電網(wǎng)建設中電氣工程自動化的應用

劉鵬

摘要：隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，新技術(shù)手段在快速更新當中，電氣自動化技術(shù)的應用于發(fā)展已經(jīng)成為電氣工程建設的重要內(nèi)容，也是保障電氣工程現(xiàn)代化技術(shù)支持。在電網(wǎng)建設當中，應用電氣自動化技術(shù)能夠更加高效、快捷、精準的實施控制，大大提升了電網(wǎng)的可靠性。因此，在電網(wǎng)建設過程中加強電氣自動化技術(shù)的應用是電網(wǎng)建設發(fā)展的需要和保障。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)建設 電氣工程 自動化應用

1 智能電網(wǎng)電氣工程及其自動化及其特點概述

智能電網(wǎng)調(diào)度電氣工程及其自動化指的是利用各類電氣先進技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)、電氣工程及其自動化監(jiān)控及集成化等工程，通過信息共享大幅度提高電網(wǎng)運行的可靠性與穩(wěn)定性。電網(wǎng)運行中融合調(diào)度系統(tǒng)與信息技術(shù)，提高智能電網(wǎng)的電氣工程及其自動化程度。

具體來說，智能電網(wǎng)特征表現(xiàn)為兩點：第一，自愈特點。智能電網(wǎng)自愈功能指的是，當系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)問題后，可以在沒有人為干預的情況下將問題元件隔離出來，迅速恢復系統(tǒng)運行狀態(tài)，不影響電力供應。可以說自愈功能就是智能電網(wǎng)的免疫系統(tǒng)，也是主要特點。該功能可以有效縮短檢修斷電時間，減少停電造成的損失。第二，在線監(jiān)測。智能電網(wǎng)可以通過高速通信網(wǎng)絡即時獲取設備運行狀態(tài)信息，最短時間內(nèi)確認設備故障部位，提高維修效率，快速恢復正常運行狀態(tài)。同時，現(xiàn)今技術(shù)可以提供眾多的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)歸納到企業(yè)系統(tǒng)中，促進在線監(jiān)測能力的提高，優(yōu)化設備運行與維修。

2電氣工程中自動化技術(shù)的發(fā)展和功能

電氣工程自動化技術(shù)作為一種新型技術(shù)，表現(xiàn)出較為強大的檢測和控制功能，具體而言，可從下列三方面加以闡述。首先，集中監(jiān)控。集中監(jiān)控是以一個處理器為中心來對所有系統(tǒng)的運行情況進行監(jiān)控，是一種比較集中的監(jiān)控模式，通過監(jiān)控能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并快速處理，然而這種監(jiān)控模式也有不足，即過于單一，處理方式過于簡單;其次，現(xiàn)場總線監(jiān)控。現(xiàn)場總線監(jiān)控是依托自動化系統(tǒng)，對自動化系統(tǒng)采取針對性的監(jiān)控，減少隔離設備應用，能夠有效節(jié)省成本，促進生產(chǎn)效能的提升;最后，遠程監(jiān)控。這種監(jiān)控方式是借助遠程網(wǎng)絡實現(xiàn)遠距離監(jiān)控，能夠節(jié)省設計成本，增強系統(tǒng)監(jiān)控的靈活性和可靠性

3 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)

3.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化主要組成部分，由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、工作站、服務器、大屏蔽顯示器、打印設備等，其主要是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設備（如測量控制等裝置）等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要功能是：電力生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力負荷預測、自動發(fā)電控制（省級電網(wǎng)以上）、自動經(jīng)濟調(diào)度（省級電網(wǎng)以上）并適應電力市場運營的需求等。

3.2 變電站自動化

變電站自動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，擴大對變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內(nèi)容就是對站內(nèi)運行的電氣設備進行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設備;二次設備數(shù)字化、網(wǎng)絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜;操作監(jiān)視實現(xiàn)計算機屏幕化;運行管理、記錄統(tǒng)計實現(xiàn)自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。

3.3 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)（DCS）

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過程控制單元（PCU）、運行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡（以太網(wǎng)）組成。過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O 模件組成。MCU 模件通過冗余的I/O 總線與智能I/O 模件通訊。PCU 直接面向生產(chǎn)過程，接受現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關(guān)量、脈沖量等信號，經(jīng)運算處理后進行運行參數(shù)、設備狀態(tài)的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測、控制和聯(lián)鎖保護等功能。運行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機接口。運行員工作站接收PCU 發(fā)來的信息和向PCU 發(fā)出指令，為運行操作人員提供監(jiān)視和控制機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設置和修改、系統(tǒng)診斷和維護等手段。

4電網(wǎng)建設中電氣工程自動化的應用

4.1電氣自動化在電網(wǎng)調(diào)度中的應用

自動化發(fā)展的過程也是工程現(xiàn)代化的發(fā)展過程，在工程項目當中有一個特別重要的項目，那便是電網(wǎng)調(diào)度，在電網(wǎng)調(diào)度工程中需要用到的一項重要技術(shù)就是智能化遠程調(diào)控，這便是自動化的合理運用。自動化的運用能夠幫助技術(shù)人員及時有效的進行電力系統(tǒng)檢測與分析，清晰了解系統(tǒng)所處的狀態(tài)。通過系統(tǒng)分析，還可以精準的掌握當前電網(wǎng)系統(tǒng)電力負荷，通過調(diào)控在一定程度上可增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然而，基于實時數(shù)據(jù)采集及評估處理的基礎上，電網(wǎng)調(diào)度應注意電網(wǎng)需實時監(jiān)測，并且對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合評價與分析，以確保科學進行電網(wǎng)調(diào)度，提高電網(wǎng)運行效率，實現(xiàn)經(jīng)濟效益。

4.2電氣自動化在變電站中的應用

在以往的控制模式中，對變電站進行監(jiān)控主要是采取人工方式來開展，這種監(jiān)控方式低效、準確性較低且?guī)в幸欢ǖ闹饔^性。而自動化技術(shù)的應用增強了監(jiān)控的準確性及監(jiān)控效率，實現(xiàn)全方位的自動監(jiān)控，替代了人工監(jiān)控方式，提高了系統(tǒng)的安全性及監(jiān)控的時效性。自動化的使用需要進行后期維護，同時自動化的應用也使得設備趨于微機化，大大提升了工作效率，并延長一部分設備的使用壽命，節(jié)約了資金與使用空間。

4.3電氣自動化在電廠分散控制中的應用

在電廠分散監(jiān)控當中，電氣工程的建設水平一直都處于較低狀態(tài)，然而電氣自動化技術(shù)的應用使得更為便捷的監(jiān)控方式成為實踐可能。電氣自動化可以幫助建設一個分散監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)打破了時間與空間的限制，實現(xiàn)對多個廠房同時監(jiān)控，保障了電廠的安全性及穩(wěn)定性。監(jiān)測效率的提升使得電氣工程自動化建設需求得以滿足，并且也使得人機接口通訊得以成功建設，為保障遠程監(jiān)控和管理提供了條件。尤其是當電氣自動化設備的運行診斷及維護能夠提升發(fā)電廠安全運行情況，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

4.4供配電系統(tǒng)中電氣自動化的應用

在供配電系統(tǒng)運行中，電氣自動化技術(shù)的應用途徑主要是供配電自動化，在供配電系統(tǒng)運行中，供配電自動化控制技術(shù)的存在，可以有效降低各類電力事故的風險性，同時加強自動化管理與控制，在供配電系統(tǒng)中具有良好的監(jiān)測、保護作用。目前，因為計算機系統(tǒng)操控的不斷發(fā)展，對電網(wǎng)高壓供電設備的安全性具有重要的維護作用，目前，傳統(tǒng)人工管理的方法已經(jīng)逐漸被電氣自動化控制技術(shù)所代替，其不僅可以維護供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與效率性，而且還可以保證電力工作者的人身安全，降低了操作人員的工作強度與難度，對供配電系統(tǒng)自動化建設與發(fā)展水平，具有促進作用。隨著供配電系統(tǒng)建設的不斷發(fā)展，電氣自動化技術(shù)得到了越來越廣泛的應用。在供配電系統(tǒng)中引入電氣自動化技術(shù)，有助于更好地控制繼電保護及其斷路器等，加強對保護裝置的自動化管理，降低供配電系統(tǒng)中其他設備發(fā)生故障的概率，縮小故障損壞范圍。從一定層面上來說，在電流大于額定值的條件下，通過自動化控制技術(shù)的應用，供配電系統(tǒng)會發(fā)生自動化調(diào)整，在故障發(fā)生時完成自動化操作，維護系統(tǒng)的安全性。

5結(jié)束語

綜上所述，電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對自動化技術(shù)的推動有巨大作用。目前，將其應用在電網(wǎng)建設中，能夠在很大程度上促進電氣工程技術(shù)的快速發(fā)展。在電氣自動化控制中充分應用自動化技術(shù)，需要研究人員對自動化技術(shù)的應用優(yōu)勢進行全面分析，同時根據(jù)自動化技術(shù)在電氣自動化控制中的設計要點和設計思路，對其進行有效設計，使自動化技術(shù)在電氣自動化控制中充分發(fā)揮作用，提高電氣自動化控制水平，同時推動生產(chǎn)效率的提升。

參考文獻

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