對電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用分析

張海峰

[摘 要]隨著我國電氣工程自動化水平的不斷提升，以及微電子信息技術(shù)的發(fā)展，使我國電氣自動化技術(shù)得到了飛速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，推動了工業(yè)生產(chǎn)。所謂的電氣自動化技術(shù)就是運(yùn)用了具有自動檢測功能和自動化控制的裝置，可以實(shí)時對電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、控制、及監(jiān)控。在信息化技術(shù)大力發(fā)展的同時，通過信息監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電力工程的遠(yuǎn)程控制與管理。文章從電氣自動化技術(shù)基本發(fā)展情況及實(shí)現(xiàn)形式入手進(jìn)行分析，詳細(xì)論述了電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]電氣自動化技術(shù) 電力系統(tǒng) PLC技術(shù)

中圖分類號：TP 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）11-0242-01

一、引言

電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展，使電力行業(yè)的管理與控制越來越方便，推動著電力系統(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。然而電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到成熟甚至完善的地步。與此同時隨著科技水平的提高以及社會行業(yè)的發(fā)展，對自動化技術(shù)會提出更多要求。因此在未來發(fā)展中，自動化技術(shù)將會成為電力事業(yè)的主要方面，其重要性也會日漸突顯。

二、電氣自動化技術(shù)基本發(fā)展情況及實(shí)現(xiàn)形式

1、電氣自動化技術(shù)基本發(fā)展情況

電氣自動化技術(shù)需要自動化的電網(wǎng)配置、配電網(wǎng)技術(shù)協(xié)同工作。在電氣自動化技術(shù)中，首先要將網(wǎng)絡(luò)充分的利用起來，通過統(tǒng)計(jì)、收集、分析電力工程的各項(xiàng)信息來加強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在一定程度上減輕以往電力工作人員的工作強(qiáng)度，同時充分利用電力工程中的自動化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)生突發(fā)狀況，可以及時采取信息處理技術(shù)對電力系統(tǒng)進(jìn)行有效地處理。而配電網(wǎng)技術(shù)可以配合電氣自動化技術(shù)改善城鄉(xiāng)配電網(wǎng)，加強(qiáng)城鄉(xiāng)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工作，完善電氣自動化技術(shù)在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中的運(yùn)用。因電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，從電氣開關(guān)到電力工程都有電氣自動化技術(shù)的身影。在電氣自動化技術(shù)不斷提高的情況下，也極大程度的促進(jìn)了電力工程的向前發(fā)展。

2、電氣自動化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)形式

（1）電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化主要是由電力系統(tǒng)的專用廣域網(wǎng)來連接，主要包括：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)電廠的分散測控系統(tǒng)

一般來說，發(fā)電廠的分散控制系統(tǒng)通常所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。主控模件的通訊是通過智能FO 模件與冗余的I/0 總線來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)行處理運(yùn)算后，過程控制單元通過設(shè)備狀態(tài)實(shí)時顯示的狀況、運(yùn)行的參數(shù)和打印，以此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)測、控制以及聯(lián)鎖保護(hù)等功能，確保了生產(chǎn)過程井然有序。

三、電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)起到了不可替代的重要作用，有效的提高了電力系統(tǒng)的工作效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)中用電、輸電、發(fā)電、配電、變電等多個環(huán)節(jié)都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐，由此也使電氣自動化技術(shù)得到了快速的發(fā)展。

（1）數(shù)字化智能化電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)自動化技術(shù)在變電站自動化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度柔性交流輸電等得到了大規(guī)模的應(yīng)用。目前，我國電網(wǎng)在進(jìn)行改革，事實(shí)上就是傳統(tǒng)的電網(wǎng)向數(shù)字化電網(wǎng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化，換而言之就是轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?。而?shù)字化智能化電網(wǎng)應(yīng)用最為廣泛就是計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，它具有實(shí)時性、雙向性、可靠性的特點(diǎn)，對于該電網(wǎng)來說，主要是依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)。當(dāng)前數(shù)字化智能化電網(wǎng)建設(shè)，仍屬于是智能電網(wǎng)的雛形，也是為我國建設(shè)智能電網(wǎng)積極的做準(zhǔn)備工作。

（2）變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

變電站實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化就是指計(jì)算機(jī)屏幕化的運(yùn)行管理和記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)字的自動存儲。變電站依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動化，在實(shí)現(xiàn)的過程中計(jì)算機(jī)應(yīng)充分被利用，只有實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)完全管理運(yùn)行，才能實(shí)現(xiàn)變電站的整體自動化。目前我國的大部分變電站都是半自動化，就是計(jì)算機(jī)輔助辦公，人是主體部分。而自動化的重要標(biāo)志就是實(shí)現(xiàn)無人辦公的局面，我國在這方面還需要進(jìn)一步的發(fā)展。因此，為了聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶，變電站以及與之相關(guān)的輸配電線路就是必不可少的部分。變電站自動化的實(shí)現(xiàn)，不僅組成電網(wǎng)調(diào)度自動化的一個重要組成部分，更是為了滿足變電站的運(yùn)行操作任務(wù)。

（3）電網(wǎng)調(diào)度自動化的應(yīng)用

目前，電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化中最主要的組成部分，目前可以將我國的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)分為五級，從高到低分別為：國家電網(wǎng)、大區(qū)、省級、地區(qū)以及縣級調(diào)度。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中最重要的組成部分，這些裝置在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連結(jié)下形成一個自動化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。系統(tǒng)的其他組成部分有變電工作站、系統(tǒng)服務(wù)器、變電站終端設(shè)備、可調(diào)自動發(fā)電場、大屏蔽顯示設(shè)備及打印設(shè)備。在電網(wǎng)調(diào)度自動化的作用，計(jì)算機(jī)不僅能實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行安全分析的監(jiān)控，還要實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的采集以及電力系統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測功能。

2、電力一次設(shè)備控制檢測技術(shù)的應(yīng)用

通常情況下，電力一次設(shè)備同二次設(shè)備相隔幾十甚至幾百米距離進(jìn)行安裝，它們之間主要是通過大電流控制電纜和強(qiáng)信號電力電纜互相連接。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，需要考慮把常規(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電纜，簡單的說就是自帶測量以及保護(hù)功能的一次設(shè)備。為了確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，電力一次設(shè)備可以進(jìn)行在線狀態(tài)檢測，其目的是對設(shè)備各個時刻的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，從而判斷出是否存在故障。

3、電氣自動化中PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

PLC技術(shù)是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電接觸控制技術(shù)相互配合而產(chǎn)生的產(chǎn)物，主要應(yīng)用于電氣自動化中。它采用可編邏輯程序存儲器，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部的可控存儲，進(jìn)行控制、運(yùn)算、記錄等命令。該技術(shù)近年來被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動化中，使系統(tǒng)具有內(nèi)高可靠性、接線簡單、有較好的靈活性和低耗能等優(yōu)點(diǎn)。

（1）PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)處理

PLC技術(shù)能夠完成數(shù)據(jù)排序、查表、采集、圖像分析處理，并具有排序、查表、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)輸送等功能。這些數(shù)據(jù)通過利用通信功能傳送到別的智能裝置，完成操作控制。智能計(jì)算機(jī)所輸出的數(shù)據(jù)可應(yīng)用于過程控制系統(tǒng)。

（2）PLC技術(shù)的順序控制

近年來，因國家對節(jié)能減排的要求逐步提高，促使很多大型火電企業(yè)的輔助系統(tǒng)由原來的繼電控制器升級成PLC控制系統(tǒng)，并在生產(chǎn)過程中降低了資源損耗，這也逐漸成為了各企業(yè)生產(chǎn)的最終目標(biāo)。通過采用PLC控制系統(tǒng)，不僅能通過信息模塊單獨(dú)的控制某個工藝流程，也可以與通信總線連接，共同來協(xié)調(diào)生產(chǎn)工作。

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