變電站自動化控制技術(shù)應用研究

楊春輝

【摘 要】變電站在整個電力系統(tǒng)中占據(jù)著重要的位置，這不僅是因為它承擔著切斷、改變與接通電壓的作用，還因為其控制著電力系統(tǒng)電能的的分配與供送。為此，做好變電站運行管理，努力提高其控制技術(shù)水平，引進或改進新的管理系統(tǒng)是極有必要的。針對自動化控制技術(shù)在變電站運行以及管理中的應用，本篇文章從變電站實現(xiàn)自動化控制的意義入手，對國內(nèi)變電站當前所應用到自動化控制技術(shù)作深入研究，得出相關(guān)揭露供同行參考。

【關(guān)鍵詞】變電站；自動化控制；控制技術(shù)；應用

自動化控制技術(shù)的誕生與廣泛應用為社會各行業(yè)的生產(chǎn)管理帶來了諸多好處，尤其是電力行業(yè)。變電站運行引入自動化控制技術(shù)，切實實現(xiàn)自動化控制以后，可以更好的對電力設(shè)備的運行狀況進行管理，在一定程度上減少了變電站管理人員的工作量，提高了變電站的管理與運行質(zhì)量，保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，變電站引進自動化控制技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上加以重視與改進，是提高變電站運行管理安全，保證變電運行質(zhì)量的一個重要手段。下面就自動化控制技術(shù)在變電站中的應用情況進行分析。

1.變電站實現(xiàn)自動化控制管理的意義

首先，變電站自動化控制技術(shù)是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要手段。變電站作為電力系統(tǒng)中的一項重要內(nèi)容，其在電力系統(tǒng)運行中起到了極其重要的作用。將自動化控制技術(shù)應用到變電站中，并利用自動化控制技術(shù)來控制和管理變電站的運行，保證變電運行的安全性與可靠性是當前電力管理事業(yè)的壯舉，這一舉措成功提升了變電運行的管理質(zhì)量，提升了電力系統(tǒng)運行的可靠性，為電網(wǎng)用戶提供了高質(zhì)量、高效率的供用電服務。

其次，變電站自動化控制是電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制管理的根本。隨著我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展與進步，供用電管理與控制技術(shù)水平也有了很大程度上的提高，從整體上來看，這是我國電力事業(yè)綜合管理水平的提高，同時也是國家經(jīng)濟建設(shè)水平的一次大躍進。而變電站作為電力系統(tǒng)運行管理中的一個主要環(huán)節(jié)，如果電力系統(tǒng)要實現(xiàn)自動化，其必然也是要引進自動化控制技術(shù)的。所以說變電站自動化控制是電力系統(tǒng)自動化控制的根本，如果變電站沒有引進自動化控制技術(shù)，無法實現(xiàn)自動化控制管理，那么電力系統(tǒng)的運行必然也無法實現(xiàn)自動化管理。

2.自動化控制技術(shù)在變電站中的應用分析

將自動化控制技術(shù)引入并應用到變電站的管理運行中，利用變電站自動化控制技術(shù)來管理電力設(shè)備及電力系統(tǒng)的運行狀況，控制電壓、電能和電流，達到變電運行最優(yōu)化的目的，是當前電力管理事業(yè)所關(guān)注，并且必須實現(xiàn)的一項重要任務，同時也是變電運行管理中所面臨的一個最棘手的問題。為了更好的完成任務與解決問題，下面對變電站運行管理中可能會用到的自動化控制技術(shù)進行詳細分析。

2.1變電站自動化控制技術(shù)的分類

變電站運行管理過程中可能會應用到的自動化控制技術(shù)很多，如通信、計算機控制、圖像采集、信息處理、人工智能控制技術(shù)等等，種類繁多，具有很強的綜合性。但如果將這些所涉及到的技術(shù)進行整理分類，從大面上看，主要可分為以下三類：通信技術(shù)、計算機控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)。

2.1.1通信技術(shù)

通信是變電站自動化控制功能中的一種，具體工作是利用自動化控制系統(tǒng)來采集相關(guān)數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)信息、測量信息以及狀態(tài)、動作等信息傳送給主控制中心，將電力系統(tǒng)運行中可能存在的故障信息也上報給控制中心，并如實接收和執(zhí)行控制中心所下達的一切指令。在指令下達與操作執(zhí)行這一整個環(huán)節(jié)中，都需要信息的傳遞與交換，而這種控制信息傳遞與交換的技術(shù)，便作“通信技術(shù)”。從這一點來看，作為系統(tǒng)指令的傳達者與信息的反饋者，通信技術(shù)尤為重要。目前變電站自動化控制系統(tǒng)中，內(nèi)部信息交換通常利用分布式網(wǎng)絡來實現(xiàn)，用以實現(xiàn)設(shè)備層與間隔層間、間隔層內(nèi)部功能模塊間、間隔層與變電站層間的信息傳輸。包括現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息、故障診斷信息、模塊采樣信息、器件測量數(shù)據(jù)、操作信息、參數(shù)信息等等。

2.1.2計算機控制技術(shù)

計算機控制技術(shù)是變電站自動化控制技術(shù)的核心，包括計算機技術(shù)和控制技術(shù)兩方面?？刂萍夹g(shù)如傳統(tǒng)的PID控制技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)、專家系統(tǒng)等等，計算機技術(shù)如單片機技術(shù)、PLC微機控制技術(shù)、DCS系統(tǒng)整體控制技術(shù)等。通過控制技術(shù)，來實現(xiàn)對變電站斷路器、隔離開關(guān)、變壓器分接頭位置、繼電保護裝置、互鎖閉鎖保護裝置、無功控制裝置等的控制，來完成變電站各項功能的自動操作。

2.1.3數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)

變電站自動化控制需要大量數(shù)據(jù)的采集，包括電壓值、電流值、設(shè)備狀態(tài)、故障信息等等數(shù)據(jù)的采集處理。目前常用的包括GPS技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)等。GPS技術(shù)能夠提供誤差極小的秒脈沖信號，在變電站自動化控制系統(tǒng)的全網(wǎng)對時、頻率監(jiān)聽、相位測量、故障檢測、脈差保護等方面有重要應用。多媒體技術(shù)應用于語音報警、故障查詢、語音控制、狀態(tài)動畫動能顯示、視頻監(jiān)控等方面。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫技術(shù)為變電站自動化提供龐大、成熟的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持，實現(xiàn)變電站各項數(shù)據(jù)的共享和管理。

2.2變電站自動化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2.1現(xiàn)場生產(chǎn)過程

變電站承擔著變換電壓、交換功率、匯集分配電能的功能，其電氣設(shè)備通常分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備包括電壓配電裝置和電力變壓裝置，配電裝置用以交換功率和匯集分配電能，如母線、斷路器、電壓互感器、電力變壓器、電流互感器、補償裝置、調(diào)相機等等。二次設(shè)備是一次設(shè)備的輔助電氣設(shè)備，對一次設(shè)備進行監(jiān)視、測量和控制，包括各觸點的繼電器、集成電路、分立式電子元器件等，如二次電源、并列系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、信號系統(tǒng)等，完成各設(shè)備的分合閘操作、狀態(tài)監(jiān)視、閉鎖控制、信號測量、繼電保護等任務。

2.2.2系統(tǒng)功能實現(xiàn)

變電站自動化控制系統(tǒng)，應當實現(xiàn)繼電保護、數(shù)據(jù)通信、自動控制、安全監(jiān)控、自診斷與自修復、信息采集與處理等功能。繼電保護需要保證線路內(nèi)部出現(xiàn)故障時能自動快速切除故障，保護電容器組、母線等。數(shù)據(jù)通信需要滿足底層設(shè)備數(shù)據(jù)的交換和與控制中心的數(shù)據(jù)交換，包括設(shè)備狀態(tài)信息、事故報告、自檢數(shù)據(jù)、對時信號、保護定值、遙測信息、遙控信息、遙調(diào)信息等的交換。

2.2.3數(shù)據(jù)采集配置需求

數(shù)據(jù)采集涉及模擬數(shù)據(jù)和開關(guān)量數(shù)據(jù)的采集。模擬數(shù)據(jù)包括線路有功功率、電流、無功功率、三相電壓，變壓器有功功率、電量、電流，主變壓器溫度等。開關(guān)量數(shù)據(jù)采集包括斷路器位置、隔離開關(guān)位置、分接開關(guān)位置、事故信號、保護信號、合閘動作信號、解列信號、異常信號、斷線信號、故障信號、中斷信號、開鎖閉鎖信號、失壓信號、中斷信號等等。數(shù)據(jù)配置主要是用于實現(xiàn)開關(guān)量的控制和模擬量的控制，包括變電站全部變壓器、隔離開關(guān)、自發(fā)起動、閉鎖復歸、分接開關(guān)等的控制。

3.結(jié)束語

綜上所述，變電站自動化控制技術(shù)對于提高電力系統(tǒng)運行質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)運行安全有著重要的作用。在變電站運行管理中引入自動化控制技術(shù)，并利用該技術(shù)來對電力系統(tǒng)的運行進行管理，不僅是保證電力系統(tǒng)運行安全，提高電力管理水平的重要手段，同時還是實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化控制，促進我國電力事業(yè)積極發(fā)展的關(guān)鍵。因此對于電力管理來說，實現(xiàn)變電站自動化控制，并大力推廣和應用變電站自動化控制技術(shù)是具有重大意義的，理應得到重視。 [科]

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