有關(guān)電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用研究

黃玉萍 馬紅香

陜西省地方電力監(jiān)理有限公司 陜西西安 710075

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電的需求量日益突出，大大促進(jìn)了電氣工程的發(fā)展，因此加強(qiáng)電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行中，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)占舉足輕重的地位。由此，當(dāng)代電氣工程要不斷加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，著力提高電氣工程的自動(dòng)化水平，確保電氣工程質(zhì)量的有效提升。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)；運(yùn)用

1電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)

1.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要組成部分，由電網(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、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等，其主要是

通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備（如測(cè)量控制等裝置）等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)

度自動(dòng)化的主要功能是：電力生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制（省級(jí)電網(wǎng)以上）、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度f省級(jí)電網(wǎng)以上）并適應(yīng)電力市場(chǎng)運(yùn)營的需求等。

1.2變電站自動(dòng)化

變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變

電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備；二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜；操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化；運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1.發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（DCS）

發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過程控制單元（PCU）、運(yùn)行員工作站（OS）、程師工作站（Es）和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）組成。過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能l/O模件組成。MCU模件通過冗余的I/0總線與智能I/0模件通訊。PCU直接面向生產(chǎn)過程，接受現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。

運(yùn)行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機(jī)接口。運(yùn)行員工作站接收PCU發(fā)來的信息和向PCU發(fā)出指令，為運(yùn)行操作人員提供監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行的手段，工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改、系統(tǒng)診斷和維護(hù)等手段。

2自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程運(yùn)用中的主要表現(xiàn)形式分析

從電力系統(tǒng)工程的實(shí)踐應(yīng)用角度上來說，整個(gè)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化是確保整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)能夠保障供電及發(fā)電安全性、優(yōu)質(zhì)性與經(jīng)濟(jì)性的前提所在。與此同時(shí)，通過應(yīng)用電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的方式，同樣能夠?yàn)檎麄€(gè)電氣工程的現(xiàn)代化管理以及生產(chǎn)自動(dòng)化提供必要的保障與支持。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，電氣工程工作實(shí)踐中所涉及到的電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)主要包括調(diào)度主站系統(tǒng)以及運(yùn)動(dòng)裝置系統(tǒng)這兩個(gè)方面。按照以上配置結(jié)構(gòu)，電氣工程通過應(yīng)用電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾個(gè)方面的功能：

（1）確保整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中各項(xiàng)動(dòng)作與運(yùn)行狀態(tài)得到持續(xù)且穩(wěn)定的監(jiān)控：在電力系統(tǒng)調(diào)度工作人員針對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)電壓指標(biāo)、潮流指標(biāo)、周波指標(biāo)以及負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行綜合性控制與監(jiān)督管理的過程當(dāng)中，還能夠使有關(guān)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況以及各項(xiàng)工況指標(biāo)（主要包括用水指標(biāo)以及用電指標(biāo)等在內(nèi)）均能夠得到可靠且完善的反映。通過應(yīng)用電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的方式，能夠確保以上監(jiān)控指標(biāo)具體取值充分符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，能

夠確保電氣工程終端使用用戶在水資源、電能資源以及汽能資源等方面的需求得到穩(wěn)定且有效滿足。

（2）確保整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度工作開展過程中的可靠性與經(jīng)濟(jì)性：對(duì)于整個(gè)電氣工程而言，通過應(yīng)用電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的方式，能夠借助于應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的方式，確保整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)監(jiān)督控制安全性實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之上，保證整個(gè)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性特征。在這一過程當(dāng)中，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行能耗問題的有效控制、損耗問題的合理降低，同時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化電氣工程運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)于多供電及多發(fā)電的相關(guān)要求。

（3）確保針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下相關(guān)運(yùn)行安全事故分析的技術(shù)性與處理的有效性：大量的實(shí)踐研究結(jié)果表明，在電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下所出現(xiàn)的異常性運(yùn)行問題或者是運(yùn)行事故，其所對(duì)應(yīng)的事故因素極為復(fù)雜，并且絕大部分運(yùn)行安全事故均表現(xiàn)為順發(fā)行狀態(tài)，若在實(shí)踐工作過程當(dāng)中無法針對(duì)這部分運(yùn)行安全事故進(jìn)行合理的判斷與科學(xué)化處理，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)用電設(shè)備的安全性與相關(guān)運(yùn)行人員的人身安全受到嚴(yán)重威脅。從這一角度上來說，通過將電力調(diào)度自

動(dòng)化技術(shù)與電氣工程工作實(shí)踐相結(jié)合的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的安全性運(yùn)行分析。與此同時(shí)，還能夠提供與之相對(duì)應(yīng)的事故處理方式以及監(jiān)督控制策略，借助于此種方式，最大限度地防止各種運(yùn)行安全性事故的發(fā)生，這對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行安全性的實(shí)現(xiàn)而言同樣有著極為重要意義與價(jià)值。

3電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展方向與趨勢(shì)

3.1、對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)將從傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)監(jiān)測(cè)全面向動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)展.目前電氣系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)還是處于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，不能實(shí)時(shí)的進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。下一步發(fā)展方向便是要從對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)的傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)監(jiān)測(cè)逐步向動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方向發(fā)展，可以更好的保證電力調(diào)度系統(tǒng)的安全使用，最大化保證系統(tǒng)工作效率。

3.2、全面建立DMS系統(tǒng).DMS系統(tǒng)是提高電氣管理水平，適應(yīng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展需要。提高各個(gè)分系統(tǒng)對(duì)各自設(shè)備的保護(hù)，從而保證電力的供應(yīng)；建立科學(xué)的事故處理措施，最大限度的減少電力事故所帶來的損失；使管理者能夠更加全面、準(zhǔn)確的掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行的狀況，如電力配備、電流電壓的情況、設(shè)備使用情況、功率等，DMS系統(tǒng)也能進(jìn)行詳細(xì)精準(zhǔn)的計(jì)算，對(duì)電力平衡、設(shè)備負(fù)荷等問題都能起到監(jiān)控作用。通過這些功能的應(yīng)用，真正達(dá)到無人看守自然運(yùn)行的狀態(tài)。

3.3、電力一次設(shè)備智能化。由于電力系統(tǒng)之間的互相影響，一般情況下，電力的一次設(shè)備與二次設(shè)備相隔幾十米，而電力一次設(shè)備智能化就是將二次設(shè)備具有的部分功能通過一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)，減少設(shè)備的使用和電信號(hào)的使用。電力一次設(shè)備只要具有在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能和保護(hù)功能就基本上可以不借助二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化。目前這是電氣工程自動(dòng)化中最重要的發(fā)展趨勢(shì)之一。

4結(jié)語

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用時(shí)電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也會(huì)為了適應(yīng)當(dāng)前電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的創(chuàng)新和改革。只有提高電網(wǎng)自動(dòng)化水平，才能減輕電網(wǎng)調(diào)度的人力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電力安全運(yùn)行程度。以上針對(duì)有關(guān)電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用所涉及到的相關(guān)問題做出了簡(jiǎn)要分析與說明，有助于今后電氣工程自動(dòng)化實(shí)踐工作的有效開展。

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