變電站電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可靠性分析

岳凱

(中國(guó)電建集團(tuán)貴州工程有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550003)

引言

人工智能是在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的高科技技術(shù)，能夠代替人工完成一些高難度、高強(qiáng)度的工作。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的控制方式，在工業(yè)生產(chǎn)等方面有著廣泛的應(yīng)用。智能技術(shù)目前已經(jīng)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并為我們帶來(lái)了諸多便利。將智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，不僅能夠?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的前期設(shè)計(jì)、運(yùn)行監(jiān)控和故障處理提供技術(shù)支持，而且極大的改善了系統(tǒng)的運(yùn)行性能。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用功能日益復(fù)雜的環(huán)境下，探究如何利用智能技術(shù)優(yōu)化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

一、變電站電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可靠性評(píng)估

對(duì)于可修復(fù)元件，其故障率和修復(fù)率的具體數(shù)值可由廠家或者由變電站實(shí)際運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)信息得到。考慮到綜自變電站和智能站結(jié)構(gòu)形式的不同，其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的元器件也會(huì)有差異。常規(guī)站自動(dòng)化系統(tǒng)主要元器件有傳統(tǒng)測(cè)控設(shè)備、交換機(jī)、操作箱、信號(hào)控制電纜以及同步時(shí)鐘源。智能站引入智能終端和合并單元等智能設(shè)備，這樣節(jié)省了大量常規(guī)站中連接測(cè)保裝置和一次設(shè)備的信號(hào)控制電纜。智能站中連接智能終端和開(kāi)關(guān)設(shè)備之間的控制電纜可靠性要高于常規(guī)站中的控制電纜。不管對(duì)于綜自站還是智能站，保護(hù)系統(tǒng)的可靠性要高于測(cè)控裝置。這是因?yàn)楸Ｗo(hù)系統(tǒng)的功能更加明確和完整，其構(gòu)成元件可靠性高并且串聯(lián)系統(tǒng)少。而且保護(hù)系統(tǒng)對(duì)交換機(jī)的使用一般只是向后臺(tái)報(bào)信號(hào)，所以交換機(jī)出現(xiàn)故障并不直接影響保護(hù)系統(tǒng)的可靠動(dòng)作。而在實(shí)際操作的時(shí)候，操作人員會(huì)通過(guò)后臺(tái)再經(jīng)交換機(jī)對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制，提高了測(cè)控系統(tǒng)無(wú)效的可能性。不管對(duì)于測(cè)控系統(tǒng)還是保護(hù)系統(tǒng)，智能站的有效概率都大大高于綜自站。雖然智能站引入了智能終端和合并單元，而且智能終端和合并單元的可靠性要低于控制電纜，但是在變電站中二者數(shù)量很少。連接智能終端和開(kāi)關(guān)設(shè)備的控制電纜一般選用標(biāo)準(zhǔn)比綜自站高。

二、智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用措施

（一）智能技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，智能設(shè)備可以通過(guò)系統(tǒng)自檢的方式，及時(shí)確定出現(xiàn)故障的位置。其原理是：提前將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)正常工況下的運(yùn)行參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，智能設(shè)備一方面動(dòng)態(tài)獲取電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)，另一方面將這些實(shí)時(shí)參數(shù)，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行對(duì)比。智能設(shè)備將不一致的數(shù)據(jù)標(biāo)記下來(lái)，并確定錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的出現(xiàn)位置，從而確定了故障源。這樣一來(lái)，就能夠?yàn)榧夹g(shù)人員進(jìn)行故障的判斷和維修提供了參考依據(jù)。

（二）在電氣自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化設(shè)備的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，且具有較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)性，一旦某個(gè)細(xì)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的局部甚至整體都造成嚴(yán)重影響。在電氣自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程中，借助于智能技術(shù)，可以在虛擬環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)試。系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行仿真運(yùn)行，如果系統(tǒng)有不完善的地方，仿真軟件還可以自動(dòng)進(jìn)行報(bào)錯(cuò)，方便技術(shù)人員針對(duì)漏洞進(jìn)行完善和優(yōu)化。當(dāng)調(diào)試不存在問(wèn)題后，再打印成圖紙，進(jìn)行實(shí)際安裝，避免了設(shè)計(jì)資源浪費(fèi)等問(wèn)題。

（三）在電氣自動(dòng)化設(shè)備控制中的應(yīng)用

以往的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，技術(shù)人員提前根據(jù)工作需要和系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)，編寫好程序指令。然后根據(jù)指令控制，確保電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。雖然這種控制方式極大的減輕了人工壓力，但是如果程序本身存在問(wèn)題，那么自動(dòng)化設(shè)備也會(huì)按照錯(cuò)誤的方式運(yùn)行，由此造成了損失。基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化設(shè)備控制，則可以動(dòng)態(tài)反饋設(shè)備的運(yùn)行情況，如果設(shè)備有異常情況，可以智能報(bào)警，或是智能修復(fù)，從而確保了電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用質(zhì)量。

（四）在自動(dòng)化設(shè)備電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

模糊控制。模糊控制以模糊推理、模糊語(yǔ)言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。從其基本思路而言，模糊控制就是在被控制對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的控制。模糊控制是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，以模糊邏輯的推理規(guī)則為理論基礎(chǔ)，并采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)。（2）專家控制。將專家經(jīng)驗(yàn)以數(shù)字形式保存到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后以此為基礎(chǔ)開(kāi)展電氣化自動(dòng)系統(tǒng)的控制。專家控制還能夠不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)，與時(shí)俱進(jìn)的提高控制水平，更好的滿足不斷發(fā)展的電氣自動(dòng)化控制需要。

（五）在自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

隨著運(yùn)行要求的不斷提升，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也需要與時(shí)俱進(jìn)的進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，特別是對(duì)于一些投入使用時(shí)間較長(zhǎng)的控制系統(tǒng)，功能不完善、運(yùn)行效率低等問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)。由于數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，必須要借助于智能技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。智能技術(shù)可以對(duì)現(xiàn)行的自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，并將運(yùn)行信息直觀的呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上，方便技術(shù)人員進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（六）PLC技術(shù)的應(yīng)用

PLC是電氣化自動(dòng)控制中常見(jiàn)的元件，PLC作為一種微型計(jì)算機(jī)，可以根據(jù)內(nèi)部程序，完成對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)的管理和控制。將智能技術(shù)應(yīng)用到PLC中，一方面可以降低操作難度，例如可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部程序的自動(dòng)調(diào)整，更好的滿足自動(dòng)化控制的需要。

（七）人工智能控制技術(shù)的應(yīng)用

越是復(fù)雜的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)操作技術(shù)的要求越嚴(yán)格。人工操作或自動(dòng)化控制中，不可避免會(huì)出現(xiàn)誤操作或誤動(dòng)作等問(wèn)題，對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行造成了負(fù)面影響。人工智能控制技術(shù)則能夠解決此類問(wèn)題，它能夠不斷的分析以往導(dǎo)致誤操作的原因，并在今后的智能控制中避免誤操作行為，極大提高了自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的精確性。

結(jié)語(yǔ)

變電站是整個(gè)電力系統(tǒng)輸電線路的落點(diǎn)，也是系統(tǒng)的樞紐節(jié)點(diǎn)，變電站安全可靠的重要性不言而喻。作為變電運(yùn)維以及變電檢修人員，熟悉變電站的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成以及功能對(duì)于日常工作有著重要的意義。本文對(duì)變電站電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析研究，其結(jié)果對(duì)變電站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)具有指導(dǎo)意義。