淺談電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統中的應用
引言
電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，使電力行業(yè)的管理與控制越來(lái)越方便，推動(dòng)著(zhù)電力系統逐漸走向智能化及信息化的道路，使電力行業(yè)能更健康地發(fā)展。然而電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應用還遠遠達不到成熟甚至完善的地步，同時(shí)隨著(zhù)科技水平的提高以及社會(huì )行業(yè)的發(fā)展，對自動(dòng)化技術(shù)會(huì )提出更多要求。因此在未來(lái)發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)將會(huì )成為電力事業(yè)的主要方面，隨著(zhù)科技進(jìn)步，它的重要性將會(huì )不斷提升。
1.電氣自動(dòng)化發(fā)展概述
1.1縣級城市電網(wǎng)自動(dòng)化控制格局現狀
目前縣級城市的電網(wǎng)自動(dòng)化控制已不斷走向成熟，主要體現在城市電力主網(wǎng)及配網(wǎng)自動(dòng)化系統。例如雷州市的電網(wǎng)格局。雷州電網(wǎng)建設于湛江電網(wǎng)的南部，通過(guò)一回220kV雷霞線(xiàn)及一回110kV雷月線(xiàn)和湛江電網(wǎng)相聯(lián)，以省網(wǎng)供電為主，地方供電為鋪。自動(dòng)化控制在該市電力系統中得到很大應用，目前，雷州電網(wǎng)有220kV變電站1座，主變1臺，主變容量270MVA;110kV變電站4座，主變6臺，主變容量131MVA;35kV變電站13座，主變容量73.15MVA。在2005年雷州電網(wǎng)全社會(huì )用電量最高負荷為73.5MVA，其中13個(gè)自動(dòng)化變電站起到很大作用。
1.2電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)現形式
(1)電網(wǎng)調度自動(dòng)化
電網(wǎng)調度自動(dòng)化主要是由電力系統的專(zhuān)用廣域網(wǎng)來(lái)連接，包括電網(wǎng)調度中心的計算機網(wǎng)絡(luò )系統、服務(wù)器、工作站、打印設備以及大屏蔽顯示器等等，用來(lái)調度范圍之內的變電站、發(fā)電廠(chǎng)的終端設備，調度電網(wǎng)的控制中心等。
(2)發(fā)電廠(chǎng)的分散測控系統
發(fā)電廠(chǎng)分散控制系統通常使用的是分層分布式的結構，由四部分構成：運行員工作站、過(guò)程中的控制單元、冗余的高速數據通訊網(wǎng)絡(luò )(以太網(wǎng))及工程師工作站。過(guò)程控制單元主要是由智能I/0 模件和冗余配置的主控模件構成。主控模件的通訊是通過(guò)智能FO 模件與冗余的I/0 總線(xiàn)來(lái)實(shí)現的。進(jìn)行處理運算后，過(guò)程控制單元通過(guò)設備狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示的狀況、運行的參數和打印，還有輸出信號直接驅動(dòng)的執行機構，從而實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的監測、控制以及聯(lián)鎖保護等功能，使生產(chǎn)過(guò)程井然有序。
2.電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應用概況
2.1目前自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統中的應用
(1)縣級城市配網(wǎng)自動(dòng)化控制應用
面對縣級城市的配網(wǎng)格局，調度自動(dòng)化系統和配網(wǎng)自動(dòng)化系統是電網(wǎng)控制領(lǐng)域功能不全相同的系統，但這兩個(gè)系統可通過(guò)變電站的出線(xiàn)開(kāi)關(guān)而緊密聯(lián)系。
對于像雷州市這樣的縣級城市，由于調度與配網(wǎng)的規模都不大，所以選用調、配一體化主站系統是實(shí)際應用及經(jīng)濟可行性上都是合適的。一體化系統具有共享支撐的軟件平臺，其系統的軟硬件資源實(shí)現完全共享，從而大大減小運行維護費用。系統通過(guò)操作權限管理，可以保證在調度、配網(wǎng)運行時(shí)的安全性和可靠性。如果從運行管理的體系上看，調度與配網(wǎng)控制是獨立分開(kāi)的系統，一體化平臺可以降低整個(gè)系統的投資。調度、配網(wǎng)一體化系統是縣級配網(wǎng)自動(dòng)化系統首選的模式。
(2)電力一次設備控制檢測技術(shù)應用
一般情況下，常規的電力一次設備同二次設備通常相隔幾十甚至幾百米距離進(jìn)行安裝，他們之間通過(guò)大電流控制電纜和強信號電力電纜互相連接。電力一次設備智能化指的是在進(jìn)行一次設備結構設計時(shí)，還需考慮把常規的二次設備的部分甚至是全部功能都融入進(jìn)去得以實(shí)現，從而省掉一些含大量電力的控制電纜或信號電纜，通常簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)便是自帶測量以及保護功能的一次設備。例如我們常見(jiàn)的有“智能化的開(kāi)關(guān)柜”、“智能化的開(kāi)關(guān)”及“智能化的箱式變電站”等。
電力一次設備還可以進(jìn)行在線(xiàn)狀態(tài)檢測為了確保電力系統安全穩定地運行，需要長(cháng)期且連續地在線(xiàn)監測電力系統中一次設備的重要運行參數，這樣不但能夠可以對設備各時(shí)刻的運行狀態(tài)進(jìn)行監視，同時(shí)還能對各種重要參數的變化方向進(jìn)行分析，預先判斷是否存在故障，進(jìn)而使設備的維修保養周期延長(cháng)，促進(jìn)設備利用率的提高，保證電力設備可以從定期檢修過(guò)度到狀態(tài)檢修。
2.2電氣自動(dòng)化控制應用的優(yōu)點(diǎn)
(1)改善電力系統運行維護模式
電氣自動(dòng)化控制可以實(shí)現電力系統的自動(dòng)維護管理，提高系統自身的安全性，減少運行成本。在調度與配網(wǎng)一體化系統中，自動(dòng)化控制可以有效提高城市配網(wǎng)系統的可靠性及安全性。此外，自動(dòng)化檢測中的遠程檢測可以減少電纜的使用量，實(shí)現經(jīng)濟化，且提高了系統的可靠性。自動(dòng)化控制可以減少人工成本，運營(yíng)成本，開(kāi)創(chuàng )全新的高效率運行維護模式。
(2)運行人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)提高
自動(dòng)化控制系統出可以減少運行人員成本之外，還可以提高電力行業(yè)專(zhuān)業(yè)人員的管理素質(zhì)，進(jìn)而提高整個(gè)電力事業(yè)的可靠性。由于自動(dòng)化技術(shù)的快速更新升級，運行人員也需要不斷培訓以適應高科技管理技術(shù)。
3.自動(dòng)化控制系統在城市配電網(wǎng)中的發(fā)展前景
3.1依靠IT技術(shù)發(fā)展
科學(xué)技術(shù)在不斷提升，電力系統逐漸依靠IT技術(shù)來(lái)發(fā)展。目前，有許多電力系統自動(dòng)化依靠于計算機技術(shù)以及電子技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)�，F在是網(wǎng)絡(luò )化的時(shí)代，當某地的電網(wǎng)出現問(wèn)題時(shí)，網(wǎng)絡(luò )便可通過(guò)檢測來(lái)即時(shí)地將訊號通知發(fā)出，有助于電力部門(mén)及時(shí)做出改進(jìn)措施，這項技術(shù)可有效應用于電氣自動(dòng)化技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)及微機技術(shù)等的應用，從而使電力系統的安全性與可控性得到加強，促進(jìn)電力系統中的智能控制的自動(dòng)化技術(shù)水平的提高。
3.2人工智能及仿真技術(shù)
信息化技術(shù)在不斷地發(fā)展，對自動(dòng)化技術(shù)有著(zhù)十分明顯的影響。如今的電力控制系統中，人工智能技術(shù)在不斷被采用，當局域出現問(wèn)題時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )便能立即反應出來(lái)，甚至還有些問(wèn)題通過(guò)網(wǎng)絡(luò )便可以得到解決。目前隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，信息化技術(shù)不斷在實(shí)現人工智能化，這樣可以將傳統的電力管理中耗費的人力大大減少，讓電力自動(dòng)化技術(shù)能夠更加接近人工智能化。
目前，我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)展和探索的同時(shí)還不斷地在與國際進(jìn)行接軌。因此，我們應該將自身的技術(shù)及創(chuàng )新能力提高，從而使我國的自動(dòng)化技術(shù)達到一個(gè)相當高的水平。當前電力系統中的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)日趨真態(tài)化，它不但可以呈現出許多實(shí)驗數據，同時(shí)可以保證多項操作順利進(jìn)行，而且可以協(xié)助實(shí)驗人員對新的裝置進(jìn)行測試，并能同步實(shí)施控制，由此仿真技術(shù)可以為電力系統提供較方便且較好的實(shí)驗條件，從而更加便捷地對電力系統進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監控與仿真建模，不但有助于操作且易于控制。
3.3光電式電力互感技術(shù)
電力互感器作為輸電線(xiàn)路中不可或缺的一項重要設備，其主要作用是將大電流的數值和輸電線(xiàn)路上的高壓按照一定的比例關(guān)系降低到可以通過(guò)儀表來(lái)進(jìn)行直接測量的標準數值，從而方便用儀表直接測量。但其也有缺點(diǎn)，隨著(zhù)電壓等級的不斷升高其絕緣難度將越大，設備的質(zhì)量與體積也將越大;信號的動(dòng)態(tài)范圍小，會(huì )導致電流互感器達到飽和，或者會(huì )發(fā)生信號變化;此外，互感器的輸出信號不可以直接和微機化的計量及保護設備接口。
4.結束語(yǔ)
電氣自動(dòng)化是電力系統中不可或缺的，在今后的變電站發(fā)展中，自動(dòng)化控制模式將會(huì )得到越來(lái)越多的應用。根據未來(lái)計算機 IT技術(shù)及人工智能科技的發(fā)展前景，更多高效自動(dòng)化控制技術(shù)得到研究應用。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)已在目前的電力事業(yè)發(fā)展中占據著(zhù)越來(lái)越重要的地位。
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