淺談電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

林永清

摘要：目前，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在中小型城市中也得到很快發(fā)展，技術(shù)水平不斷提升。電力事業(yè)在走向自動(dòng)化、信息化時(shí)代，電力市場(chǎng)也在迅速擴(kuò)大。筆者就目前城市電網(wǎng)自動(dòng)化格局發(fā)展?fàn)顩r及實(shí)現(xiàn)形式進(jìn)行討論，自動(dòng)化控制技術(shù)的幾點(diǎn)應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)以及今后自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展分析，供該行業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化控制；應(yīng)用；發(fā)展前景

引言

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，使電力行業(yè)的管理與控制越來(lái)越方便，推動(dòng)著電力系統(tǒng)逐漸走向智能化及信息化的道路，使電力行業(yè)能更健康地發(fā)展。然而電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到成熟甚至完善的地步，同時(shí)隨著科技水平的提高以及社會(huì)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)會(huì)提出更多要求。因此在未來(lái)發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)成為電力事業(yè)的主要方面，隨著科技進(jìn)步，它的重要性將會(huì)不斷提升。

1.電氣自動(dòng)化發(fā)展概述

1.1縣級(jí)城市電網(wǎng)自動(dòng)化控制格局現(xiàn)狀

目前縣級(jí)城市的電網(wǎng)自動(dòng)化控制已不斷走向成熟，主要體現(xiàn)在城市電力主網(wǎng)及配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。例如雷州市的電網(wǎng)格局。雷州電網(wǎng)建設(shè)于湛江電網(wǎng)的南部，通過(guò)一回220kV雷霞線及一回110kV雷月線和湛江電網(wǎng)相聯(lián)，以省網(wǎng)供電為主，地方供電為鋪。自動(dòng)化控制在該市電力系統(tǒng)中得到很大應(yīng)用，目前，雷州電網(wǎng)有220kV變電站1座，主變1臺(tái)，主變?nèi)萘?70MVA；110kV變電站4座，主變6臺(tái)，主變?nèi)萘?31MVA；35kV變電站13座，主變?nèi)萘?3.15MVA。在2005年雷州電網(wǎng)全社會(huì)用電量最高負(fù)荷為73.5MVA，其中13個(gè)自動(dòng)化變電站起到很大作用。

1.2電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)形式

（1）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要是由電力系統(tǒng)的專(zhuān)用廣域網(wǎng)來(lái)連接，包括電網(wǎng)調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、工作站、打印設(shè)備以及大屏蔽顯示器等等，用來(lái)調(diào)度范圍之內(nèi)的變電站、發(fā)電廠的終端設(shè)備，調(diào)度電網(wǎng)的控制中心等。

（2）發(fā)電廠的分散測(cè)控系統(tǒng)

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)通常使用的是分層分布式的結(jié)構(gòu)，由四部分構(gòu)成：運(yùn)行員工作站、過(guò)程中的控制單元、冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）及工程師工作站。過(guò)程控制單元主要是由智能I/0 模件和冗余配置的主控模件構(gòu)成的。主控模件的通訊是通過(guò)智能FO 模件與冗余的I/0 總線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)行處理運(yùn)算后，過(guò)程控制單元通過(guò)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示的狀況、運(yùn)行的參數(shù)和打印，還有輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)、控制以及聯(lián)鎖保護(hù)等功能，使生產(chǎn)過(guò)程井然有序。

2.電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用概況

2.1目前自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）縣級(jí)城市配網(wǎng)自動(dòng)化控制應(yīng)用

面對(duì)縣級(jí)城市的配網(wǎng)格局，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)控制領(lǐng)域功能不全相同的系統(tǒng)，但這兩個(gè)系統(tǒng)可通過(guò)變電站的出線開(kāi)關(guān)而緊密聯(lián)系。

對(duì)于像雷州市這樣的縣級(jí)城市，由于調(diào)度與配網(wǎng)的規(guī)模都不大，所以選用調(diào)、配一體化主站系統(tǒng)是實(shí)際應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)可行性上都是合適的。一體化系統(tǒng)具有共享支撐的軟件平臺(tái)，其系統(tǒng)的軟硬件資源實(shí)現(xiàn)完全共享，從而大大減小運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。系統(tǒng)通過(guò)操作權(quán)限管理，可以保證在調(diào)度、配網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的安全性和可靠性。如果從運(yùn)行管理的體系上看，調(diào)度與配網(wǎng)控制是獨(dú)立分開(kāi)的系統(tǒng)，一體化平臺(tái)可以降低整個(gè)系統(tǒng)的投資。調(diào)度、配網(wǎng)一體化系統(tǒng)是縣級(jí)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)首選的模式。

（2）電力一次設(shè)備控制檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

一般情況下，常規(guī)的電力一次設(shè)備同二次設(shè)備通常相隔幾十甚至幾百米距離進(jìn)行安裝，他們之間通過(guò)大電流控制電纜和強(qiáng)信號(hào)電力電纜互相連接。電力一次設(shè)備智能化指的是在進(jìn)行一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還需考慮把常規(guī)的二次設(shè)備的部分甚至是全部功能都融入進(jìn)去得以實(shí)現(xiàn)，從而省掉一些含大量電力的控制電纜或信號(hào)電纜，通常簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)便是自帶測(cè)量以及保護(hù)功能的一次設(shè)備。例如我們常見(jiàn)的有“智能化的開(kāi)關(guān)柜”、“智能化的開(kāi)關(guān)”及“智能化的箱式變電站”等。

電力一次設(shè)備還可以進(jìn)行在線狀態(tài)檢測(cè)為了確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，需要長(zhǎng)期且連續(xù)地在線監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)中一次設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)，這樣不但能夠可以對(duì)設(shè)備各時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)還能對(duì)各種重要參數(shù)的變化方向進(jìn)行分析，預(yù)先判斷是否存在故障，進(jìn)而使設(shè)備的維修保養(yǎng)周期延長(zhǎng)，促進(jìn)設(shè)備利用率的提高，保證電力設(shè)備可以從定期檢修過(guò)度到狀態(tài)檢修。

2.2電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

（1）改善電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)模式

電氣自動(dòng)化控制可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)維護(hù)管理，提高系統(tǒng)自身的安全性，減少運(yùn)行成本。在調(diào)度與配網(wǎng)一體化系統(tǒng)中，自動(dòng)化控制可以有效提高城市配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性及安全性。此外，自動(dòng)化檢測(cè)中的遠(yuǎn)程檢測(cè)可以減少電纜的使用量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化，且提高了系統(tǒng)的可靠性。自動(dòng)化控制可以減少人工成本，運(yùn)營(yíng)成本，開(kāi)創(chuàng)全新的高效率運(yùn)行維護(hù)模式。

（2）運(yùn)行人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)提高

自動(dòng)化控制系統(tǒng)出可以減少運(yùn)行人員成本之外，還可以提高電力行業(yè)專(zhuān)業(yè)人員的管理素質(zhì)，進(jìn)而提高整個(gè)電力事業(yè)的可靠性。由于自動(dòng)化技術(shù)的快速更新升級(jí)，運(yùn)行人員也需要不斷培訓(xùn)以適應(yīng)高科技管理技術(shù)。

3.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在城市配電網(wǎng)中的發(fā)展前景

3.1依靠IT技術(shù)發(fā)展

科學(xué)技術(shù)在不斷提升，電力系統(tǒng)逐漸依靠IT技術(shù)來(lái)發(fā)展。目前，有許多電力系統(tǒng)自動(dòng)化依靠于計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)?，F(xiàn)在是網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代，當(dāng)某地的電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，網(wǎng)絡(luò)便可通過(guò)檢測(cè)來(lái)即時(shí)地將訊號(hào)通知發(fā)出，有助于電力部門(mén)及時(shí)做出改進(jìn)措施，這項(xiàng)技術(shù)可有效應(yīng)用于電氣自動(dòng)化技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及微機(jī)技術(shù)等的應(yīng)用，從而使電力系統(tǒng)的安全性與可控性得到加強(qiáng)，促進(jìn)電力系統(tǒng)中的智能控制的自動(dòng)化技術(shù)水平的提高。

3.2人工智能及仿真技術(shù)

信息化技術(shù)在不斷地發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)有著十分明顯的影響。如今的電力控制系統(tǒng)中，人工智能技術(shù)在不斷被采用，當(dāng)局域出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)便能立即反應(yīng)出來(lái)，甚至還有些問(wèn)題通過(guò)網(wǎng)絡(luò)便可以得到解決。目前隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，信息化技術(shù)不斷在實(shí)現(xiàn)人工智能化，這樣可以將傳統(tǒng)的電力管理中耗費(fèi)的人力大大減少，讓電力自動(dòng)化技術(shù)能夠更加接近人工智能化。

目前，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)展和探索的同時(shí)還不斷地在與國(guó)際進(jìn)行接軌。因此，我們應(yīng)該將自身的技術(shù)及創(chuàng)新能力提高，從而使我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)達(dá)到一個(gè)相當(dāng)高的水平。當(dāng)前電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)日趨真態(tài)化，它不但可以呈現(xiàn)出許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)可以保證多項(xiàng)操作順利進(jìn)行，而且可以協(xié)助實(shí)驗(yàn)人員對(duì)新的裝置進(jìn)行測(cè)試，并能同步實(shí)施控制，由此仿真技術(shù)可以為電力系統(tǒng)提供較方便且較好的實(shí)驗(yàn)條件，從而更加便捷地對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)控與仿真建模，不但有助于操作且易于控制。

3.3光電式電力互感技術(shù)

電力互感器作為輸電線路中不可或缺的一項(xiàng)重要設(shè)備，其主要作用是將大電流的數(shù)值和輸電線路上的高壓按照一定的比例關(guān)系降低到可以通過(guò)儀表來(lái)進(jìn)行直接測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，從而方便用儀表直接測(cè)量。但其也有缺點(diǎn)，隨著電壓等級(jí)的不斷升高其絕緣難度將越大，設(shè)備的質(zhì)量與體積也將越大；信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍小，會(huì)導(dǎo)致電流互感器達(dá)到飽和，或者會(huì)發(fā)生信號(hào)變化；此外，互感器的輸出信號(hào)不可以直接和微機(jī)化的計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口。

4.結(jié)束語(yǔ)

電氣自動(dòng)化是電力系統(tǒng)中不可或缺的，在今后的變電站發(fā)展中，自動(dòng)化控制模式將會(huì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。根據(jù)未來(lái)計(jì)算機(jī) IT技術(shù)及人工智能科技的發(fā)展前景，更多高效自動(dòng)化控制技術(shù)得到研究應(yīng)用。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)已在目前的電力事業(yè)發(fā)展中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。

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