供電系統(tǒng)電氣工程及自動(dòng)化控制技術(shù)

王玨，楊文剛

（1.山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電力工程系，山西 太原 030021）（2.山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工程機(jī)械系，山西 太原 030031）

供電系統(tǒng)電氣工程及自動(dòng)化控制技術(shù)

王玨1，楊文剛2

（1.山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電力工程系，山西 太原 030021）（2.山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工程機(jī)械系，山西 太原 030031）

隨著用電需求的不斷增長，現(xiàn)階段的供電系統(tǒng)逐漸暴露出很多問題，進(jìn)行供電系統(tǒng)自動(dòng)化控制建設(shè)已成當(dāng)務(wù)之急。本文進(jìn)行了自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)、PLC技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析，為自動(dòng)化技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用提出參考。

供電系統(tǒng)；自動(dòng)化；控制

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平顯著提高，現(xiàn)階段的供電系統(tǒng)已經(jīng)逐漸滿足不了人們的用電需 求。在這種背景下，改進(jìn)供電系統(tǒng)電氣工程及自動(dòng)化控制已成為必然趨勢。進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控 技術(shù)PLC技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析，對我國供電系統(tǒng)的 自動(dòng)化控制建設(shè)有著重要意義。

1　自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)在供 電系統(tǒng)應(yīng)用中的分析

1.1自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)簡介

在現(xiàn)階段的供電系統(tǒng)中，主要采用以下兩種自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)：（1）分層分布式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)。在分層分布式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)中，包含間隔層、通信層、站級監(jiān)控層這三個(gè)部分。這三個(gè)部分是根據(jù)不同功能劃分的[1]。首先通信層的功能是信息傳輸，主要又各類電纜和光釬組成的。而間隔層的功能是保護(hù)設(shè)備，并且收集間隔中各設(shè)備的數(shù)據(jù)。站級監(jiān)控層負(fù)責(zé)對以上兩個(gè)部分進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而促使分層分布式自動(dòng)化 監(jiān)控技術(shù)信息流動(dòng)并且正常運(yùn)作。（2）集中式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)。該自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)和分層分布式監(jiān)控技術(shù)有很大的區(qū)別，它是將供電系統(tǒng)中所用數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，然后在統(tǒng)一管理。這兩種自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)在本質(zhì)上都可以實(shí)現(xiàn)對供電系統(tǒng)的監(jiān)控目的，并且監(jiān)控效率、質(zhì)量較高。但兩種方式由于監(jiān)控手 段不同，所以各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

1.2自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)在供電系統(tǒng)應(yīng)用中的分析

上文所述分層分布式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)和集中式監(jiān)控技術(shù)由于監(jiān)控手段不同，所以各有各的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，在供電系統(tǒng)應(yīng)用中的具體優(yōu)缺點(diǎn)如下：首先分析優(yōu)點(diǎn)。分層分布式監(jiān)控技術(shù)由于各間隔層沒有什么關(guān)聯(lián)性，從而在某一間隔層停止工作時(shí)，不會(huì)影響到其它間隔層的工作，這樣就減少了一定的風(fēng)險(xiǎn)[2]。不僅如此，分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)安裝成本較低，并且操作簡單。集中式監(jiān)控技術(shù)雖然不具備分層分布式監(jiān)控技術(shù)中運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)性低的優(yōu)點(diǎn)，但由于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和控制，促使信息處理具有完整性和準(zhǔn)確性。并且由于技術(shù)原因，該技術(shù)信息傳輸速度比分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)要更快一些，從而保證信息傳遞的及時(shí)性。其次分析缺點(diǎn)。分層分布式監(jiān)控技術(shù)由于信息傳遞過程的復(fù)雜性，造成信息處理不一定是完整和準(zhǔn)確的。不完整和不準(zhǔn)確的信息給供電系統(tǒng)的管理帶來一定的不便，同時(shí)也可能觸發(fā)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)[3]?，F(xiàn)階段，分層分布式監(jiān)控技術(shù)針對這一問題進(jìn)行了有效改進(jìn)。集中式監(jiān)控技術(shù)由于技術(shù)和結(jié)構(gòu)原因，其安裝成本較大，由于安裝的復(fù)雜性，導(dǎo)致安裝容易出現(xiàn)問題。集中式監(jiān)控系統(tǒng)中有一種遠(yuǎn)程接入方式，用來控制遠(yuǎn)距離的供電系統(tǒng)，但由于距離原因，導(dǎo)致信息在傳遞過程可能會(huì)發(fā)生丟失的情況，或是受到外界的干擾，降低信息的準(zhǔn)確性?？傊謱臃植际奖O(jiān)控技術(shù)和集中式控制技術(shù)都具有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，供電系統(tǒng)在選擇時(shí)，要根據(jù)自身需求和實(shí)際情況，從而選擇最為 合適的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

2　計(jì)算機(jī)技術(shù)在供電系統(tǒng)應(yīng)用中的分析

2.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)是支持電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)用的重要基礎(chǔ)。電網(wǎng)調(diào)度是保證供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要工作，通過分析各級供電系統(tǒng)反饋來的信息，做出有效的調(diào)制措施，從而解決供電系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的問題[4]。而電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不同于過去的人工調(diào)度，是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)度。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行連接，從而保證調(diào)度信息傳遞的效率和質(zhì)量。同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)又可以對電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合 理化分析，快速找到電網(wǎng)運(yùn)行過程中存在的問題，并制定調(diào)度措施。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化可以提高電網(wǎng)調(diào)度工作的效率和質(zhì)量，以便對供電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，節(jié)省了人力，同時(shí)也降低了風(fēng)險(xiǎn)。其中，短路電流計(jì)算高級應(yīng)用功能較為常見。眾所周知，電力系統(tǒng)通常都具有短路電流計(jì)算這一高級應(yīng)用功能，它能夠有效實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備等值阻抗、阻抗核對、校正及其在各類運(yùn)行條件下短路電流的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)功能。不僅如此，通過短路電流計(jì)算還能夠同給定的參考數(shù)值進(jìn)行比對，在不同的區(qū)間內(nèi)能夠?qū)﹄娏υO(shè)備阻抗進(jìn)行針對性修正、修復(fù)措施，從而確保計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。如圖1所示：

圖1　短路時(shí)電流分布情況

2.2 變電站自動(dòng)化中的應(yīng)用

變電站是供電系統(tǒng)中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過變電站可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的電力傳輸。在過去的變電站管理中，由于人工或半智能管理模式，不僅工作效率低、質(zhì)量差，并且還存在一定的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)[5]。而利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化管理模式，有效提高了變電站的工作效率及質(zhì)量，并確保了變電站平穩(wěn)運(yùn)行，降低了運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。以計(jì)算機(jī)信息傳輸方式取代過去的電力信息傳輸方式，提高了電力信息傳輸?shù)乃俣群蜏?zhǔn)確性，并對變電站運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和監(jiān)管，從而實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化管理。圖2所示為變電站系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

2.3智能電網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)技術(shù)同樣也離不開計(jì)算機(jī)的使用。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化控制。智能電網(wǎng)技術(shù)提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，通過網(wǎng)絡(luò)化控制，能夠及時(shí)的掌握電網(wǎng)中存在的問題，并快速制定解決問題的措施?，F(xiàn)階段，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)還處于研究及初級建設(shè)階段，而供電系統(tǒng)又是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)部分，所以我國的供電系統(tǒng)需要結(jié)合實(shí)際，選擇合適的計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)我國供電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

3　PLC技術(shù)在供電系統(tǒng)應(yīng)用中的分析

PLC技術(shù)是以數(shù)字運(yùn)算的方式來進(jìn)行相關(guān)操作。在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用具體如下：（1）PLC技術(shù)收集供電系統(tǒng)中的各類信息，通過分析這類信息實(shí)現(xiàn)對供電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。（2）PLC技術(shù)可以對供電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的順序控制，從而避免其他控制模式中存在的順序誤差問題[6]。（3）PLC系統(tǒng)通過自動(dòng)化控制供電系統(tǒng)的開關(guān)量，從而提高供電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。通過以上三點(diǎn)可以看出PLC技術(shù)在供電系統(tǒng)應(yīng)用中具有自動(dòng)化、數(shù)字化、順序化的控制特點(diǎn)。

4　總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，供電系統(tǒng)電氣工程迎來了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及自動(dòng)化的控制技術(shù)，這些技術(shù)作用于供電系統(tǒng)電氣工程之中，不僅提高了生產(chǎn)效率，還優(yōu)化了管理，并且降低了供電系統(tǒng)中資源浪費(fèi)等現(xiàn)象，對促進(jìn)我國電力事業(yè)的發(fā)展有著重要作用。

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圖2　變電站系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

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