(xiàn)了無人值班、少人值守。發(fā)電生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平。電力調(diào)度的自動(dòng)化水平更是國際領(lǐng)先，目前電力調(diào)度自動(dòng)化的各種系統(tǒng)，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省電力調(diào)度機(jī)構(gòu)全部建立了SCADA系統(tǒng)，電網(wǎng)的三級調(diào)度100%實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。華北電力調(diào)度局自動(dòng)化處處長郭子明說，早在20世紀(jì)70年代華北電力調(diào)度局就用晶體管計(jì)算機(jī)調(diào)度電力，從國產(chǎn)121機(jī)到176機(jī)，再到176雙機(jī)，華北電力調(diào)度局全用過，到1978年已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。

五、安全技術(shù)

電力是社會的命脈之一，當(dāng)今人類社會對電力系統(tǒng)的依賴已到了難以想象的程度。電力系統(tǒng)發(fā)生大災(zāi)變對于社會的影響是不可估量的，因此電力系統(tǒng)最重要的是運(yùn)行的安全性，但這個(gè)問題在全世界均未得到很好解決，電力系統(tǒng)發(fā)生大災(zāi)變的概率小但后果極其嚴(yán)重，我國電力系統(tǒng)也出現(xiàn)過穩(wěn)定破壞的重大事故。由于我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，電力工業(yè)將會繼續(xù)以空前的速度和規(guī)模發(fā)展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯(lián)網(wǎng)等重大工程的實(shí)施，我國必將出現(xiàn)世界上最大規(guī)模的電力系統(tǒng)。

六、傳動(dòng)技術(shù)

實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路以及控制器(MCU/DSP)等部分組成。變頻器作為節(jié)能降耗減排的利器之一，在電力設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛而成熟。對于變頻器廠商而言，在未來三十年，變頻器，尤其是高壓變頻器在電力節(jié)能降耗中的作用極為明顯，變頻器也成為越來越多電力行業(yè)改造技術(shù)的首選。在業(yè)內(nèi)，以ABB為首的電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商，ABB建立了全球最大的變壓器生產(chǎn)基地及絕緣體制造中心。自1998年成立以來，公司多次參與國家重點(diǎn)電力建設(shè)項(xiàng)目，憑借安全可靠、高效節(jié)能的產(chǎn)品性能而獲得國內(nèi)外用戶的好評。其公司多種產(chǎn)品，包括：PLC、變流器、儀器儀表、機(jī)器人等產(chǎn)品都在電力行業(yè)中得到很好的應(yīng)用。

結(jié)語：

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化面臨著空前的變革。多媒體技術(shù)、智能控制將迅速進(jìn)入電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，而信息技術(shù)的發(fā)展，不僅會推動(dòng)電力系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)展，也會推動(dòng)電力系統(tǒng)控制向更高水平發(fā)展。

[1]馬軍，蒙金有，所旭，等.配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題[J].電力系統(tǒng)裝備，2003，9.

[2]鮑喜，焦邵華，秦立軍.配電自動(dòng)化的現(xiàn)狀與未來[J].電氣時(shí)代，2012(3).