時間:2023-03-17 18:07:53
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引言
近幾年來,隨著計算機和通信技術的不斷發展,電力系統已經發展成為融計算機、通信、控制和電力電子裝備為一體的系統。電力系統自動化處理的信息量越來越大,觀測范圍也越來越廣,閉環控制的的對象也越來越豐富。為確保電力系統安全、平穩、健康的運行,對電力系統的各個元件、局部、全系統,采用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置,通過信號和數據傳輸的系統,就地或遠距離進行自動監視、調節和控制等,從而達到合格的電能質量。
1 電力系統自動化與智能控制系統
1.1 電力系統自動化
電力系統自動化主要是指通過具有自動控制功能和自動檢測功能的設備對電能傳輸和生產的全過程進行自動化管理和自動化調度。使用自動化技術能夠實現對電力系統遠程和就地的自動控制、調節和監視,為電力系統穩定、安全、正常的運行提供保障,最大限度的滿足電能質量的實際需求。實現電力系統化自動化對提高電力系統運轉水平有著極為重要的現實意義,其自動化主要包括變電站自動化、配電網自動化和以及調度電網自動化等方面。實現電力系統自動化能夠為電力系統穩定、安全的運行提供保障,提高電力系統供電質量,實現電力企業的經濟效益和管理效率。
1.2 智能技術與電力系統自動化的結合
智能技術的發展為電力系統自動化的發展提供了更高的平臺。在電力系統自動化中應用智能技術不僅能夠發展和完善電力自動化技術,而且通過智能系統的有效應用,可以有效協調電力系統的不穩定性。考慮到當前電力系統的發展還不是很成熟,因此為了盡可能的滿足公眾對廉價和便利的電力網絡需求,將智能技術應用到電力系統當中十分必要。但當前我國電力系統自動化水平還不是很高,各方面發展不太成熟,都不同程度的存在一些問題和不完善的地方。
2 電力系統中的自動化技術
2.1 變電站自動化
目前,我國變電站自動化的發展已經取得一定成效,使得變電站運行成本得到了很大程度的降低,增強了電網調度和輸配電的可能性。在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。由于變電自動化具有運行狀態穩定、自動化程度高等方面的特點,在各級變電站中得到了廣泛運用。利用自動化技術,能夠將電話人工操作和人工監視取代,從而使得安全運行水平和工作效率大大提高。
2.2 電網調度自動化
電網調度自動化主要包括核心計算機控制系統以及用于實時分析、計算的軟件系統。電網調度自動化技術能夠在進行電力生產時,利用對電網系統安全性和運行狀態的分析和監控,對電力市場進行自動調度,滿足電力市場實際運營需求。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。在發電廠和變電站進行信息收集的部分為遠動端,調度端則主要用于對遠動端收集來的信息進行調度。
2.3 變電綜合自動化
變電綜合自動化通過對現代電子技術、信息處理技術以及計算機技術的運用,對變電站設備、儀器進行優化設計和功能組合,實現對變電站主要線路和相關設備的測量、自動控制以及監視等全面管理。追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如,勵磁控制、潮流控制。該技術具有維護調試和操作簡便等方面的特點,使得變電站保護性能大幅增強,從根本上實現了變電站遠程監控管理手段。
2.4 配電網自動化
配電網自動化技術通過將配電線路和配電變電站結合,共同合成配電網,具有分散、點多、面廣等方面的特點。該技術能夠對配電網運行狀態進行實時監控,從而對配電網運行模式進行改進和優化,當配電網發生故障,出現運行異常現象時,配電網自動化技術能夠將故障及時找出,并予以有效的處理措施。
3 電力系統中的智能技術
3.1 模糊控制
模糊控制主要采用的是一種模糊的宏觀控制系統,它具有易操作性、非線性、隨機性、簡單化和不確定性等特點,這些特點使得監理模糊關系模型變得十分簡單容易,并且具有非常大的優越性。模糊控制方法的優越性在任何地方都體現出來,包括家用電器中,他使得控制操作變得非常容易掌握并且十分的簡單。這種模糊理論的智能技術在電力系統自動化的控制中具有非常實用的價值,因為他能夠模擬人的決策過程和模糊推理過程。
3.2 線性最優控制
最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分,也是將最優化理論用于控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多,最成熟的一個分支。盧強等人提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題,取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。電力系統線性最優控制器目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用,發揮著重要的作用。
3.3 專家系統控制
專家系統在電力系統中的應用范圍很廣,包括對電力系統處于警告狀態或緊急狀態的辨識,提供緊急處理,系統恢復控制,非常慢的狀態轉換分析,切負荷,系統規劃,電壓無功控制,故障點的隔離,配電系統自動化,調度員培訓,電力系統的短期負荷預報,靜態與動態安全分析,以及先進的人機接口等方面。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用。但仍存在一定的局限性。
3.4 神經網絡控制
神經網絡控制是通過人工神經網絡發展而成的,它主要應用在學習方面以及模型結構方面,并且已經得到了廣泛的傳播和成果。神經網絡控制的非線性是目前最受人們關注的,此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學習能力也同樣受到人們的關注。神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的神經網絡。根據具體問題的不同,已經有多種神經網絡結構及其訓練算法在電力系統中得到了應用,主要的神經網絡理論研究有神經網絡的硬件實現問題研究和神經網絡學習算法研究等。
4 智能技術與自動化的發展趨勢
目前, 自動化正由單個單元逐步發展為部分區域乃至整個系統,有單一功能逐步發展為一體化、多功能。在控制策略問題上日益向著適應化、最優化、區域化和智能化方向發展。隨著我國科技水平不斷進步,智能化技術已廣泛運用于各個領域,對電力系統而言,其意義尤為重要。雖然在電力電力系統中,智能技術已得到了廣泛運用,當就目前的發展趨勢來看,以計算機軟硬件為基礎的智能技術在電力系統中還將得到更為全面的應用。此外,智能技術與自動化技術將會得到更加緊密的結合,在電網系統中得到為好的運用。
5 結束語
隨著計算機技術,控制技術及信息技術的發展,電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域,而信息技術的發展,不僅會推動電力系統監測的發展,也會推動電力系統控制向更高水平發展。
參考文獻
[1]夏書軍,程志武,周曉東.自動化技術在電力系統配電網中的應用[J].中國新技術新產品,2010(2):78-79.
關鍵詞:電力系統 自動化 技術探討
1電力系統自動化的主要內容
針對電力企業的特點,實現電力系統的自動化應符合如下要求:快速、準確的收集、檢測和處理電力系統各系
統、部件的運行技術參數。根據電力系統的實際運行狀態和系統各部件的技術要求,為運行人員提供調控的指令,或能夠自動對各部件進行調控。實現全系統分層次、分部分的綜合調控,探索電力系統優質電力系統管理的最佳方式。電力系統實現自動化不僅能節省大量人力、物力、財力,而且還能降低電力系統事故的發生率,增加電力設備的使用壽命,綜合提高和改善電力系統運行性能。
2幾種電力系統自動化技術探討
(1)主動的對象數據庫技術及其在電力系統自動監視與控制中的運用面向對象技術在軟件的重用性、繼承性、封裝性、開放性及軟件工程等方面帶來革命性的影響,已經深刻影響軟件系統開發與設計的各方面,如面向對象的分析、面向對象的設計、面向對象的編程等。新一代的電網調度自動化系統應該全面地采用面向對象技術,支持面向對象的標準。
主動的對象數據庫與一般的關系數據庫相比,主要的優勢在于主動功能以及對對象技術的支持。關系數據庫要實現數據的判斷(如數據發生變化,數據越限)以及數據的分析都是由外來程序完成的。而在主動的對象數據庫中,利用數據庫的觸發子可以實現系統的監視功能,利用數據庫中對象的函數可以實現系統的控制功能。
由于引入觸發機制以及對象技術,這就可以在數據庫中實現自動監控,在節省數據讀出和寫入時間的同時,又充分地利用數據庫對數據的管理功能,提高數據可靠性,維護數據的一致性,便于數據的共享等。隨著數據庫技術的發展,以及對監控系統中觸發子和對象的函數功能的進一步研究,有望實現電力系統自動監視與控制的更加復雜的功能。
(2)現場總線控制系統。現場總線技術(FCS)實際上是將安裝在工業過程現場的智能自動化儀表和裝置與設置在控制室內的儀表和控制設備連接起來的一種數字化、串行、雙向、多站的通信網絡。現場總線技術將專用微處理器置入傳統的測量控制儀表,它作為智能設備的聯系紐帶,把掛接在總線上、作為網絡節點的智能設備連接為網絡系統,并進一步構成自動化系統,實現基本控制、補償計算、參數修改、報警、顯示、監控、優化及控管一體化的綜合自動化功能。這是一項智能傳感器、控制、計算機、數字通信、網絡為主要能容的綜合技術。
在我國電力系統中,目前DCS系統得到廣泛的應用。這種控制方式的實現需要通過傳感器、變送器將所有被控設備的狀態、電量、非電量信號收集到中央控制室的主控計算機上,然后在計算機上按照規定的數學模型進行計算、判斷、進而向被控設備發出指令。其在本質上仍然為數字控制器與模擬變送器組成的模擬-數字混合系統,在電廠或變電站內受電磁干擾嚴重,難以達到嚴格的計算精度,并實施準確控制。另一方面,模擬變送器位于測控現場,而控制器位于集中控制室。這從構成控制系統的信號流的角度來看,在現場把被控參數轉換為測量信號后,被送往位于集中控制室的控制器,再把所得到的控制信號由控制室送往現場的調節閥或控制電機。這樣,即使是一個簡單的回路控制系統,其信號的必經路徑也將會很長,因而會引起許多弊端和隱患。
將FCS引入電力系統將在根本上優化控制系統的各種性能。將整個生產過程的控制功能分散,為每個被控設備就地配備專用的底層前置控制計算機,這些專用的前置機根據控制要求負責管理被控設備的有關信息。這些信息經前置機處理后通過通訊接口由現場總線與上位計算機相聯。此時上位機的任務已不再是全面監控所有設備,而是擔負人機對話或向上級調度遠傳信息的任務。在上位機可以根據前置機上傳的信息構造各種畫面、圖象、圖表、曲線來直觀地反映現場設備的運行情況。不僅前置機可以配合PLC根據所取的實時數據對被控設備實行必要的調節和控制,而且上位機也可以直接通過前置機對被控設備進行實時性不強的調節和控制,把控制功能下放到現場,僅由現場儀表就可以實現控制功能。這樣無疑增強整個電力系統自動控制系統的可靠性和系統組織的靈活性。并且基于這種現場總線技術的系統,還可與其它計算機、節點通訊,構成高性能的控制系統。
(3)光互連并行處理器陣列在電力系統自動控制和繼電保護中的應用研究。光互連技術的特點:①光互連不受電容性負載的影響,其輸入輸出可根據需要具有很大靈活性。②光互連的扇出數主要受探測器功率限制。光互連既可解決無終端的電互連線受到臨界線長度的限制的問題,又可解決有終端線受到沿該線輸出端密度限制的問題,它可以在計算系統內部實現高性能互連。它以光速傳遞信息,可將時鐘扭曲問題減小到最小程度。③光互連不受平面和準平面的限制,光在光波導中可以大于10°的交叉角相互交叉,自由空間光束可相互穿越而不相互作用,可提高系統集成度。
研究結果表明,互連網絡采用光子傳輸與電子交換相結合的方法,拓撲結構具有靈活的編程重構特性。光互連網絡的帶寬不受傳輸長度的影響,具有很強的抗電磁干擾能力,體現了光互連技術在并行處理器陣列系統中具有很大的應用潛力,為并行處理器陣列中的高速數據通訊和結構設計提供了方便。從而表明了光互連并行處理器陣列在電力系統自動控制和繼電保護中具有遠大的應用前景,將使電力系統自動控制和繼電保護的水平提高到一個新的高度,保證電力系統安全、經濟、可靠的運行。
關鍵詞:電力系統;自動化;監控技術
中圖分類號:TM713
前言
根據變電站自動化監測系統特點,電力系統自動化系統一般是指電工二次系統,即電力系統自動化指采用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置并通過信號系統和數據傳輸系統對電力系統各個元件、局部系統或全系統進行就地或遠方自動監視、協調、調節和控制以保證電力系統安全穩定健康地運行和具有合格的電能質量。
1變電站電力系統自動運行中存在的技術問題
1.1后臺監控機運行中存在的技術問題
目前,關于在小型變電站是否設置后臺監控機有兩種觀點:一種是設置后臺監控機,一種是不設置后臺監控機。前一種觀點是認為當前變電站仍然是有人值班或少人值班,設置后臺監控機便于現場監控和管理,便于監控保護系統的安裝和調試,便于保護定值的試驗、調整和事故記錄的查詢等;后一種觀點是認為變電站將最終變成無人值班形式,故無需設置后臺監控機。實際上,由于一次設備狀況以及舊的變電站改造等問題,有不少地方尚未建立調度自動化系統和不能立即實現無人值班等原因,目前新建和改造的變電站很多仍然設置值班人員,即使以后能夠實現真正的無人值班,也還需較長一段時間,因此,從實際需要出發,變電站應設置后臺監控機,所以在訂購變電站自動化系統時,應同時訂購后臺監控機及相應監控軟件,防止不能滿足實際需要而重新訂購,增加投資。
1.2保護監控系統運行中存在的技術問題
目前,在一些變電站的保護監控系統不具有故障濾波裝置。作為變電站自動化系統,故障濾波裝置應是必備一種裝置,當配出線發生故障跳閘時,故障濾波裝置能夠記錄故障跳閘前后10或更多周波內電流的變化以及故障電流值,便于分析故障原因。
1.3遠動數據和信息發送中存在的技術問題
一些變電站自動化系統的遠動數據和信息是通過后臺監控系統發送到調度主站,當后臺監控系統不能正常工作時,則遠動數據和信息的發送不能發送,這種方式不利于遠動數據和信息的發送,應在保護和監控系統的通訊單元直接向調度主站發送遠動數據和信息,不受后臺監控系統控制。由于遠動數據和信息的發送受后臺監控系統的控制,曾經有變電站由于后臺監控機不能正常工作而停止向調度主站發送遠動數據和信息。這種情況只能由生產廠家來給以處理。
2變電站自動化系統的選擇
2.1系統的組網結構
選擇合理的系統組網結構型式,是成功設計的前提。由于國內尚未制定出完善的變電站自動化系統的標準和相關的規程,再加上研制、開發廠家的起點不同和基本指導思想的差異,可以說目前市場上這一領域是“百花齊放”。盡管有些產品的系統構成和功能已達到比較理想的程度,但作為工程實用產品,還必須針對當地運行管理部門的實際情況,進行一些適當的調整。目前仍以RS-485網絡構造的分層分布式監控保護系統、“一對一”模式為主流,雖然有的觀點認為控制保護單元裝置分散布置于被控對象上,當監控系統死機或發生故障時,可能會因為走錯間隔而造成不必要的誤操作或延誤操作時間,但這一問題可以通過完善綜合操作系統得以解決。分層分布式系統結構模式的優點是:①可靠性高,各個單元模塊集測量、保護、控制、遠傳等功能于一體,既相互獨立,又相互聯系;②減少了設備的投資,各個單元模塊與上位機之間僅需屏蔽雙絞線連接即可;③抗干擾能力強。
2.2后臺操作系統(監控系統)的選定
后臺操作系統是變電站自動化系統成功的關鍵。隨著自動控制技術、通信技術、多媒體技術的不斷發展,用戶對后臺操作系統的要求也越來越高、越來越多樣化。選擇時主要考慮以下幾個方面:
(1)先進性與繼承性。在計算機技術日新月異的今天,選擇后臺操作系統要有發展的眼光,如DOS操作系統很快被Windows95取代,而現在真正32位的Windows98卻成為主流。這并不是說一味地追求升級,而是要把系統的穩定性、可靠性和設備的安全性放在第一位,這一點一定要謹慎。盡量選用一些已有運行經驗和發展前景的成熟產品、新技術,如防死鎖和交流采樣自適應同步等技術。
(2)系統的完整性和開放性。選擇后臺綜合操作系統時,系統功能的完善性是重要的抉擇條件之一,如是否采用了先進的防死鎖技術、是否留有與五防閉鎖裝置的接口、是否包含必要的通信軟件、“四遙”軟件等。隨著變電站運行管理水平的不斷提高,在不影響監控系統可靠性的前提下,還要求系統的管理功能比較完善,如增加設備資料情況、運行日志管理,繼電保護定值及動作情況統計分析管理,電能計量管理等管理模塊。另外,后臺操作系統的開放性也是考察的重要條件之一,因為任何一個變電站在建成之后并不是一成不變的。例如,一些用戶在運行一段時期之后會有增加一臺變壓器、母線變色、修改運行數據、報表修改等需要,這就要求后臺操作系統有很好的開放性。
3變電站電力系統自動化的技術的應用
3.1神經網絡控制技術的應用
由于神經網絡具有本質的非線性特性、并行處理能力、強魯棒性以及自組織自學習的能力,所以受到人們的普遍關注。神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的。神經網絡將大量的信息隱含在其連接權值上,根據一定的學習算法調節權值,使神經網絡實現從 m維空間到n維空間復雜的非線性映射。目前神經網絡理論研究主要集中在神經網絡模型及結構的研究、神經網絡學習算法的研究、神經網絡的硬件實現問題等。
3.2 模糊邏輯控制技術的應用
模糊方法使控制十分簡單而易于掌握,在家用電器中也顯示出優越性建立模型來實現控制是現代比較先進的方法,實踐證明它有巨大的優越性。模糊控制理論的應用非常廣泛。例如我們日常所用的電熱爐、電風扇等電器。這里介紹用模糊邏輯控制器改進常規恒溫器的例子。電熱爐一般用恒溫器來保持幾檔溫度,以供烹飪者選用,模糊控制的方法很簡單,輸入量為溫度及溫度變化兩個語言變量,每個語言的論域用5組語言變量互相跨接來描述。
3.3專家系統控制技術的應用
專家系統在電力系統中的應用范圍很廣,包括對電力系統處于警告狀態或緊急狀態的辨識,提供緊急處理,系統恢復控制,非常慢的狀態轉換分析,切負荷,系統規劃,電壓無功控制,故障點的隔離,配電系統自動化,調度員培訓,電力系統的短期負荷預報,靜態與動態安全分析,以及先進的人機接口等方面。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用,但仍存在一定的局限性,如難以模仿電力專家的創造性。
3.4線性最優控制技術的應用
最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分,也是將最優化理論用于控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多,最成熟的一個分支。有專家提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題,取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。另外,最優控制理論在水輪發電機制動電阻的最優時間控制方面也獲得了成功的應用。
4結論
電力系統自動化控制技術近年來得到了快速的發展,并在電力行業展示出其獨有的魅力,自動化控制技術的改進和自動化元器件性能的提高,對電力系統的穩定性、安全性和經濟性起重要的作用。
參考文獻:
[1]汪秀麗.中國電力系統自動化綜述.水利電力科技,2005.
關鍵詞:電力自動化技術;電力系統;應用
引言
由于現在電力的需求量非常巨大,傳統的電力運行系統已經不再能夠承擔起如此負荷,各種影響正常運行的不利因素接二連三的出現,自動化技術的出現成為必然。電力自動化技術是一種綜合性的技術,它是融合了網絡通信技術、信息處理技術和電子技術并在此基礎上發展而來的。自動化技術可以全程在線監控和管理電力系統,收集數據,排除故障,在保障電力系統能正常運行的基礎上同時提高運行效率。
1電力系統自動控制的基本要求
各個行業的運行體制都要有一定的框架限制,沒有這些基本要求工作很難做到有序高效,電力系統的自動化也不例外。要保障自動控制功能的有效實現必須要做好系統設定,主要體現在以下幾個方面:(1)電力系統的自動化控制工作中最重要的一點就是對數據的收集和分析,所以必須要對電力系統整個系統、局部系統或者是各個元件運行中所有有價值的數據進行準確而迅速的收集、分析、檢驗和處理,通過分析參數更好地對運行過程進行監控,及時發現和跟蹤數據的波動,保證能夠在受控的條件下完成生產作業,消除因監控不力而出現的不必要的麻煩。(2)在保證生產的同時,還要注重于設備的保護,每個系統都是由若干個不同的控制單元構成的,我們要根據電力系統的不同部件和裝備的不同運行狀態,借助這些部件和裝置的報警功能,及時發現故障并進行排除,消除不利因素,更好的保障生產的進行。(3)電力系統中采用自動化控制很大的一方面就是為了提高工作效率,提升原有的運轉速度,因此必須要協調系統中的各個環節和單元,保證自動化控制過程的各個環節都合理運作,并做好環節與環節的銜接工作,保障整個電力系統暢通無阻的運行。(4)資源問題也是一個重要的問題,誰掌握了資源并能高效利用,誰就成功了一半。而資源主要包括物質資源和人力資源,因此企業要想獲得最大效益,必須要控制好電力資源和人力資源的浪費問題,減少一些沒有必要存在的繁復的工序。
2幾種主要運用在電力系統中的自動化技術
(1)主動對象數據庫技術。主動對象數據庫技術通俗的說,就是在電力系統正常工作的前提下,有效地監測與利用數據參數,以此來提高系統的反應速度。主動對象數據庫技術主要運用領域在自動監視與監控中。通過這種技術電力自動化系統可以根據自身的結構特點,改變模式,不斷完善對數據和信息的處理,加強對生產過程的控制,更好地滿足生產的需要。主動功能和對象對象技術是主動對象數據庫技術對傳統技術最大的改進與創新,它更具有針對性,更能滿足自動化管理的需求,并且由于引進了觸發機制和對象技術,可以使內部數據更為準確、及時地管理與處理。(2)現場總線技術。現場總線技術在電力系統自動化的運用中既能控制內部中心的儀器與裝置,又能監測實際的施工現場,因此,它是一個全方位多角度的通信網絡。在電力系統運行的過程中,它通過一系列的感應器很好地把設備與整體的線路構成一個有機的整體,同時將電壓、電流、電阻等重要信息準確地傳遞到控制系統。現場總線技術最大的優點在于能夠分散性地處理信息,在減少計算機負荷的同時大大地提高了電力系統的管理與控制能力。(3)光互連技術的應用。光互連技術在電力系統中應用的領域主要是機電保護和自動控制。光互連技術不僅能夠提供如數據采集、數據記錄、數據分析、表格打印等傳統技術,還能提供各種高級功能,如電網分析、網絡建模、處理人機界面等。光互連技術的優勢在于其不會受電容性負載和準平面、平面的限制,具有很強的抗電磁干擾能力,這進一步保證了該技術能夠提供更加精確的數據、更加清晰的畫面,更有利于工作人員作出準確的判斷分析。
3電力自動化技術的實際應用領域
(1)發電廠自動化。目前許多火力發電廠采用了電力自動化技術,主要包括:自動控制無功功率增減、經濟分配有功負荷、遠程控制計算機對站內機組的運行、自動調控母線電壓的增減、對安全監測各種設備的運行并對站內各處進行應急控制。發電場中發電機組的安全運行十分重要,因此對所有設備的運行狀態做好實時的控制與檢測就必須運用遠程計算機,通過整理分析監測系統收集到的的數據參數,得出發電廠運行的狀態信息,以此來控制發電廠的正常安全運行。(2)供電系統自動化。供電系統的自動化主要體現在三個方面:一是由小型計算機構成的地方調度實時控制系統;二是負荷控制系統,通過自動化完成對聲頻與工頻負荷曲線的準確描繪,并根據曲線波動來分析并處理電能的使用;三是為了方便實時監控電力系統,利用計算機和通信技術集中分析采集的信息并完成優化處理。(3)電網調度自動化。電網調度自動化是自動化技術在電網調度中的應用,主要通過計算機進行采集信息、計算工況、實時控制、測試穩定性等,來管理和檢測電網系統。電網調度自動化的作用主要是通過對全網信息的收集與分析,預見可能發生的異常情況,及時采取措施進行調整,盡可能地降低突發危險的不良影響,確保電網運行安全穩定。
4結論
在現代生產生活中我們越來越離不開電力資源,隨著經濟技術的不斷發展,人們對電力資源的使用需求變得更加多樣、要求更加高端,為了使電力資源更好地滿足社會發展的需求,自動化技術必須多樣靈活地運用到電力系統的運作中。雖然今天大部分的電力系統都實現了自動化,但是人們不能就此滿足,應該進行更多創新的嘗試,使電子系統的運作更加低耗、更加高效,這不僅會壯大企業的收益,更會推動整個社會電力系統的完善與發展。
參考文獻:
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關鍵詞:電力系統;自動化;繼電保護技術;技術創新;故障排除 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM771 文章編號:1009-2374(2015)03-0124-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0251
1 概述
為滿足人們用電需要,在實際工作中應該采取相應的技術措施,確保供電穩定。如果技術措施不當,電力系統運行中一旦發生故障,往往會破壞電力系統正常運行秩序,甚至危害供電穩定、人身安全、電氣設備正常作用的發揮。因此,當電力系統發生故障時,采取有效措施排除故障是十分必要的。實際應用表明,繼電保護技術滿足故障排除需要,在電力系統自動化系統中安裝,能夠取得良好的使用效果,今后應該重視該項技術措施的應用。
2 電力系統自動化繼電保護技術概述
2.1 組成及工作原理
盡管繼電保護具有多種不同類型,但是其組成基本一致,主要包括測量、邏輯、執行模塊。不同模塊相互聯系,統一于繼電保護裝置當中,促進系統作用有效發揮,確保電力供應順利進行。
2.2 特征
繼電保護技術具有自身顯著特征,滿足電力系統自動化運行需要,在實際應用中也具有良好效果,例如發展迅速、質量好、效果佳、應用廣。目前我國繼電保護技術取得突飛猛進的發展,產品質量不斷提高,得到人們認可。在高壓電力系統當中,繼電保護技術基本實現全面覆蓋,產品也得到廣泛應用,發揮重要作用。另外,繼電保護的技術新、后勁足,功能越來越完善,數字更加準確,
更能滿足實際工作需要,有著廣闊的前景和發展潛力。
2.3 作用
在實際運行中,繼電保護技術發揮著十分重要的作用。當出現供電故障,線路不能正常運行和工作時,會導致電流增加,電壓下降情況發生,整個系統運行中出現不正常現象,與設計值存在不相符合的情況。而繼電保護裝置能夠自動切斷線路,實現對供電系統的有效保護,確保供電穩定進行。另外電力系統正常運行時,繼電保護技術能監視電路設備,及時反饋相應的數據,為工作人員了解電網運行提供參數,并采取相應的改進和完善對策,使得整個電路更加穩定地運行。
3 電力系統自動化繼電保護技術的應用
3.1 線路保護
通常在高壓供電系統當中,繼電保護技術的應用十分普遍,同時在供電系統高壓線路等也得到較為廣泛的應用,對線路有效運行產生重要影響。線路保護過程中,常常采用二段或三段式的電流保護,一段為速斷電流保護,二段為速斷電流顯示保護,三段為過電流保護,以確保線路正常運行。
3.2 母聯保護
母聯保護也是其中一項十分重要的工作,通過繼電保護技術應用,實現對故障的有效預防,保障電力系統自動化正常運行和工作。
3.3 主變設備保護
主要的保護內容是主保護與后備保護,實現對故障的有效預防,確保線路正常運行和工作。
3.4 電容設備保護
在電力系統正常運行中,主要保護內容包括電壓零序保護、過電流保護、過電壓保護、失電壓保護,從而有效保障系統正常運行,促進線路正常作用發揮。隨著繼電保護技術發展,在微機保護設備中,繼電保護技術也逐漸得到應用,并日益發揮著重要作用。
4 電力系統自動化繼電保護技術存在的不足
4.1 思想重視不夠
在電力系統日常運行中,一些單位對繼電保護技術的思想重視程度不夠,缺乏完善的管理制度,相關內容記錄不完善,記錄方式不規范,難以全面把握電力系統運行基本情況。一些單位對繼電保護技術甚至不做記錄,影響其作用有效發揮,對有效保障電力系統安全、穩定運行也帶來不利影響。
4.2 分析研究較少
盡管一些單位對繼電保護技術的管理、故障等做了相應的記錄,但是只記錄故障情況和處理措施,未能對每次故障的發生原因、具體表現等內容進行全面總結和分析,缺乏完善的資料體系,沒有總結共性問題,也沒有提出有效的改進措施,難以為以后電力系統運行管理提供
參考。
4.3 應用效果較差
由于研究和分析不夠,嚴重影響繼電保護技術的應用效果。一些單位在故障發生時能夠較快地處理。但一些單位可能經過多次處理仍然沒有解決故障,浪費大量時間、材料、人力,對設備和電力系統運行也產生不利影響,制約繼電保護技術應用效果提升。
5 電力系統自動化繼電保護技術的完善對策
5.1 提高思想認識,重視技術應用
在電力系統的日常運行中,為確保系統有效運行,實現對故障的預防,首先要轉變思想觀念,提高思想認識,在具體工作中注重對繼電保護技術的應用。加強管理故障,做好繼電保護運行的相關記錄,并且記錄應該詳細和具體,避免出現遺漏現象,確保符合相關規范要求。以促進繼電保護技術得到更好運用,有效保障電力系統安全運行。
5.2 加強科學研究,推動技術創新
在日常工作中,為確保繼電保護技術得到更好運用,必須加強科學研究,加大在這方面的投入,讓科研人員更好從事相關的研究,增大技術攻關力度,推動科學技術進步,促進繼電保護技術得到有效運用。對相關記錄應該有全面的認識,總結和分析存在的不足,制定相關制度措施,使其形成有效的制度。為以后開展記錄提供指導,推動繼電保護技術得到有效應用,從而在運行中更好發揮作用。
5.3 注重推廣應用,提高應用效果
通過提高思想認識,加強技術研究和攻關力度,對出現的故障及時排除和處理,避免因故障發生而對電力系統運行帶來不利影響。要注重新技術的推廣和應用,新技術不僅性能良好,而且運行效果佳,施工簡單方便,對確保整個電力系統自動化正常運行都具有積極作用。應用單位也要提高本單位的技術裝備水平,提高系統穩定性與可靠性。當發生故障時,能夠對故障及時進行處理,從而有效保障設備和電網的穩固與可靠,提高繼電保護技術應用效果。
5.4 采用技術保護措施,促進系統良好運行
除了采取上述完善對策之外,為確保繼電保護技術更好運用,還應該綜合采取有效的技術措施。主要包括計算機網絡技術、新型互感器技術、微機保護技術、繼電保護自適應控制技術等。這些技術各有自己的特點和優勢,適應電力系統自動化需要,在系統運行中要重視應用,促進系統處于良好運行狀態,為整個電力系統安全、穩定、可靠運行提供保障。
6 電力系統自動化繼電保護技術的發展趨勢
6.1 網絡化
隨著互聯網和信息技術的發展,網絡化逐漸成為一種趨勢,并在實際工作中得到有效運用,它對整個工業領域產生重要影響,也為各領域提供強有力的通信手段,對各領域所產生的作用是十分明顯的。繼電保護的作用十分明顯,不僅局限于限制事故的影響范圍、切除故障元件,最為重要的應該能夠保障系統安全、穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享系統運行和故障信息與數據,保護單位和重合閘在對這些數據進行綜合分析的基礎上,協調動作,有效保障系統安全。同時在網絡化技術支持之下,繼電保護裝置能獲得更多的故障信息,從而對故障地點、故障距離、故障性質判斷更加準確,進而大大提高繼電保護的綜合性能和運行的可靠性。由此可見,實現繼電保護網絡化是一種必然趨勢,今后在日常工作中應該對此足夠重視。
6.2 智能化
隨著智能技術的發展和進步,它在繼電保護領域也得到應用。其中,人工神經網絡、模糊控制理論等逐漸被應用到繼電保護領域,不僅推動繼電保護技術發展,還為該技術發展注入生機與動力。人工智能、信息處理、自動控制、非線性優化等問題,應用神經網絡可以得到很快解決。對其他復雜的問題,包括模糊邏輯、遺傳算法等內容,神經網絡也可以為其提供有效的解決方案,從而讓復雜的問題變得更加簡單。
6.3 計算機化
隨著用電需求的增加,電力系統對微機保護提出更高要求,不僅要滿足基本功能和要求,還要具備長期存放數據的空間,通信和快速數據處理功能,高級語言編程功能等。這就要求微機保護裝置具備計算機相應的功能,實現繼電保護計算機化。并且,實現繼電保護計算機化是一種必然趨勢,今后應該加強研究工作,推動該技術進一步完善,以便取得更好的經濟、社會效益。
6.4 一體化
主要是實現保護、控制、測量、數據通信一體化,在實現計算機化和網絡化的前提下,繼電保護裝置就是一臺多功能、高性能計算機。可以從網上獲取電力系統運行基本數據和資料,掌握其運行狀況,實現保護、控制、測量、數據通信一體化。這樣不僅能夠及時掌握電力系統基本情況,還能及時處理故障,促進電力系統安全、穩定運行。
7 結語
綜上所述,繼電保護技術具有自身顯著特點和優勢,在電力系統自動化中得到較為廣泛的應用。但在實際工作中,我們應該認識存在的不足,并注重技術創新和科學研究。同時還要把握繼電保護技術的發展趨勢,加大技術攻關力度,推動各項技術不斷改進和完善,使得繼電保護技術在電力系統自動化中得到更好應用,確保電力系統安全、穩定運行,為人們正常用電創造良好條件。
參考文獻
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關鍵詞:電力系統;電氣自動化;技術分析;研究
前言
在我國,電氣自動化這一技術已經經過了五十多年的發展歷程。雖然這一技術引入國內以后也經過了不斷的探索和改革,但在以往的電力系統當中,電氣自動化技術的發展并不順利。同發達國家進行對比,國內電氣自動化這一電力技術的綜合能力和水平仍然存在著非常大的差距。伴隨國內近幾年來不斷的進步和發展,科學技術的水平有了很大提高,在電力系統當中,電氣自動化這一技術的優勢也在不斷的探索和完善過程中顯現出來,而電力系統的發展也進入到了一個全新的階段。電氣自動化這一技術在不斷的探索和創新當中,適用性是非常廣泛的,并且專業性也極強,隨著國家對電網和電力系統事業加大建設力度,電氣自動化的發展也日益蓬勃。
1 國內現階段電氣自動化的情況
1.1 電氣自動化的系統維護
建國初期,由于經濟能力和科學技術能力都有限,因此電氣自動化沒能很好地發展,但是,伴隨國內社會的發展建設不斷改革和完善,在科學技術層面有了非常大的飛躍,電氣自動化技術也在越來越多的領域中廣泛地普及和應用。自從頒布了國際電工委員會制定研發的可編程邏輯控制器標準(IEC61131),再加上OPC這一技術的出現,廣泛沿用了電子計算機與現代化多媒體技術,電氣自動化的發展可謂蒸蒸日上。
從現階段構成電氣自動化的系統來看,仍然是將Windows NT和Internet Explore作為主要的技術支持[1]。在電力系統的發展進程當中,這些技術已然形成了非常標準的操作方法與執行語言,同時構建了非常標準的技術操作平臺。在科學技術不斷的創新和進步之下,與電氣自動化相關的操作界面也比從前更加美觀和完善,各大企業單位也更容易接受這種操作方式。除此以外就,基于這一平臺的電氣自動化技術在系統維護方面也更加完善。
1.2 分布式控制應用
分布式控制又被稱作分散控制,是通過多臺電腦對生產過程當中的控制回路加以控制,同時能夠集中對數據資源加以獲取、集中對生產過程進行控制和管理的自動控制系統。在電氣自動化系統進行工作期間,需要其對每一個運行的構成部分展開有效、合理的管理和調控,同時需要處理設備和線路之間的聯系,分布式控制系統的作用因此而體現了出來。
2 電氣自動化的發展
2.1 由低頻向高頻發展的變換器電路
電力系統的飛快發展在很大程度上加快了電子器件的更換速度,變換器電路由以往的低頻朝著高頻的方向發展。普通晶閘管具有交流變頻這一特點,以往在使用這種普通的晶閘管時,直流電路一直是以“交-直-交”這種狀態進行交替變換,直到PWM變換器的誕生代替了以往生產期間所使用的普通晶閘管,不僅明顯地將電力系統當中的功率加以提高,同時及時解決了低頻區電動機的轉矩脈動現象[2]。
2.2 全控型電力電子開關
半控型晶閘管誕生于二十世紀五十年代末,是電力系統的發展歷史當中第一批電力電子相關器件。半控型器件的誕生標志國內電氣自動化技術開辟了新的發展道路,為電力系統的生產和發展帶來了良好的效益。隨著時代不斷進步,科學技術水平有了進一步提升,技術人員在半控型晶閘管的基礎上研發出了新的全控型電力電子器件,其中最為典型的便是可關斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(GTR)和電力場效應晶體管(MOSTEFT)。在這些電力電子器件當中,額定的電壓、電流和開關時間都各有不同,因此,這些全控型電力電子開關的適用范圍也各有不同。
2.3 綜合的自動化技術
隨著電氣自動化技術的不斷改革和創新,相關技術人員對電力系統當中繼電保護方面的理論加大了重視程度,同時將國內科技水平的實際情況與國外先進的理論技術加以融合,將研究成果應用到了繼電保護這一裝置當中。從這時開始,電力系統的新興保護裝置進入了全面智能的新時代,在很大程度上加強了電力系統的穩定性能。與此同時,國內相關的科學技術研究人員也針對電氣自動化系統展開了細致的研究,研發出了分層分布式綜合自動化裝置[3]。
2.4 實時仿真系統
關于軟件的仿真研究,技術人員針對電力系統實時仿真的建模和負荷動態特性監測展開了相當深入的探索,通過引進國外電力系統公司所研制的基于數字模擬的實時仿真系統,在國內成立了混合型的實時仿真環境實驗室。這一套仿真系統的構建能夠對電力系統在不同環境下的工作狀態進行實時模擬,為國內科研事業帶來一定幫助。
3 電氣自動化的發展前景
在第三次科技革命中,有許多新型技術得以推廣和使用,而電氣自動化技術也在這次革命中大放異彩,開辟出了一條廣闊的發展新道路。關于電氣自動化這一技術,不僅能夠應用在科學技術的創新發展,更可以廣泛地在工業生產當中運用[4]。隨著國家電網的建設和發展,電氣自動化這一技術有了更廣闊的發展和進步空間。同發達國家相比,國內電力系y的起步稍顯落后,技術能力方面自然也存在差距。縱觀現今國內電氣自動化技術的發展歷程,對于國外發達國家先進的研發技術,國內相關工作人員需要做的不僅是學習和借鑒,更應當結合當前國情和科學技術的能力制定出更加適合國內電力系統的發展方案。
4 結束語
伴隨國內綜合實力的不斷增強,科學技術水平有了相當大的飛躍。在電力系統的發展和創新下,電氣自動化技術的應用越來越廣泛,并在電力系統的生產發展進程當中取得了相當優異的成績。通過技術人員堅持不懈的努力和潛心鉆研,電氣自動化技術使得電力系統的運行和管理都發生了變化。一些新的生產技術和新的理論知識被應用在電氣自動化技術當中,極大地推動了生產線的發展,也為國家電網和電力系統事業帶來了非常大的好處。
參考文獻
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1.1電氣自動化系統維護簡易
當前電氣自動化的系統構成主要技術支撐點仍然是微軟的Inter-netExplore、WindowsNT,這些技術擁有非常標準的執行語言以及相應的操作規范,在該項技術發展的過程中逐步建立了標準的平臺。由于電氣自動化系統越來越多的得到廣泛的使用,該系統也被越來越多的企事業單位采用,因此隨著科技的飛速發展,電氣自動化系統的維護過程也變的越來越簡單方便,系統的操作界面也得到了極大的改善。
1.2分布式控制應用
分布式控制系統在實際應用中往往被稱為分散控制系統,系統可集中進行管理、收集數據和集中控制自動控制系統,同時還可以在生產過程中用數臺計算機分別控制多個回路。電氣自動化系統的目的就是為了達到對每個運行的組成單元部分進行有效管理和調控,同時還要兼顧好設備與線路之間、設備與設備之間的相互關系,所以分布式控制系統的應用在電氣自動化系統中的地位非常重要。
1.3IEC61131標準使編程接口標準化
在IEC61131標準頒布之前的最初階段每個生產廠家都有自己企業的執行標準,每個廠家的每種元器件不論是使用范圍、功能還是型號都有著巨大的區別和不同,因此造成標準互不通用,元器件市場非常混亂,設備之間也不能夠相互匹配組合使用,對設備進行統一管理維護也就更是無從談起。在IEC61131標準頒布之后,這一行業中有了行業執行標準,因此無論是何廠家所生產的元器件均可以以最佳的組合進行匹配,極大的提高了生產效率。
2電氣自動化技術在電力系統中的應用
2.1計算機技術在電力系統自動化應用
計算機的出現對人類社會的進步起到了巨大的促進作用,而電力系統中采用計算機控制技術對電力系統的發展也做出了巨大的貢獻。計算機技術的發展速度日新月異,其在電力系統中的眾多關鍵環節中都發揮著重要的作用,例如發電、變電、輸電以及配電等關鍵環節。因此也就促進了電力系統的電氣自動化技術的飛速發展。
2.2智能電網技術的應用
智能電網技術是指由計算機技術與電力系統自動化技術有機結合而形成的一個面向全局的智能控制技術,它涵蓋了輸電、變電、配電、用戶、發電及調度的每個環節,智能電網技術是一個非常典型的技術。而在計算機技術中被廣泛應用的一個技術便是細心管理系統。計算機技術系統納入了很多穩定控制系統、變電站自動化系統,同時一樣的還有諸如調度柔流輸電以及自動化系統等。智能電網的最初原形在某種程度上就可以認為是數字化的電網建設,這一前期鋪墊過程也可歸于為我國建設智能電網所做的預備建設。智能電網的通信技術又是智能電網中比較典型的技術,當然也離不開計算機技術作為技術支撐,需要應用現代最先進的網絡通信專業技術,需要擁有可靠性、雙向性、實時性等等特點,并且這一系統是完全靠計算機技術而存在的,同時還兼具信息管理的功能。
3電氣自動化技術發展趨勢
我國雖然現階段電力系統的電氣自動化技術發展迅速,但是與國外相比在我國起步較晚,因此很多技術及研發水平與國外很多方面還存在著巨大的差距。這也就要求我國在借鑒和學習國外電力系統電氣自動化技術的同時,還要客觀實際的結合我國電力系統的實際情況,不斷的研究和開發適合我國國情及發展需求的電氣自動化系統。
3.1保護、控制、測量一體化
根據專業分工、人員配置、運行體制角度出發,目前我國的的自動化系統采用較多的是保護相對獨立而站內監控收集數據,從而提供詳細的分析結果和處理結果。將測量、控制及保護有機的結合在一起可以更加完美的實現設備無重復配置、技術合理性、維護工作量變繁為簡及未來快速發展趨勢。測量、控制及保護的信息來源全部都是來自于現場,測量和控制一般采集的是電力系統的運行狀態等信息,設計要求測量范圍較窄,對其精度的要求較高,數值一般在測量額定值左右浮動,保護主要收集一次設備的異常狀態故障的信息,測量范圍則比較寬,常規定按額定值參考,因此其精度也較低。CPU(總控)單元只接受由當地上位機或遠方輸出的控制命令,通過規定的校核之后便可直接進行動作到保護回路,這樣一來就免去了遙控執行、遙控輸出等等步驟,提高了可靠性,也簡化了設備。同時這些裝置的運行可靠性必須達到要求。這也就要求在設計、運行、制造及管理各個部門之間突破原有專業界限,相互配合從而適應各種變化。
3.2國際標準的應用
經過多年的發展,IED電力自動化方面也得到了長足的進步和被廣泛的采用。國際電工委員會制定了IEC61850國際標準,目的是為了使不同廠家所生產的IED設備的信息相互之間可以無障礙操作以及實現信息共享,使得廠站電氣電氣自動化系統成為可持續開發系統。同時我國為了與國際標準接軌,我國已經展開了基于國際標準的電氣電氣自動化系統的研發計劃,因此我們有理由相信這也是未來自動化系統的主要發展方向。
3.3以太網技術的興起
關鍵詞:自動化技術; 方案設計;安裝調試;電力調度;系統選型
Abstract: the author of the electrical automation system design system selection, automatic principles are discussed, power automation system application in our country has made the obvious effect, to improve the safety of the power network operation level played an important role.
Keywords: automation technology; Design; Installation commissioning; Power dispatch; System selection
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
0引言
目前隨著新技術的不斷發展,數字化、自動化技術正在興起,在電力系統建設中,電氣自動化技術設計是其中比較重要的技術環節,自動化的系統如何進行設計,是電力系統自動化技術建設和改造中需要研究和解決的一個重要課題。眾所周知,電力系統中電氣自動化技術包括繼電保護、變配電站集中監控以及遠方調度管理部分。智能化開關與智能化開關柜,以及變配電站綜合自動化系統集繼電保護、數據監測及遠方調度于一體,在變配電自動化設計中應根據工程實際情況選用。
一、電力系統中電氣自動化技術研究方向
1.智能保護與綜合自動化技術
對電力系統自動化保護的新原理進行了研究,將國內外最新的人工智能、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于電氣自動化保護裝置中,使得新型保護裝置具有智能控制的特點,大大提高電力系統的安全水平。對自動化系統進行了多年研究,研制的分層式綜合自動化裝置能夠適用于各種電壓等級電站。智能自動化保護技術領域的研究處于國際領先水平,綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。
2.電力系統自動化實時仿真系統
對電力系統負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行了深入研究,引進了電力系統數字模擬實時仿真系統,建成具備混合實時仿真環境的實驗室。該仿真系統不僅可進行多種電力系統的穩態及暫態實驗,提供大量實驗數據,并可和多種控制裝置構成閉環系統,協助科研人員進行新裝置的測試,從而為研究智能保護及靈活輸電系統的控制策略提供了一流的實驗條件。
3.電力系統配電網自動化技術
電力系統配電網自動化技術在中低壓網絡數字、配網模型、高級應用軟件、信息配網一體化方面取得了重大技術突破。其中,采用數字信號處理技術,提高了載波接收靈敏度,解決了載波正在配電網上應用的衰耗、路由等技術難題。高級應用軟件將輸電網的理論算法與配網實際結合起來,采用了最新國際標準公共信息模型,采用配網遞歸虛擬流算法進行潮流計算,應用人工智能灰色神經元算法進行負荷預測。
4.人工智能在電力系統中的應用
結合電力工業發展的需要,開展了將專家系統、模糊邏輯以及進化理論應用到電力系統及其元件的運行分析、故障診斷、規劃設計等方面的實用研究。在上述實用軟件研究的基礎上開展了電力系統智能控制理論與應用的研究,以提高電力系統運行與控制的智能化水平。
二、電力系統中電氣自動化技術方案設計思想
隨著計算機和網絡通信技術的發展,通過網絡與電力系統通信,從信息流的角度看,保護控制、測量的信息源都是來自現場,只是要求不同而已。保護主要采集設備的故障異常狀態信息,總控單元直接接收來自上位機或遠方的控制輸出命令,經必要的校核后可直接動作至保護操作回路,省去了遙控輸出、遙控執行等環節,簡化了設備,提高了可靠性。
1.電力系統中電氣自動化技術系統選型
主要從電力自動化系統監測與遠方調度方面考慮,對于電力自動化系統保護而言,應優先考慮選用微機保護綜合自動化系統。電力系統自動化選型接線比較簡單,應以常規繼電保護為主,選用價格低、性能可靠的智能化開關,可以取消常規繼電保護。
2.電力系統中電氣自動化技術設計原則
電力系統自動化的電氣主接線方式按原設計不變,在單線系統圖的設備型號說明中應注明采用計算機監測與控制系統后所增加的設備數量與型號,如電量變送器,電力監控器等。對于需要通過計算機監測與控制系統進行遠方遙控操作的開關,一定要選用能進行遠方分、合閘功能的自動開關。開關運行狀態要進入計算機監測與控制系統的開關,一般要有一對獨立的常開接點引入計算機監測與控制系統。低壓自動開關的型號設計時一定要注意滿足這一要求,多選一對常開輔助接點。對繼電保護設計來講供電系統可以考慮選用變壓保護,而且應優先考慮采用變壓電站綜合自動化技術。
三、電力系統中電氣自動化綜合技術化系統
1.綜合自動化系統外部電纜設計
變配電站綜合自動化系統的外電纜設計非常簡單,只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。通信電纜一般選用計算用屏蔽電纜,使用一對備用一對,也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。大型變配電站也可以考慮使用光纜,電力監控器應由專用電源集中供電,以保證供電可靠性,增加抗干擾能力。有些電力監控器可以用220V直流電源供電,此時可以由直流屏集中供電,10kV及以下電壓等級的供電系統一般應選用只有監控功能的電力監控器。變配電站數量少時,可以不設現場控制站,電力監控器的通信電纜可以直接引到中央控制站。
2.變壓電站綜合自動化系統的選用
變壓電站綜合自動化系統的成套設備生產廠商有很多,例如國內的魯能、南瑞,國外的SIMENS、ABB等公司。應該根據實際設計要求與系統的功能,綜合考慮選功能,一般的變壓電站綜合自動化系統應該具有數據庫功能、高級專家功能、運行管理功能、網絡互聯功能。選用的基本原則是在滿足要求的情況下,系統運行的可靠性好、性能價格比高。變壓電站綜合自動化系統的選用一定要科學、合理,為電力系統的自動化設計提供精確的數據,為提高電力系統的自動化設計做好技術保障。
四、結語
自動化技術在電力系統中的應用越來越廣泛而深入,這也使電網管理方式產生翻天覆地的變化。新技術、新理論的應用使一些概念不斷被更新和修正,傳統的技術界線逐漸模糊,各種原來看似不相關聯的技術會彼此融合和滲透,這些推動著電力自動化系統的不斷發展和變化。
參考文獻:
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關鍵詞:電力系統;自動化控制;智能技術;操作
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)09-0121-02
自動化控制在電力系統中是指電工二次系統,通過各種具有自動控制、檢測以及決策功能的裝置,利用數據傳輸系統、信號系統對電力系統中的各個局部系統、系統元件等實現就地調控或者遠程監視和調控,最終達到保證電力系統安全穩定運行的目的。隨著計算機技術、現代生產技術以及互聯網技術的不斷發展,電力系統逐漸在生產、供應環節形成了穩定、迅速、安全、及時的運營狀態,電力系統的生產效率得到了大幅提升,已經形成了一體化、安全化、自動化管理的核心。
1 電力企業自動化控制系統的構成
在電力系統中,調度自動化是該系統中發展最快的技術之一,調度自動化的功能主要是對電力系統中的數據進行監控和采集,調控電力系統的運行、變電站綜合自動化調控以及發電廠運營決策等。調度自動化在整個自動化系統中起著十分重要的作用。
配電網自動化包括自動制圖、饋線自動化、自動進行設備管理和配電網分析軟件等,是配電自動化的基礎。它和孤島自動化相比具有很大的優勢:擁有大量的后臺軟件、通信技術以及智能終端。
變電站綜合自動化是利用電子技術、通信技術、信息技術等達到對變電站中的設備進行優化設計和重新組合,并監測和調控變電站中的全部設備,提高變電站的運行水平以及變電站的經濟效益,降低對設備的維護產生的費用,使變電站的整體供電水平得到提高。
2 自動控制技術的要求
①能夠達到對電力系統各個層次、局部系統以及系統中各個元件之間的協調,使電力系統達到最佳的運行方式,保證其供電質量以及運行的安全性。
②能夠實現快速、準確的搜集系統中各個元件的信息,并能夠快速地將這些數據信息進行處理和分析。
③能夠針對電力系統中各個元件的實際技術要求、運行狀態,按照經濟、安全的運行模式進行綜合調控,或者分析制定出合理的調控策略作為調度人員的參考材料。
④能夠起到減少系統故障、減輕運行人員的工作量、提高設備的使用壽命、避免出現大面積停電等。
3 自動化控制技術的要點分析
3.1 可靠性控制
①具有多地、多級自動化控制的操作方式,即:站控、遠方遙控以及就地操作。站控操作是指操作人員能夠通過變電站中的監控主機對變電站中的設備發出操作命令,能夠對某個操作過程完成全部的操作要求;遠方遙控就是操作人員通過客戶端下發調控命令;就地操作指的是當監控網絡出現運行故障時,操作人員能夠在間隔層對控制測控單元的小開關直接手動控制。這三種控制方式可以互相切換,但是一個被控對象不能同時用兩種控制方式。
②軟件在操作中的多次返校。首先,操作人員進行權限設密,這樣可以避免出現非法操作。監控軟件應具備較好的容錯能力,當操作人員出現了一般的操作常規錯誤,系統不會出現任何功能影響,當系統出現了意外故障時,其能夠自動恢復。其次,對操作站的命令嚴格按照“選擇-校核-執行”的步驟進行操作,返校通過以后再執行下一步的操作。每一步操作系統都可以自動記錄。最后,監控系統采用雙機雙網配置,熱備用工作方式,這樣可以保障當某一設備出現故障時自動控制功能不會受到任何影響。監控系統的主站并聯以太網,并將HUB設置為以太網的管理。為該系統設計冗余配置,將系統分層,并采用分布式系統結構,這可以提高變電站操作的可靠性。
3.2 自動化操作的實現方式
變電站操作系統的可靠性影響因素還包括了自動化控制的防誤操作設計。由于采用了計算機對變電站進行監控,因此在設計時通常不采用電氣聯鎖,這樣有利于多級聯鎖的實現。在分層分布式自動化系統中,在每個間隔的測控裝置中都設計了間隔的交流電壓、電流、輔助刀閘以及斷路器等,達到遙信、遙測的作用。目前實現變電站內的多個電壓等級以及電氣間隔之間的操作閉鎖有三種方式:第一,軟件實現,通過軟件編程能夠將變電站的防誤操作閉鎖設計在監控主機中,主機能夠在網上將整個變電站的刀閘、開關以及各個間隔控制終端的信息全部獲取,并且設定設備操作規則,這樣就能夠實現對變電站的全部操作的閉鎖功能。第二,硬件閉鎖,即來自于西門子公司的針對變電站自動化系統的一個閉鎖模式8TK模式。第三,軟硬結合的閉鎖方式。在站內的監控主機中采用軟件操作閉鎖,在系統間隔中采用8TK模式實現閉鎖。這種閉鎖方式其防止誤操作的可靠性非常高,但是由于模式相對復雜,所以在設計和實際應用中,其價格相對昂貴。根據多年的工作經驗,筆者認為,如果在200 kV以下的變電站的自動化控制系統中,采用軟件實現模式對站內操作的閉鎖是比較安全、可靠以及更具經濟性的。而在500 kV的電力系統中,刀閘和斷路器的操作閉鎖通過對應的測控裝置實現,而每串內的刀閘以及斷路器間的操作閉鎖則采用專門的硬件閉鎖裝置進行閉鎖。這三種方式對變電站中的刀閘和斷路器的控制效率都非常高,并且還具備順控功能,站內的一些常規操作在常規站內實現可能需要幾個小時,而使用了這些方式后只需要幾分鐘。
3.3 防控機械誤操作
在設置變電站的自動化控制系統時,為了防止機械誤操作,需要對高壓開關柜進行相應改造,控制柜間的距離。要求開關柜中的隔離物的阻燃性要高,并且絕緣性能好;在變電站35 kV以下的中性點中安裝具有自動調諧、自動跟蹤的消弧線圈;配置開關柜中的電流互感器時,應該保證其能夠滿足開關柜的峰值、絕緣水平、短時間內的耐受電流等的要求;采用無間隙金屬氧化物避雷器,這樣能夠減少在對變電站維護過程中產生的工作量,有效地降低殘壓;對具有載調壓分接的開關施行遠方遙調和當地控制的操作。
4 結 語
總之,電力系統在國民經濟的發展以及居民生活、生產中發揮著重要的作用,所以保證電力系統健康運行是每個電力工作者的重要工作內容。采用自動化控制技術能夠提高電力系統的運行效率,提高企業的經濟效益。在設計電力自動化系統時必須要按照自動化控制技術的要求,做好系統的可靠性控制,選擇合理的自動化操作的實現方式,采取必要的措施防控設備的誤操作現象,只有這樣才能提高電力系統的運行效率。隨著現代化技術的不斷發展,自動化控制技術也必將朝著更加智能化的方向發展,我們需要加強對智能化技術的研究,力求更好地服務于電力行業,推動電力行業的發展,進一步提高電力系統的穩定性和安全性。
參考文獻: