探析電氣自動化在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

張建虎

（河北省電力建設(shè)第一工程公司，河北 石家莊050000）

1 電氣自動化技術(shù)

1.1 電氣自動化技術(shù)特點

1）控制與維護的一體化。目前，國內(nèi)的自動化系統(tǒng)普遍采用站內(nèi)監(jiān)控的與采集數(shù)據(jù)的模式，這種模式最大的優(yōu)勢就是運行與操作獨立，且能提供很清晰的事故處理分析界面。為了進一步降低設(shè)備成本，便于推廣新技術(shù)與方便維修維護，自動化系統(tǒng)多采用控制與維護一體化的方式進行設(shè)計。

2）采取國際通用標(biāo)準(zhǔn)。近年來，IED（智能電力監(jiān)測設(shè)施）在電力系統(tǒng)自動化方面被廣泛應(yīng)用。為了克服不同廠家IED生產(chǎn)的設(shè)備的信息共享性差的問題，國際電工委員會在已有相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上制定了IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)（電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)）。為了與國際接軌，國內(nèi)多數(shù)廠家都以IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進行產(chǎn)品研發(fā)，這也是電力自動化技術(shù)的一個發(fā)展方向。

3）利用以太網(wǎng)技術(shù)。以太網(wǎng)具有傳輸數(shù)據(jù)量大且速度快的優(yōu)點，正好滿足當(dāng)前電氣系統(tǒng)自動化過程中數(shù)據(jù)傳輸量大通訊實時性的方面的高要求。當(dāng)前，以太網(wǎng)在電力系統(tǒng)中最成熟的應(yīng)用形式就是Ethernet+TCP/IP。相信在不久的將來，基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場總線技術(shù)就會得以推廣應(yīng)用。

1.2 電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的典型范例

1）全控型電力電子開關(guān)。第一代電子電力器件為晶閘管，在我國得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域為交流與直流傳動的電力控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在全控型電力電子開關(guān)逐漸取而代之，將主回路的驅(qū)動電力、相關(guān)器件、電流檢測、溫度的自動控制和過流保護等都融為一體。

2）高變頻器電路。高頻變頻器的電路在降低開關(guān)損耗的同時，不影響逆變器工作頻率的提高。從而減小了逆變器的尺寸，有效的降低了成本，而且實現(xiàn)了逆變器在高功率下集成化。

3）通用變頻器大量使用。通用變頻器是指系列化、批量化生產(chǎn)以滿足市場需求量大的要求的變頻器，這類變頻器的功率一般不大。從變頻器產(chǎn)品性能來看，U/F控制器由最早的通用功能型變?yōu)楦吖δ苄秃透邉討B(tài)性能矢量控制型。

4）計算機與電子技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用。隨著我國單片機技術(shù)發(fā)展，計算機在變電站的操作自動化、發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)自動化、電力系統(tǒng)的自動化調(diào)度中起到了關(guān)鍵的作用。

1.3 電氣自動化控制系統(tǒng)的形式

1）集中監(jiān)控方式。集中監(jiān)控方式的優(yōu)點就是運行與維護方便，設(shè)計簡單，且防護要求低。缺點是，這種方式將不同功能的設(shè)備集中到一起，導(dǎo)致處理器的負載過大，運行速度慢。

2）遠程監(jiān)控方式。遠程監(jiān)控方式是采用模擬電路、電子管和電話繼電器等設(shè)備組成。這種系統(tǒng)中不包括軟件，數(shù)據(jù)的采集與處理工作與硬件完成。其主要優(yōu)點是系統(tǒng)運行穩(wěn)定，缺點是自動化程度低，且缺乏自動診斷故障的能力。

3）現(xiàn)場總線監(jiān)控方式?，F(xiàn)場總線監(jiān)控方式是一種針對性強的設(shè)計方式，它具其他系統(tǒng)遠程控制能力的優(yōu)點，且安裝方便，設(shè)計建造成本較低。這種系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)自動化建設(shè)中的主要的發(fā)展與使用方式。

2 電力自動化在電力系統(tǒng)的主要應(yīng)用分析

2.1 電氣自動化幫助科研人員開展實時仿真工作

使用電氣化驅(qū)動技術(shù)，可以在更大程度上實現(xiàn)暫時狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)的同步存在，這使得同步實驗成為了可能。為系統(tǒng)運行提供了大量的精確數(shù)據(jù)，增加了實驗的精準(zhǔn)度。在這種仿真的環(huán)境中，工作人員可以進行更多的電力裝置測試，有助于幫助科研人員建立起一個混合型的實時仿真實驗室。

2.2 實現(xiàn)了電力服務(wù)的智能化

當(dāng)今時代，幾乎每個行業(yè)都離不開電力的使用，失去電力系統(tǒng)的支持，許多行業(yè)將陷入癱瘓的境地。電力的廣泛使用對電力系統(tǒng)的安全性和自動化程度都提出了極高的要求。電氣自動化相關(guān)技術(shù)是電力系統(tǒng)智能化的重要組成部分，能夠幫助工作人員更精確地進行系統(tǒng)運行設(shè)計工作，并能代替人力做到更精確的系統(tǒng)運行故障分析。這種智能化的控制方式，使得電力系統(tǒng)的運行更加高效準(zhǔn)確。這種高度安全的自動化運行體系，使電力系統(tǒng)的服務(wù)能力邁上了一個新的臺階。

2.3 方便了配電網(wǎng)工作

配電網(wǎng)中自動化技術(shù)的使用，實現(xiàn)了配電網(wǎng)的數(shù)字信息配電的一體化轉(zhuǎn)變，幫助減少了載波應(yīng)用的路由，并幫助電力系統(tǒng)解決了衰耗的難題。自從見自動化技術(shù)應(yīng)用到了配電網(wǎng)中，配電網(wǎng)對信息波的反映就變得更加靈敏了，電力系統(tǒng)的運行效率大大提升。

3 電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究趨勢

我國對電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的研究還存在很多不足，未來的研究工作還有很多。電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究趨勢，主要包括以下3個方面：

3.1 國際標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模推廣和使用

近年來電氣自動化技術(shù)在我國有了廣泛的應(yīng)用，但是由于電氣自動化設(shè)備的生產(chǎn)廠家眾多，導(dǎo)致這些設(shè)備的信息共享和相互操作間存在諸多障礙。為滿足不同廠家所生產(chǎn)設(shè)備的兼容性，電子工業(yè)協(xié)會制訂了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，作為站端與站間進行通信的標(biāo)準(zhǔn)，從而實現(xiàn)站內(nèi)的無縫通信。我國要大力推廣和使用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，并基于此標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出電氣綜合自動化系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品。

3.2 將測量、保護和控制工作融合為一體

長期以來，受電力行業(yè)專業(yè)分工、人員配置和運行機制的影響，我國電氣自動化系統(tǒng)主要通過站內(nèi)監(jiān)控采集相關(guān)數(shù)據(jù)、單獨進行保護的工作模式。這種工作模式雖然能對事故進行清晰的分析和處理，但是增加了工作量，降低了設(shè)備的利用率。為了減少設(shè)備的重復(fù)配置率和操作人員的工作量，提高事故的處理效率，必須將測量、保護和控制工作融合在電氣自動化綜合系統(tǒng)中。

3.3 以太網(wǎng)技術(shù)的使用

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人們對電力的需求與日俱增，加之電網(wǎng)系統(tǒng)越來越復(fù)雜化，其涉及的數(shù)據(jù)和信息也越來越多。在這種背景下，電氣綜合自動化系統(tǒng)所需要采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)日益龐大，對通訊的實時性和傳輸速度提出了更高的要求。

4 結(jié)束語

電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用起到了助力作用，在自動化技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)的運行效率更高，服務(wù)質(zhì)量得到了提升?？萍际堑谝簧a(chǎn)力的優(yōu)勢在電力企業(yè)中得到顯現(xiàn)。隨著科技的進一步發(fā)展，這些高端的信息科技產(chǎn)物也將在未來得到更為完善的應(yīng)用，從而為我國的基礎(chǔ)事業(yè)發(fā)展提供更大的助益。

［1］董娜.電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的探索[J].能源電力,2011.

［2］劉四聰.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J].沿海企業(yè)與科技,2012.

［3］李愛民.電氣自動化的發(fā)展趨勢以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊,2012.