供電系統(tǒng)電氣工程及自動(dòng)化控制技術(shù)

羅宇

（佳木斯市樺川縣電業(yè)局農(nóng)電公司，黑龍江樺川154300）

供電系統(tǒng)電氣工程及自動(dòng)化控制技術(shù)

羅宇

（佳木斯市樺川縣電業(yè)局農(nóng)電公司，黑龍江樺川154300）

本文介紹了供電系統(tǒng)中主要的兩種監(jiān)督控制方式，分別為分層分布式和集中式，并且對(duì)兩者進(jìn)行了全面的分析，前者投入成本較低，且穩(wěn)定性與實(shí)時(shí)性均能達(dá)到供電系統(tǒng)的要求。而后者成本較高，但是由于其系統(tǒng)具有很高的響應(yīng)速度且便于維護(hù)，兩者均能滿足當(dāng)前的供電系統(tǒng)要求。除此之外，針對(duì)供電系統(tǒng)的控制要點(diǎn)提出了幾點(diǎn)建議，在建設(shè)供電系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該采用先進(jìn)的控制理論和技術(shù)，進(jìn)而保證電能的質(zhì)量以及電能的調(diào)度更加快捷。

供電系統(tǒng)；電氣工程；自動(dòng)化；控制技術(shù)

1　控制技術(shù)簡(jiǎn)介

目前，供電系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)主要采用分層分布式監(jiān)督和集中式監(jiān)督，兩者均能夠?qū)╇娤到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督控制，使其能夠高效的運(yùn)行，并且對(duì)于電能的質(zhì)量有一定的提高。其中，前者分為間隔層、通信層以及站級(jí)監(jiān)控層。間隔層主要功能為將保護(hù)單元與測(cè)控單元安裝在開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備周圍。通信層包括電纜、光纖、終端設(shè)備等部分，主要是為了與各個(gè)控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。站級(jí)監(jiān)控層主要是為了監(jiān)督管理間隔層與通信網(wǎng)絡(luò)的信息交換。

不同于分層分布式監(jiān)督技術(shù)，集中式控制技術(shù)主要是通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換將各個(gè)傳感器采集到的信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理，通過(guò)對(duì)采集的信息進(jìn)行分析處理，進(jìn)而能夠?qū)Ω鱾€(gè)控制器進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制的目的。

2　控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

分層分布式與集中式控制技術(shù)均含有優(yōu)點(diǎn)，同樣也都具有不同的缺點(diǎn)。分層分布式具有可靠性高、組態(tài)靈活、控制難度低、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，并且在局部模塊發(fā)生故障時(shí)，其他模塊均能夠正常運(yùn)行，進(jìn)而能夠保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于該控制方式的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，需要進(jìn)行一些復(fù)雜的控制，防止數(shù)據(jù)包的丟失以及數(shù)據(jù)缺失，從而造成供電系統(tǒng)不能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。目前針對(duì)這種情況往往采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)協(xié)議，在遇到數(shù)據(jù)丟失等情況時(shí)，使數(shù)據(jù)進(jìn)行重新發(fā)送，進(jìn)而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

集中分布式由于其采用集中控制方式，為此需要將所有傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而能夠保障信息處理的正確性。采用該控制方式的供電系統(tǒng)往往采用硬接線技術(shù)，這種技術(shù)成熟，并且具有很快的響應(yīng)速度，除此之外，還有設(shè)備易于維護(hù)，控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但是，該供電系統(tǒng)往往采用大量的電纜，為此，成本較高且不利于安裝，尤其是一些長(zhǎng)距離的電纜，電纜的長(zhǎng)短對(duì)于電信號(hào)的傳輸有著十分巨大的影響。較長(zhǎng)的電纜傳輸?shù)碾姎鈹?shù)據(jù)容易受到外界環(huán)境的干擾，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)若不能正確的傳輸，將會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成巨大的影響。

3　供電系統(tǒng)的控制要點(diǎn)

3.1PLC技術(shù)

PLC技術(shù)作為專門為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的數(shù)字化電子系統(tǒng)，其不僅具有很高的可靠性，還能夠提高供電系統(tǒng)的靈活性。PLC技術(shù)就是通過(guò)對(duì)采集的信息進(jìn)行分析，進(jìn)而完成一系列的指令，保證供電系統(tǒng)各個(gè)模塊的正常工作。PLC技術(shù)通常采用閉環(huán)控制技術(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)和控制，其次則是借助開(kāi)關(guān)量，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，進(jìn)而在不影響供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，高效的對(duì)電流量進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。除此之外，PLC的指令是按照順序執(zhí)行的，有助于簡(jiǎn)化操作，提高工作效率。PLC的使用不僅能夠有效提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能夠有效降低資源的浪費(fèi)，從而大大提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。供電系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合不僅提高了工作效率、降低資源的消耗，還有效的提高了電能的生產(chǎn)效率以及電能質(zhì)量。在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，電網(wǎng)的調(diào)度控制、變電站的自動(dòng)化以及電網(wǎng)的智能技術(shù)都是供電系統(tǒng)控制之中的要點(diǎn)所在。電網(wǎng)的調(diào)度控制就是通過(guò)計(jì)算機(jī)與電網(wǎng)調(diào)度控制中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，對(duì)發(fā)電站、變電站等終端設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，并加以控制，從而實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域電能的調(diào)度。變電站作為電能轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所，在供電系統(tǒng)中的地位十分重要。變電站主要是將電力系統(tǒng)中的電能進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，進(jìn)而保證電能遠(yuǎn)距離的傳輸以及用戶電壓的穩(wěn)定。在自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方面，變電站是借助于計(jì)算機(jī)來(lái)完成的，為此在變電站工作過(guò)程中，應(yīng)該與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，采用先進(jìn)的控制理論與技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)變電站的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化控制。智能電網(wǎng)技術(shù)是將電網(wǎng)建設(shè)成為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的一種智能技術(shù)。供電系統(tǒng)在采用計(jì)算機(jī)技術(shù)時(shí)應(yīng)該按照實(shí)際的需要進(jìn)行選取，并且選用一些可靠性高、實(shí)時(shí)性好的新型技術(shù)。除此之外，還應(yīng)該采用有前景的計(jì)算機(jī)技術(shù)加以應(yīng)用，進(jìn)而保證在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能夠滿足工業(yè)需求，保證公司的利益。遺傳算法在計(jì)算中使用了較高精度的數(shù)據(jù)和結(jié)果要求，在電氣工程的使用中可以給運(yùn)算結(jié)果更高的準(zhǔn)確性，但受到高精度計(jì)算的要求，當(dāng)運(yùn)算數(shù)據(jù)達(dá)不到系統(tǒng)要求時(shí)，可能造成運(yùn)算無(wú)法繼續(xù)。在遺傳算法中使用智能化技術(shù)是必然的要求，通過(guò)高效的發(fā)揮智能化系統(tǒng)本身反應(yīng)速度、使用范圍等優(yōu)勢(shì)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別電氣系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，及時(shí)切斷供電避免故障惡化，并及時(shí)將故障信息進(jìn)行傳輸或自行進(jìn)行處理。

3.3人工智能的相關(guān)技術(shù)

在20世紀(jì)中期，人工智能的概念初步被提出，當(dāng)時(shí)的人工智能是指類人機(jī)械和類人系統(tǒng)的研究，研究過(guò)程中涉及控制論、計(jì)算機(jī)、心理學(xué)、哲學(xué)以及數(shù)學(xué)等各相關(guān)學(xué)科。隨著機(jī)械設(shè)備的規(guī)模、功能和應(yīng)用區(qū)域越來(lái)越大，許多地區(qū)是人類無(wú)法到達(dá)的，此時(shí)必須要使用機(jī)械代替人類進(jìn)行工作。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器逐漸發(fā)展出與人類類似的能力?，F(xiàn)在的智能化技術(shù)除了能夠自主進(jìn)行某些操作和重復(fù)反應(yīng)外，還研究出了識(shí)別的能力，能夠自動(dòng)辨別掃描到的圖片、接收的音波。在現(xiàn)代社會(huì)生活中，電氣工程幾乎參與到人們生活的方方面面，而受到電氣工程設(shè)置區(qū)域以及強(qiáng)電流危險(xiǎn)性的限制，需要廣泛的應(yīng)用到智能化技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制、信息處理技術(shù)。這些功能對(duì)促使電氣工程的自動(dòng)化控制水平進(jìn)步非常有利，可以有效到將人力資源節(jié)省出來(lái)，代替人類做一些危險(xiǎn)性較強(qiáng)的工作，因此保護(hù)了人們的健康和安全，提高了工作質(zhì)量?，F(xiàn)在常說(shuō)的人工智能研發(fā)涉及的主要內(nèi)容是虛擬人工智能的開(kāi)發(fā)、強(qiáng)化等內(nèi)容?，F(xiàn)有的大多數(shù)智能化系統(tǒng)都是依附于計(jì)算機(jī)運(yùn)行的，所以人工智能領(lǐng)域歸屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用科學(xué)，人工智能技術(shù)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械和系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)制造出能夠像人腦一樣進(jìn)行類似應(yīng)對(duì)反應(yīng)和運(yùn)算，使系統(tǒng)可以在無(wú)人狀態(tài)下穩(wěn)定的運(yùn)行，并能夠?qū)δ承┩话l(fā)狀況進(jìn)行正確的反應(yīng)處理。現(xiàn)在對(duì)人工智能的研發(fā)主要是通過(guò)將各種需要應(yīng)對(duì)的情況編制成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的語(yǔ)言，再設(shè)定反應(yīng)語(yǔ)言。而電氣工程的自動(dòng)化控制為對(duì)電氣工程有關(guān)技術(shù)、信息處理以及自動(dòng)化的控制等不同內(nèi)容的研究。

4　結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)了人們對(duì)電的需求，從而促進(jìn)了電力行業(yè)的蓬勃發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，早期的供電系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足人們的要求，為此供電系統(tǒng)越來(lái)越受到各界的關(guān)注。隨著智能化技術(shù)的不斷成熟，相關(guān)實(shí)驗(yàn)以及案例的成功，促使著電氣過(guò)程及自動(dòng)化控制技術(shù)與供電系統(tǒng)的融合。通過(guò)與控制技術(shù)的結(jié)合，供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量以及電能控制均能夠有效的提高，因此對(duì)供電系統(tǒng)控制技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)意義。

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Electrical engineering and automatic control technology of power supply system

LUO Yu
(Agricultural Power Company of Huachuan Electric Power Bureau of Jiamusi,Huachuan 154300,China)

This paper introduces two kinds of supervisory control methods in power supply system,which are distributed and centralized methods and they are analyzed comprehensively.The former has lower input cost,and the stability and real-time performance can meet requirements of power supply system.The latter is more costly,and it can meet the current power supply system requirements due to its high response speed and easy maintenance.In addition,advanced control theory and technology should be used in the construction process of power supply system,thus ensuring the quality and quick dispatch of power energy.

Power supply system;Electrical engineering;Automation;Control technology

TM763

B

1674-8646（2016）19-0064-02

2016-08-09

000