電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

山西省 長治市潞安容海發(fā)電有限公司 崔 擎

電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

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一、電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

1.綜合自動(dòng)化技術(shù)與智能保護(hù)。隨著電力系統(tǒng)中自動(dòng)化保護(hù)理論的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置在自適應(yīng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、綜合自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，這使得電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置擁有了智能控制的功能，電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性得到了有效提高。其中，分層式綜合自動(dòng)化裝置的研究與應(yīng)用，大大提高了電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍，使其能夠廣泛應(yīng)用于不同電壓等級的電站。目前，我國綜合自動(dòng)化控制技術(shù)和智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的研究和應(yīng)用，都已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

2.電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)。目前，隨著對電力系統(tǒng)中實(shí)時(shí)仿真建模、負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測等研究的不斷深入，電力系統(tǒng)中逐漸引入了實(shí)時(shí)的數(shù)字模擬仿真系統(tǒng)。已經(jīng)建成的實(shí)驗(yàn)室的仿真環(huán)境具有混合性、實(shí)時(shí)性的特征，這不僅可以為電力系統(tǒng)的暫態(tài)實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)及時(shí)提供真實(shí)、可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還可以與多種電力控制裝置形成一個(gè)封閉式的閉環(huán)系統(tǒng)，為科研人員進(jìn)行新裝置的實(shí)驗(yàn)測試提供了良好的條件。

3.人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，專家系統(tǒng)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論等已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)以及其元件當(dāng)中，例如，電力系統(tǒng)中的運(yùn)行分析、系統(tǒng)元件的故障排除、系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)與規(guī)劃等。同時(shí)，隨著電力行業(yè)的不斷變化與發(fā)展，電力系統(tǒng)中關(guān)于智能控制理論的研究也越來越多，這不僅有效提高了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的智能化水平，也在很大程度上提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

4.配電網(wǎng)系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的自動(dòng)化技術(shù)所采用的信息模型已經(jīng)達(dá)到了國際最新的公共標(biāo)準(zhǔn)，輸電網(wǎng)的理論算法采用的是配網(wǎng)實(shí)際與高科技應(yīng)用軟件充分結(jié)合的方法，在負(fù)荷預(yù)測過程中采用人工智能灰色神經(jīng)元算法與之相配合，在潮流計(jì)算的最后環(huán)節(jié)使用配電網(wǎng)系統(tǒng)的遞歸虛擬流算法。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)的最大創(chuàng)新之處主要體現(xiàn)在高級的現(xiàn)代化應(yīng)用軟件、配電網(wǎng)信息的一體化、中低壓數(shù)字化等方面，它克服了載波在應(yīng)用過程中的衰耗以及路由等技術(shù)瓶頸，大大提高了電力系統(tǒng)載波接收的準(zhǔn)確度和靈敏度。

二、綜合電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1.外電纜設(shè)計(jì)與電力監(jiān)控器的選擇。得益于電氣自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的外部電纜設(shè)計(jì)變得越來越簡單，分別使用1根220 V的交流電源線和通信電纜即可。在對通信電纜進(jìn)行選擇時(shí)，通常選擇兩對計(jì)算用的屏蔽電纜或者雙芯屏蔽雙絞線，其中一對用作備用。對于一些大型的變配電站來說，使用光纜的效果也會(huì)比較理想。為保證電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與可靠性，在對電力監(jiān)控器進(jìn)行選擇時(shí)要使用具備抗干擾性能的專用電源。當(dāng)使用220 V的直流電源供電時(shí)，電力監(jiān)控器應(yīng)當(dāng)選擇使用直流屏進(jìn)行集中供電，對于電壓等級在10 kV及以下的供電系統(tǒng)，選擇的電力監(jiān)控器則需要具備監(jiān)控功能。在只有少量變配電站的情況下，可以不建設(shè)現(xiàn)場控制站，直接把電力監(jiān)控器的通信電纜引到中央控制站即可。

2.變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選用。目前，電力市場上成套的關(guān)于變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備生產(chǎn)商有很多，如西門子、ABB、魯能等，因此在選用該類設(shè)備時(shí)，一定要結(jié)合電力系統(tǒng)的綜合功能和電力系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)要求，在高級專家、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能、運(yùn)行管理等功能都能滿足要求的前提下，進(jìn)一步考慮電力系統(tǒng)設(shè)備的性價(jià)比和可靠性，確保其能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)提供有力的技術(shù)保障。

三、綜合電氣自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展前景

1.國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。目前，智能電子設(shè)備（IED）在電力系統(tǒng)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，為了實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)廠家的智能電子設(shè)備（IED）的兼容性和信息共享，在國際上制定了IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)，我國為了實(shí)現(xiàn)與IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)的接軌，也開始著手于電氣綜合自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的相關(guān)研發(fā)工作，并取得了很大成就。因此，國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是未來綜合電氣自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢。

2.控制、保護(hù)、測量一體化。為了進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)中綜合電氣自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)的合理性、設(shè)備配置的效率性和維護(hù)工作的便利性，將控制、保護(hù)、測量融為一體，實(shí)現(xiàn)控制、保護(hù)、測量的一體化，將會(huì)省去很多不必要的環(huán)節(jié)，在簡化電力系統(tǒng)設(shè)備的同時(shí)，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3.以太網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。以太網(wǎng)技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸量大、速度快等特點(diǎn)，正好滿足了電力系統(tǒng)中的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)越來越多的需要。新一代以以太網(wǎng)為核心的現(xiàn)場總線技術(shù)，能夠滿足通訊越來越高的的實(shí)時(shí)性要求，發(fā)展前景廣闊。

四、結(jié)論

綜上，隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)也正處于不斷變化發(fā)展之中，原有的電氣自動(dòng)化綜合技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，尤其是隨著電力新技術(shù)、新理論的不斷出現(xiàn)，原有的系統(tǒng)概念將會(huì)不斷被創(chuàng)新和發(fā)展，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員只有堅(jiān)持正確的電氣自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)原則，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，采取有針對性的設(shè)計(jì)策略和設(shè)計(jì)方法，才能保證我國電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，有利于電網(wǎng)安全運(yùn)行質(zhì)量的提高。