基于微電網(wǎng)的電氣工程自動化的智能化應(yīng)用分析

胡長松

摘 要：在電氣市場不斷取得進(jìn)步的背景下，電氣工程逐漸成為電氣市場重要組成部分，而作為重要環(huán)節(jié)之一，對其進(jìn)行自動化控制顯得至關(guān)重要。就原有自動化技術(shù)而言，其工作效率相對較低，只有將智能化技術(shù)合理應(yīng)用于自動化控制中，才能保障控制效率的有效提高，同時可以達(dá)到電氣工程長遠(yuǎn)發(fā)展的目的。本文主要分析基于微電網(wǎng)的智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；智能化技術(shù)；電氣工程；自動化控制；應(yīng)用

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0173-02

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)都與信息技術(shù)相結(jié)合，特別是智能化技術(shù)的運用，使電氣自動化控制實現(xiàn)了智能化運行。特別是目前的企業(yè)中普遍使用了自動化技術(shù)，使電氣工程的運行效率有所提高，而且運行質(zhì)量明顯改善。實施了智能化管理，不僅確保企業(yè)運營的穩(wěn)定，而且還可以發(fā)揮智能遠(yuǎn)程控制的作用，保證了生產(chǎn)安全。智能化技術(shù)使得電氣自動化控制功能得以充分發(fā)揮，使得電氣設(shè)備處于良性的運行狀態(tài)。

1 微電網(wǎng)工程智能化的主要特點分析

（1）智能化電網(wǎng)擁有很高的抗干擾能力。智能化電網(wǎng)對比傳統(tǒng)電網(wǎng)擁有很好的抗干擾能力，能夠自動回避在運行過程中其他電波產(chǎn)生的大小不一的干擾形式。因為它的自動抗干擾能力高，從而確保了電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，降低了因為干擾造成停電的現(xiàn)象。（2）智能化電網(wǎng)擁有自我修復(fù)的能力。在電網(wǎng)的運行中，如果存在用電安全隱患或者運行中的問題，由于只能電網(wǎng)的自動化控制，遇到這種情況，智能化電網(wǎng)會啟動系統(tǒng)自帶的預(yù)防及控制系統(tǒng)。同時，系統(tǒng)還會對電網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行全方面的檢查，并對所產(chǎn)生的隱患的問題進(jìn)行及時的自動修復(fù)[1]。（3）智能化電網(wǎng)擁有很好的兼容性。傳統(tǒng)的電網(wǎng)運行中，不能夠接受其他能源的切入，否則就會造成整個電網(wǎng)的癱瘓。智能化電網(wǎng)很好的解決了這一問題，在智能電網(wǎng)的運行中，可以隨意切入其他能源，并且能夠自動轉(zhuǎn)換為適合的運行系統(tǒng)和模式，這帶來了極大的方便，在節(jié)省能源的基礎(chǔ)上還節(jié)省了工作時間提高工作效率。（4）智能化電網(wǎng)節(jié)省成本性。傳統(tǒng)的電網(wǎng)運行需要大量的人力物力，造成了成本的虧損，耗費了過多的金錢。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比較，智能電網(wǎng)能夠節(jié)省人力物力，從而降低成本，提高能源利用率，為電力企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。（5）智能化電網(wǎng)擁有較高的集成性。智能化電網(wǎng)能夠自動的將電網(wǎng)中的信息進(jìn)行集中整理，能夠通過信息的儲存實現(xiàn)信息共享。由于信息資源的共享，高效的網(wǎng)絡(luò)平臺就被搭造出來。能夠使企業(yè)更加規(guī)范合理的管制電網(wǎng)系統(tǒng)，更加有助于電力企業(yè)對今后發(fā)展的分析。

2 微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

相對于電力系統(tǒng)，微電網(wǎng)的獨立性更強，每一個微電源可以實現(xiàn)獨立控制，具有即拔即插功能，可以實現(xiàn)實時控制，每一個微電網(wǎng)電源可以實現(xiàn)微電網(wǎng)電壓控制，潮流控制，能夠維持微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。在微電網(wǎng)，如果突然取消和微電網(wǎng)之間的聯(lián)系，對微電網(wǎng)的設(shè)備可能會產(chǎn)生很大的影響，為了減少影響，然后要重新設(shè)計的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、對設(shè)備進(jìn)行分別連接，比如一些不太重要的設(shè)備連接到相同的一條饋線上，一些重要或非常敏感的負(fù)載鏈接到另一支饋線上，在重要和敏感負(fù)荷的饋線上安裝安裝分布式電源、儲能裝置和相應(yīng)的控制、調(diào)節(jié)和保護設(shè)備。使用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，當(dāng)微電網(wǎng)連接到主網(wǎng)格解除隔離裝置可能發(fā)揮相應(yīng)的作用，確保重要和敏感負(fù)荷組件仍然可以正常運行。微電網(wǎng)控制可以實現(xiàn)主要通過以下幾個部分[2]。

（1）微電源控制器。微電源控制器是微電網(wǎng)中的一個重要元件，微電網(wǎng)的控制功能主要依靠微電源控制器實現(xiàn)，通過微電源控制器可以對饋線電流、母線電壓級與主電網(wǎng)之間的并網(wǎng)和解網(wǎng)運行進(jìn)行控制，而且微電源本身能夠?qū)崿F(xiàn)即插即拔，主要是通過就地信號對設(shè)備進(jìn)行控制的，反應(yīng)時間是毫秒級，十分靈敏。（2）飽和協(xié)調(diào)器。飽和協(xié)調(diào)器在主電網(wǎng)的故障和微電網(wǎng)故障處理過程中都比較適用，當(dāng)主電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候，飽和協(xié)調(diào)器可以將微電網(wǎng)中的一些重要荷載元件與主電網(wǎng)隔離開，在某些情況下，微電網(wǎng)中的一些重要的荷載元件可以暫時降低電壓，并且通過系統(tǒng)的一系列補償措施，使得主電網(wǎng)與微電網(wǎng)不分離。（3）能量管理器。能量管理器主要是對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度的元件，其調(diào)度的標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)先對電壓和功率進(jìn)行設(shè)置的數(shù)值。

3 微電網(wǎng)的控制與運行方式

3.1 微電網(wǎng)的控制技術(shù)

（1）基本的有功和無功功率控制。大多數(shù)的微電源是電力電子型，所以對不同的屬性的微電網(wǎng)電要進(jìn)行獨立監(jiān)管，例如，逆變器主要實現(xiàn)無功功率控制，并通過逆變器電壓和網(wǎng)絡(luò)電壓的相角可以實現(xiàn)對有功功率的控制。（2）基于調(diào)差的電壓調(diào)節(jié)。在較大規(guī)模的電網(wǎng)中，各種電源之間的阻抗較大，這樣就不會出現(xiàn)無功環(huán)流現(xiàn)象，但在微電網(wǎng)電壓設(shè)置值相對較小，如果微電網(wǎng)有很多微電源接入，而不能在當(dāng)?shù)氐碾妷嚎刂疲赡軙a(chǎn)生電壓和無功功率振蕩，對控制電壓要求是確保不出現(xiàn)在微電網(wǎng)無功環(huán)流。因此，分析了微電網(wǎng)的微力量，目前看起來是電感或電容電流，根據(jù)當(dāng)前的屬性來確定電壓設(shè)置值，一般為電容電流產(chǎn)生，減少相應(yīng)的電壓設(shè)置值和當(dāng)前的敏感性，其電壓設(shè)置值也會隨之增加。（3）快速負(fù)荷跟蹤和儲能。在大規(guī)模電網(wǎng)，當(dāng)連接到一個新的負(fù)載，為了實現(xiàn)能量平衡，主要是依賴于大型發(fā)電機慣性，系統(tǒng)頻率稍低，幾乎無法被察覺，與此同時，由于微型發(fā)電機的慣性矩相對較小，再加上一些動力響應(yīng)時間較長，所以當(dāng)微電網(wǎng)與電網(wǎng)連接，接觸獨立運行，微電網(wǎng)必須的幫助下電池、超級電容器、飛輪儲能設(shè)備，增加系統(tǒng)的慣性，以保證電網(wǎng)的正常運行。（4）頻率調(diào)差控制。當(dāng)微電網(wǎng)與主電網(wǎng)斷開連接獨立運行的時候，微電網(wǎng)中各個機組所承擔(dān)的荷載比例不相同，要通過頻率調(diào)差控制，對各個機組承擔(dān)的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，從而使得各個機組得到有效調(diào)配，對資源進(jìn)行充分利用，防止某個機組荷載過大的現(xiàn)象[3]。

3.2 微電網(wǎng)的運行方式

（1）微電網(wǎng)的并網(wǎng)運行。微電網(wǎng)并行運行指的是微電網(wǎng)與主電網(wǎng)運行電網(wǎng)連接方式，根據(jù)微電網(wǎng)的負(fù)載條件來確定具體的保護方案，與此同時，根據(jù)微電網(wǎng)負(fù)載電壓變化的敏感性來設(shè)置相應(yīng)的保護裝置，例如，在配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，采用高速開關(guān)類型的隔離裝置，對一些敏感的微電網(wǎng)元件進(jìn)行隔開。另外，應(yīng)該保持微電網(wǎng)中的DR處于閉合狀態(tài)，確保斷電后仍能給出一些重要的微電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行供電。如果在微電網(wǎng)出現(xiàn)故障，除了隔離外，也應(yīng)該及時和主電網(wǎng)之間進(jìn)行連接，一旦配電網(wǎng)恢復(fù)正常，也要對電壓幅值和角度進(jìn)行測量，來確定是否正確，采用手動或自動復(fù)位的方法微電網(wǎng)電網(wǎng)重新接入主電網(wǎng)。如果微電源的微電網(wǎng)，您可以使用手動方式來訪問，如果有多個微電源，可以采用自動方式來訪問。（2）微電網(wǎng)的獨立運行。當(dāng)微電網(wǎng)和主電網(wǎng)獨立運行時，為了使微電網(wǎng)隔離的故障面積小，應(yīng)該在微電網(wǎng)保護裝置進(jìn)行有效協(xié)調(diào)和分配，使微電網(wǎng)獨立運行，提高操作效率。大部分的設(shè)備當(dāng)前微電網(wǎng)的電氣設(shè)備，在電網(wǎng)故障時，故障電流的大小不強，不能有效地保護裝置使其制動，無法對電網(wǎng)進(jìn)行保護，為了解決這個問題，只能從微電網(wǎng)保護裝置的變化和保護策略，例如，使用一些可用于微電網(wǎng)的阻抗，零序電流差動保護裝置等方法，保護微電網(wǎng)，另一方面，需要微電網(wǎng)接地設(shè)計，提高穩(wěn)定性和微電網(wǎng)繼電保護的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

對于電氣工程而言，將智能化技術(shù)應(yīng)用于其自動化控制工作中，除了可以實現(xiàn)自動化的控制目標(biāo)，而且還能提升企業(yè)整體生產(chǎn)效率，通過對勞動力的有效控制，以實現(xiàn)減少人力成本的目的。因此，在對智能化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，需要工作人員應(yīng)對控制問題進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，以及工程設(shè)計優(yōu)化等措施，以達(dá)到提升企業(yè)競爭力的目的，從而促進(jìn)電氣工程自動化控制長遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]莫家寧.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用探討[J].機電信息，2013，（06）：102-103.

[2]徐振然.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（21）：164-165.

[3]蘆振波.基于電力系統(tǒng)電氣工程自動化的智能化應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2017，（01）：103-104.endprint