電力系統(tǒng)及其配電線路自動化運(yùn)行探討

引言：近幾年來，我國社會經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，并且電網(wǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，各類現(xiàn)代化大機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行、新發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用等對電能質(zhì)量的要求越來越高。再加上我國電網(wǎng)較為薄弱，因此往往會通過提高各類保護(hù)設(shè)備以及自動化水平來保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本文主要分析了電力工程中的電力系統(tǒng)及其配電線路自動化技術(shù)以及自動化技術(shù)的發(fā)展方向。

電力行業(yè)直接影響影響人們的生活以及工業(yè)的生產(chǎn)。電力系統(tǒng)只有持續(xù)穩(wěn)定的工作才可以保證社會上各項(xiàng)事業(yè)的順利進(jìn)行。在我國電力系統(tǒng)中開始廣泛應(yīng)用電力自動技術(shù)，這樣做既提高了電力工作者的工作效率，又節(jié)省了一定的經(jīng)濟(jì)成本。

一、電力工程中的自動化技術(shù)的概述

電力工程自動化的領(lǐng)域中包括了以下幾個方面的內(nèi)容：自動檢測、調(diào)節(jié)以及控制生產(chǎn)過程；自動安全保護(hù)系統(tǒng)以及元件；自動調(diào)度系統(tǒng)生產(chǎn)以及自動化管理供電企業(yè)等。電力工程自動化的主要目標(biāo)那就是不斷提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)以及管理效益，保證供電電能的質(zhì)量，促使系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電等成為電力工程系統(tǒng)的主要組成部分。電力工程系統(tǒng)的一次設(shè)備是指發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)以及輸電線路等設(shè)備，通常要在線測控、保護(hù)、調(diào)度控制一次設(shè)備，確保電力一次設(shè)備處于安全、穩(wěn)定的狀態(tài)下。電力工程系統(tǒng)的二次設(shè)備是指測控裝置、保護(hù)裝置、通信設(shè)備、電廠、變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等，其涵蓋了電力工程系統(tǒng)自動化的主要技術(shù)內(nèi)容。

二、電力系統(tǒng)及其配電線路自動化技術(shù)的應(yīng)用

2.1發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

過程控制單元是由可冗余配置的主控模件與智能I/0模件組成的。MCU模件借助冗余I/0總線才可以與智能FO模件進(jìn)行通訊。PCU所面向的對象就是生產(chǎn)過程，并會接收到現(xiàn)場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量等信號，在運(yùn)算處理之后可以實(shí)時顯示、打印運(yùn)行參數(shù)以及設(shè)備狀態(tài)，同時還會輸出信號直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成監(jiān)測、控制以及保護(hù)生產(chǎn)過程。

2.2電網(wǎng)調(diào)度的自動化技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、打印設(shè)備等是電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要組成部分，其往往是借助電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)來連結(jié)起來的。電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要功能如下：第一，在電力生產(chǎn)過程中實(shí)時采集數(shù)據(jù)；第二，估計(jì)電力系統(tǒng)的狀態(tài)；第三，預(yù)測電力負(fù)荷；第四，控制自動發(fā)電；第五，自動經(jīng)濟(jì)調(diào)度促使其更好的滿足市場運(yùn)營的實(shí)際需求。

2.3變電站的自動化控制

變電站自動化的目的就是取代人工監(jiān)視以及電話人工操作，促使工作效率得以提高，并且也可以將變電站的監(jiān)控功能擴(kuò)大，促使變電站的安全運(yùn)行水平得以提高。變電站自動化的內(nèi)容就是全方位的監(jiān)視以及有效控制站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備，其特點(diǎn)就是各種常規(guī)電磁式設(shè)備被全微機(jī)化的裝置所取代；二次設(shè)備具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及集成化；電力信號電纜會被計(jì)算機(jī)電纜或者光纖所取代。變電站自動化不僅要滿足變電站運(yùn)行操作的任務(wù)，還要作為電網(wǎng)調(diào)度自動化不可分割的一個部分，并且也成為電力生產(chǎn)現(xiàn)代化中一個非常重要的環(huán)節(jié)。

三、目前電力工程中的自動化新技術(shù)

3.1柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)

通常情況下會通過先進(jìn)的輸配電技術(shù)來不斷提高電壓的質(zhì)量，保證電力工程系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。然而柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)是改變傳統(tǒng)輸電能力的一種新技術(shù)。柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)是指在輸電系統(tǒng)的重要部位要采取具有單獨(dú)功能的電力電子裝備，或者還可以采取具有綜合功能的電力電子裝備，從而可以調(diào)整控制電力系統(tǒng)的主要闡述，保證輸電具有可靠性以及安全性。柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)集電力電子技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)以及控制技術(shù)等于一體，并且也將這些技術(shù)應(yīng)用到了高壓輸電系統(tǒng)中，促使系統(tǒng)的可靠性以及運(yùn)行性得以提高，并且也會保證電能的質(zhì)量。柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)的核心裝置ASVC是由二相逆變器以及并聯(lián)電容器組成的，其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓保持同步。它不僅可以保證運(yùn)行電壓的穩(wěn)定，還可以在發(fā)生故障期間內(nèi)起到穩(wěn)定電壓的作用，所以對電網(wǎng)電壓的控制能力較弱。核心裝置ASVC與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)相比較，核心裝置ASVC的調(diào)節(jié)范圍較為廣泛，并且反應(yīng)速度也是比較快，其中不會摻雜著機(jī)械損耗以及旋轉(zhuǎn)噪聲。再加上核心裝置ASVC是一種固態(tài)裝置，因此具有較強(qiáng)的控制力。

3.2電力工程系統(tǒng)的智能控制技術(shù)

當(dāng)前電力工程系統(tǒng)控制理論發(fā)展的新階段就是智能控制這一階段，利用智能控制技術(shù)的目的就是為了能夠解決那些傳統(tǒng)方法無法解決掉的問題。電力工程系統(tǒng)的智能控制技術(shù)適用于具有模型不確定、具有高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)中。在電力系統(tǒng)工程應(yīng)用中，智能控制具有非常廣闊的市場，并且其主要用于快關(guān)氣門的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)控制中。

3.3以GPS為基礎(chǔ)的動態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)

以GPS為基礎(chǔ)的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)是將新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)充分結(jié)合起來。同步定時系統(tǒng)、動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及中央處理機(jī)是電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全檢測系統(tǒng)的組成部分。通過利用GPS可以將同步相量測量技術(shù)與光纖通信技術(shù)結(jié)合起來，并且也為相量控制提供了有利的條件。PMU是GPS技術(shù)與相量測量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其慢慢取代了RTU設(shè)備，從而也促使電壓、電流相量測量得以順利實(shí)現(xiàn)。

四、電力工程自動化技術(shù)的發(fā)展方向

其一，電力一次設(shè)備的智能化控制。電力一次設(shè)備的智能化控制是指在設(shè)計(jì)一次設(shè)備結(jié)構(gòu)的時候要考慮到二次設(shè)備的功能，不斷完善一次設(shè)備的功能。其二，電力一次設(shè)備在線狀態(tài)的檢測技術(shù)。供電企業(yè)要長期連續(xù)的在線監(jiān)測電力系統(tǒng)一次設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)，這樣做既可以對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，又可以對各種重要參數(shù)的變化趨勢進(jìn)行合理的分析。近幾年來電力部門開始加大力度來研究在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，雖然此技術(shù)取得了一定的進(jìn)展，但是卻由于技術(shù)難度大、專業(yè)性強(qiáng)，因此該技術(shù)還沒有得到普及。其三，光電式電力互感器。在輸電線路中，電力互感器是不可或缺的重要設(shè)備，該設(shè)備的作用就是按照一定的比例將輸電線路上的高電壓、大電流數(shù)值降到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍內(nèi)，方便儀表開展測量工作。當(dāng)前光電式電力互感器面臨的一個問題那就是材料會隨著溫度系數(shù)的影響而導(dǎo)致材料的穩(wěn)定性不太理想。

五、總結(jié)

計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化正面臨著變革。供電企業(yè)要與時代發(fā)展步伐保持一致，促使電力工程系統(tǒng)的自動化技術(shù)水平得以提高，并且為推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而貢獻(xiàn)力量。

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（作者單位：安徽省電力公司安慶供電公司配電運(yùn)檢室）

作者簡介

鮑大明（1970-），男，安徽省安慶市人，安徽省電力公司安慶供電公司高壓線路帶電檢修工，技師。