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    電氣自動化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

    2014-08-15 00:54:11
    科技視界 2014年31期
    關(guān)鍵詞:電氣變電站變壓器

    張 磊

    (祥源商業(yè)資產(chǎn)管理運(yùn)營有限公司,安徽 合肥 230000)

    0 引言

    跟著數(shù)字信息技術(shù)的迅速發(fā)展與應(yīng)用,已經(jīng)不能適應(yīng)社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求是電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)模式,制約著行業(yè)的進(jìn)步。本文針對電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了在這一領(lǐng)域的發(fā)展方面,為更好地應(yīng)用電氣自動化技術(shù)服務(wù)于電力系統(tǒng),提供了新的思路。

    1 變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

    隨著電力電子器件的更新,由它組成的變換器電路也必然要換代。當(dāng)電力電子器件進(jìn)論文聯(lián)盟www.lwlm.com 整理人第二代后,更多早采用PWM 變換器了、采用PWM 方式后,提高了功率因數(shù),減少了高次諧波對電網(wǎng)的影響,解決了電動機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題。

    但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動作用在定轉(zhuǎn)子上,使電機(jī)繞組產(chǎn)生振動而發(fā)出噪聲。開關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。

    1986 年美國威斯康星大學(xué)Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上,電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開關(guān)’,其開關(guān)損耗較大,限制了開關(guān)在頻率上的提高。這樣,可以使逆器尺寸減少,降低成本,還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此,諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。

    2 調(diào)度自動化系統(tǒng)中的計算

    在調(diào)劑自動化系統(tǒng)中,由于各類緣由使得YC 的收集其實(shí)不能十分周全,如某一線路只收集了有功、無功,但卻未收集電流,是以我們可以采樣下式計較:

    I=1.732×/U

    主變壓器模式(以三繞組變壓器為例):

    ∑P=0

    ∑Q=0

    對于一臺三繞組變壓器,遠(yuǎn)測誤差P 可用以下公式計較:

    P=P1+P2+P3+P4

    式中P1——主變壓器一次測總有功(收集量);

    P2——主變壓器二次測總有功(收集量);

    P3——主變壓器三次測總有功(收集量);

    P4——主變壓器消耗。

    說明:(1)?WTBX?P?WTBZ?為各遠(yuǎn)測代數(shù)和差值。(2)遠(yuǎn)測收集量符號界說為以母線為參考點(diǎn),進(jìn)母線為負(fù),出母線為正。(3)以下計較均不異。

    正常情況下我們將遠(yuǎn)測誤差P 的越限報警范圍設(shè)定在比主變消耗稍年夜一些范圍內(nèi),當(dāng)遠(yuǎn)測誤差P 跨越這個范圍,即認(rèn)定主變1、2、三次側(cè)的某一收集值泛起了問題。

    一樣可用上公式計較出Q6

    Q6=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

    式中Q5——抵償無功;

    Q6——無功誤差。

    3 電力系統(tǒng)對電氣自動化控制的發(fā)展要求

    隨著電力系統(tǒng)向著大型、復(fù)雜化方面發(fā)展,對電氣自動化控制的要求也提出了更高的要求。具體體現(xiàn)在以下兩個方面:

    3.1 電力系統(tǒng)控制的信息化要求

    當(dāng)前的社會和經(jīng)濟(jì)水平,對電力行業(yè)的信息化要求越來越高,同時,對電力行業(yè)本身來說,對系統(tǒng)運(yùn)行效益的要求也越來越重要,這就要求在電力系統(tǒng)的控制方面具有更高的安全和自動化水平。電氣自動化技術(shù)在信息化發(fā)展的基礎(chǔ)上,不僅具有自動操控機(jī)器運(yùn)行的優(yōu)勢,而且在數(shù)據(jù)分析、處理和部門管理方面也有了重要的突破。把電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng),不僅可以提高電力設(shè)備的使用效率,而且便于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的信息化和智能化水平。

    3.2 電力系統(tǒng)的安全可靠性要求

    電力系統(tǒng)是關(guān)系到社會生活和各行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的經(jīng)濟(jì)命脈,而隨著社會和經(jīng)濟(jì)對電力系統(tǒng)的依賴程度的提高,對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性要求也越來越重要。這就要求電力系統(tǒng)具備高效的維護(hù)效率,更加易于控制和操作,當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,要求能夠及時做出診斷和修復(fù)。而電氣自動控制化系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)自動化和智能化的控制,具有便于操作控制、穩(wěn)定可靠的突出優(yōu)點(diǎn),可以及時對電力系統(tǒng)中的故障和問題做出調(diào)整,降低了操作的難度和復(fù)雜性,減少了人力的耗費(fèi)。

    4 在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動化的現(xiàn)狀

    4.1 電力系統(tǒng)中的電氣自動化技術(shù)

    4.1.1 仿真技術(shù)

    在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自動化仿真技術(shù),不但能夠及時地處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),提供虛擬的系統(tǒng)運(yùn)行操作和實(shí)驗環(huán)境,還可以實(shí)現(xiàn)多項控制和操作的實(shí)時、同步進(jìn)行,對系統(tǒng)的故障進(jìn)行模擬、分析和診斷,提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率和效果,特別是在新系統(tǒng)設(shè)備的測試方面更具有重要的作用。

    4.1.2 智能技術(shù)

    智能控制技術(shù)是目前控制理論的新成果,適用于對模型不確定、非線性、要求較高的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制。借助于電氣自動化技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制,大力提高電力系統(tǒng)的控制靈敏度,借助于網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時傳遞的性質(zhì),能夠及時發(fā)現(xiàn)故障和問題,迅速做出解決方案,降低電力系統(tǒng)因故障所帶來的損失,完善電力系統(tǒng)的漏洞,促進(jìn)提高系統(tǒng)的效率。

    4.1.3 動態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)

    動態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)是新一代監(jiān)控系統(tǒng),它是在GPS 技術(shù)和SCADA 技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種新突破。這一技術(shù)主要有四個組成部分:同步定時系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、中央信號處理系統(tǒng)和動態(tài)相量測量系統(tǒng)。通過GPS 技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的測量、通信實(shí)時和同步,給控制相量工作提供實(shí)時信息數(shù)據(jù)。特別是當(dāng)前的電力系統(tǒng)的調(diào)度和監(jiān)測逐漸由原來的穩(wěn)態(tài)、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)監(jiān)測向動態(tài)監(jiān)測轉(zhuǎn)變和發(fā)展,成為電力系統(tǒng)監(jiān)測的主要發(fā)展潮流,標(biāo)志著電力系統(tǒng)中的安全監(jiān)測邁向了實(shí)時控制的時代,這對于保障電力系統(tǒng)的安全、可靠和穩(wěn)定地提供高質(zhì)量的電力能源具有重要的意義。

    4.2 電力系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的領(lǐng)域

    4.2.1 變電站自動化

    在變電站的自動化控制中,是電力系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的一個主要領(lǐng)域。借助于電氣自動化技術(shù),運(yùn)用程序化的裝置取代常規(guī)性的電磁式設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)對變電站內(nèi)各種設(shè)備的有效控制,對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全過程的監(jiān)控,能夠滿足變電站各種設(shè)備的運(yùn)行和操作,成為電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化中重要的組成部分。

    4.2.2 電網(wǎng)自動化

    在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波、配網(wǎng)的模型及高級應(yīng)用軟件、地理信息與配網(wǎng)一體化方面取得了重大的技術(shù)突破。通過自動化技術(shù)中的數(shù)字信息處理能力,可以實(shí)現(xiàn)對各級變電站、服務(wù)器、工作站等的控制和調(diào)度,通過電力系統(tǒng)專用的廣域網(wǎng)連結(jié),可以對范圍以內(nèi)的電廠、各級電網(wǎng)調(diào)度和控制中心、變電站等的終端設(shè)備進(jìn)行有效的實(shí)時數(shù)據(jù)采集,并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的分析,判斷整個電網(wǎng)運(yùn)行是否處于安全狀態(tài)。

    4.3 智能保護(hù)與變電站綜合自動化

    該理論主要對電力系統(tǒng)保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究,將國內(nèi)外最新的人工智能、綜合自動控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信、自適應(yīng)理論、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于新型的繼電保護(hù)裝置中,使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn),從而大大提高了電力系統(tǒng)的安全水平。

    5 結(jié)語

    在電力系統(tǒng)的構(gòu)建和運(yùn)營中,電氣自動化技術(shù)所起的作用越來越重要,因此,更需要不斷進(jìn)行理論和實(shí)踐創(chuàng)新,擴(kuò)大電氣自動化的使用范圍和效率,增強(qiáng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用和功能,從總體上促進(jìn)電力系統(tǒng)向著自動化和智能化方向發(fā)展,使這一技術(shù)能夠更好地為電力系統(tǒng)服務(wù),提高電力系統(tǒng)的效率,促進(jìn)電力系統(tǒng)的健康發(fā)展。

    [1]胡榮榮.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探析[J].機(jī)電信息,2012(30).

    [2]任杰.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用淺談[J].理論研究,2012(3).

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