電力系統(tǒng)廠站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與展望

黃年

摘 要：在電力系統(tǒng)中廠站處于節(jié)點(diǎn)地位，廠站對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定而言，其發(fā)揮的作用是至關(guān)重要的。文章以廠站的重要性為針對(duì)對(duì)象，把切入點(diǎn)定位在廠站的基本作用上，分析基于新形勢(shì)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化沿革，探討廠站自動(dòng)化調(diào)度現(xiàn)狀，進(jìn)而把電力系統(tǒng)廠站調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)指出來(lái)，為相關(guān)人士提供借鑒。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；廠站；自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展；展望

穩(wěn)定發(fā)展一直以來(lái)是我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在上世紀(jì)60年代，電力系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化理論呈現(xiàn)出延伸趨勢(shì)，后逐漸發(fā)展占據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行管理主流地位。由于我國(guó)具有眾多的人口數(shù)量，需求巨大量的電力資源，為使人們需求電力的狀況得到滿足，電力運(yùn)行管理被優(yōu)化，電力系統(tǒng)廠站在發(fā)展和調(diào)度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化現(xiàn)實(shí)意義凸顯。下面詳細(xì)分析電力系統(tǒng)和廠站以及電力調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的技術(shù)。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，時(shí)代要求電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行與管理，同時(shí)也是有效解決現(xiàn)代城市電力需求辦法。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)等的不斷發(fā)展下，極大地改變了原來(lái)電力系統(tǒng)自動(dòng)化內(nèi)涵，在EMS系統(tǒng)中已經(jīng)綜合了PAS工程，而且開(kāi)發(fā)電力系統(tǒng)故障管理數(shù)據(jù)軟件技術(shù)也成熟起來(lái)，電力系統(tǒng)的CCCPE統(tǒng)一體自動(dòng)化就是最好的見(jiàn)證。CCCPE軟件管理系統(tǒng)把電力電子管理裝置和通信以及計(jì)算機(jī)控制集合于一體，能夠檢測(cè)與監(jiān)控電力運(yùn)行故障，而且對(duì)管理的全程都可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控，對(duì)電力系統(tǒng)的電力調(diào)度能夠成功承擔(dān)完成。就裝配電力系統(tǒng)各種自動(dòng)化設(shè)備來(lái)看，與其他投資相比，引入自動(dòng)化設(shè)備所用投資比重不大，但重要性能夠與投資的電力系統(tǒng)主設(shè)備媲美。在電力系統(tǒng)中引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備在一定程度上能夠促進(jìn)系統(tǒng)主設(shè)備運(yùn)行效率的提高，使運(yùn)行故障避免發(fā)生，并能夠使主設(shè)備的使用壽命最大限度的延長(zhǎng)，使配置新設(shè)備的時(shí)間推遲，能節(jié)約資源，使電力公司在設(shè)備投資上節(jié)省。為使用電需求的日益增多狀況得到滿足，使電力系統(tǒng)供電量與用電量處于平衡好的狀態(tài)，在管理電力系統(tǒng)運(yùn)行中，管理電能就離不開(kāi)自動(dòng)調(diào)節(jié)與電力控制裝置。在對(duì)電力自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制裝置進(jìn)行研發(fā)時(shí)，為使控制要求更好地得到滿足，相關(guān)研究人員詳細(xì)分類了電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置，自動(dòng)化裝置能夠在電力系統(tǒng)接入后正常運(yùn)行；在異常狀態(tài)下能夠運(yùn)行，并且自動(dòng)化控制的電力保護(hù)裝置可同時(shí)發(fā)揮功能，這是最常見(jiàn)的兩種。文章以電力系統(tǒng)廠站中自動(dòng)化裝置應(yīng)用狀況對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)行闡述。

2 廠站自動(dòng)化概述

2.1 火電廠自動(dòng)化

自我國(guó)火電廠建立自動(dòng)化系統(tǒng)以來(lái)，共經(jīng)歷了“第一代”和“第二代”以及“第三代”數(shù)字控制系統(tǒng)三個(gè)階段。把彼此孤立的各個(gè)機(jī)組，建立起系統(tǒng)為第一控制階段的內(nèi)容，沒(méi)有產(chǎn)生理想的效果。第二階段這一問(wèn)題沒(méi)有被解決，在火電廠自動(dòng)化歷史舞臺(tái)也漸漸退出。就目前火電廠自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，正是發(fā)展中的第三階段，該階段的支撐為具備開(kāi)放式特征的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。立足第三代數(shù)字控制系統(tǒng)的實(shí)際工作狀態(tài)及其效率角度進(jìn)行分析，能夠完成實(shí)時(shí)監(jiān)控全場(chǎng)電力工作行為任務(wù)，并能夠?qū)⑵湎螂娏φ{(diào)度部門(mén)及時(shí)提供，這樣電力調(diào)度部門(mén)就可根據(jù)各機(jī)組工作狀態(tài)，分配全廠經(jīng)濟(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，第三代數(shù)字控制系統(tǒng)還能夠向電力系統(tǒng)各個(gè)“分部” 反饋電力調(diào)度部門(mén)各項(xiàng)工作指令，這樣調(diào)度部門(mén)通過(guò)合理調(diào)度整個(gè)電力系統(tǒng)，使其能夠處于正確與科學(xué)的工作狀態(tài)之中。分析第三代數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)際工作水平，其工作性能能夠滿足火電廠自動(dòng)化工作需求，其作為自動(dòng)化技術(shù)類型在火電廠推廣和發(fā)展是值得的。

2.2 水電廠自動(dòng)化

就我國(guó)水電廠自動(dòng)化技術(shù)來(lái)看，其建立是以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。在其發(fā)展初期，主要系統(tǒng)類型為分布式系統(tǒng)。而當(dāng)代水電廠自動(dòng)化技術(shù)全面改革的實(shí)現(xiàn)是建立在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不斷進(jìn)步基礎(chǔ)上全面鋪開(kāi)的。目前，就水電廠自動(dòng)化發(fā)展來(lái)看，其主要技術(shù)類型為全開(kāi)放和全分布式監(jiān)控系統(tǒng)。全開(kāi)放和全分布式監(jiān)控系統(tǒng)與集中式和分層分布式系統(tǒng)相比，具有明顯的可靠性和可維護(hù)性優(yōu)勢(shì)，在電力生產(chǎn)和運(yùn)行工作中投入速度更快，因此人們更“器重”它。無(wú)人值班為下一步發(fā)展水電廠自動(dòng)化技術(shù)方向，對(duì)于這一發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，水電廠不僅要把內(nèi)部計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)建立起來(lái)，還需要其他調(diào)度部門(mén)的配合，把整個(gè)電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建立起來(lái)，從而使有效監(jiān)視與采集整個(gè)電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)，這樣無(wú)人值班的發(fā)展目標(biāo)就會(huì)在各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)相互監(jiān)督下成功實(shí)現(xiàn)。

2.3 變電站綜合自動(dòng)化

變電站的綜合自動(dòng)化作為自動(dòng)化管理技術(shù)是把各項(xiàng)優(yōu)秀技術(shù)集中為一體。在實(shí)際工作當(dāng)中，其能夠完成檢測(cè)電力工作現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將在其他系統(tǒng)的支持下分析無(wú)法測(cè)量的數(shù)據(jù)，將記錄下來(lái)，調(diào)度部門(mén)對(duì)其進(jìn)一步分析和使用帶來(lái)便利。目前，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)能夠有效集中電力系統(tǒng)各個(gè)分散設(shè)備，實(shí)現(xiàn)有效調(diào)度電力系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備。由于同質(zhì)性為電力系統(tǒng)當(dāng)中部分設(shè)備特征，因此為防止相互干擾和混淆調(diào)度指令信號(hào)，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能夠有效劃分系統(tǒng)單元，以中央單元和間隔級(jí)單元呈現(xiàn)，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)正體現(xiàn)于此，其優(yōu)勢(shì)也正在這里。

3 廠站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

綜合自動(dòng)化技術(shù)為當(dāng)今發(fā)電廠和變電站自動(dòng)化技術(shù)，其主要特征為分層分布，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步下，方興未艾為其發(fā)展?fàn)顟B(tài)，以下為其大致發(fā)展趨勢(shì)。

電子、計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)加速了廠站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，IED興起在20世紀(jì)末，被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域和電力自動(dòng)化方面。IED實(shí)際就是一臺(tái)嵌入式裝置，具備微處理器等部件，對(duì)各種不同工業(yè)應(yīng)用環(huán)境都能夠滿足，應(yīng)用場(chǎng)合不同其軟件也具有差異，電子電能表等就是比較典型的IED。以這一定義為依據(jù)，我們針對(duì)廠站自動(dòng)化系統(tǒng)，可以以IED來(lái)看待其中的間隔層測(cè)控等裝置。通常各種IED之間接口為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線或工業(yè)以太網(wǎng)，由于應(yīng)用環(huán)境不同其信息交換協(xié)議也存在差異。特別強(qiáng)調(diào)一下，在廠站自動(dòng)化領(lǐng)域中，PI的應(yīng)用存在逐步擴(kuò)大趨勢(shì)。作為工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的PLC比較經(jīng)典，應(yīng)用歷史較長(zhǎng)，目前處于發(fā)展與改進(jìn)中，但在過(guò)去電力自動(dòng)化行業(yè)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，其被較為廣泛地應(yīng)用在電廠自動(dòng)化機(jī)組單元控制外，在遠(yuǎn)動(dòng)與繼電保護(hù)領(lǐng)域運(yùn)用極少。近來(lái)在廠站自動(dòng)化領(lǐng)域，PLC的應(yīng)用呈現(xiàn)出擴(kuò)大和深化趨勢(shì)，成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜觀當(dāng)前我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展整體狀況，其主流趨勢(shì)就是自動(dòng)化能夠貫穿于整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度之中，這對(duì)于未來(lái)電力事業(yè)發(fā)展而言，也是其主要走向。而作為電力系統(tǒng)，其電力調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化對(duì)于用電緊張局勢(shì)可以發(fā)揮更好的緩解作用，并且在很大程度上有利于促進(jìn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的提高，從而使我國(guó)電網(wǎng)用戶享受的電能更具有安全性和穩(wěn)定性以及可靠性，為用電居民和用電企業(yè)正常生活和生產(chǎn)運(yùn)行提供全面保證。文章以我國(guó)電力系統(tǒng)廠站自動(dòng)化為研究對(duì)象，詳細(xì)論述了其調(diào)度技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，把相關(guān)結(jié)論總結(jié)出來(lái)，以期為同行工作提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]楊怡.電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動(dòng)化探討[J].廣東科技，2014，23（24）：38-38.

[2]馬繼中，梁秀萍，張蕾蕾.電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀與發(fā)展[J].河南科技，2014，（10）：84-84.

[3]楊學(xué)巍，閻帥.電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動(dòng)化解析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（5）：255-255.

[4]林松婷.淺談電力系統(tǒng)廠站和調(diào)度自動(dòng)化[J].信息通信，2013（10）：271-272.

[5]劉櫟.電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動(dòng)化淺談[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（34）：85-85.

[6]張?zhí)旌?電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動(dòng)化綜述[J].建材與裝飾，2013（4）：201-202.