淺析電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

賈小瓊

(四川會(huì)理鉛鋅股份有限公司， 四川 西昌市 615105)

淺析電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

賈小瓊

(四川會(huì)理鉛鋅股份有限公司， 四川 西昌市 615105)

我國電力系統(tǒng)需要滿足日益增長的多元化用電需求，結(jié)合當(dāng)前我國電氣自動(dòng)化發(fā)展呈現(xiàn)出的高度信息化、易于維護(hù)和易于調(diào)控的主要特點(diǎn)，針對(duì)電力系統(tǒng)對(duì)于自動(dòng)化控制的要求,分析了電氣自動(dòng)化技術(shù)中的仿真技術(shù)、智能技術(shù)、動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測技術(shù)、柔性交流電系統(tǒng)技術(shù)和多項(xiàng)集成技術(shù)進(jìn)行介紹與分析，并對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中智能電網(wǎng)、變電站自動(dòng)化和電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域進(jìn)行探討。

電氣自動(dòng)化；電力系統(tǒng)；電氣自動(dòng)化技術(shù)

當(dāng)今信息化背景下，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，在技術(shù)革新的不斷訴求下，各行各業(yè)也不斷產(chǎn)生變革。電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)的重要組成部分，也是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著居民生活水平的提高，用電需求不斷增加，原有的電力系統(tǒng)在滿足用電負(fù)荷方面愈發(fā)顯得力不從心，因此，有必要結(jié)合當(dāng)前的新技術(shù)新思維，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行改革。文章針對(duì)當(dāng)前我國電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)自動(dòng)化控制的要求，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用展開了深入探討。

1 我國電氣自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀與需求

當(dāng)前我國電氣自動(dòng)化發(fā)展形勢喜人，一方面得益于發(fā)展的新思路和創(chuàng)新思維，另一方面更是與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展分不開?？傮w來看，當(dāng)前我國電氣自動(dòng)化發(fā)展主要呈現(xiàn)出電力系統(tǒng)高度信息化、易于維護(hù)和易于控制3個(gè)主要特點(diǎn)。首先，當(dāng)前以電腦和移動(dòng)設(shè)備為載體的信息技術(shù)飛速發(fā)展促進(jìn)了各行各業(yè)的信息化，電力系統(tǒng)也不例外；其次，與信息化緊密相結(jié)合，電力系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)計(jì)算機(jī)會(huì)快速分析處理故障，使得系統(tǒng)易于維護(hù)；同時(shí)，也依賴于信息技術(shù)平臺(tái)，在電力系統(tǒng)適應(yīng)不同的荷載需求時(shí)能夠快速進(jìn)行控制。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，多種用電需求不斷增加且越來越變得多元化。居民用電、工業(yè)用電、教育用電、醫(yī)療用電等多種用電需求促使電力系統(tǒng)不斷變革而復(fù)雜化。在電氣自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，電力系統(tǒng)對(duì)于自動(dòng)化控制也有最基本的要求。首先，系統(tǒng)程序自動(dòng)化的產(chǎn)生，必須要建立在安全可靠的基礎(chǔ)上，電力系統(tǒng)事關(guān)國民經(jīng)濟(jì)命脈，必須要保證安全可靠；其次，自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)信息化的程度要求較高，高信息化程度對(duì)自動(dòng)化控制效率的提高也有較高的要求。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

2.1 電氣自動(dòng)化技術(shù)

(1) 仿真技術(shù)?，F(xiàn)實(shí)中的電力系統(tǒng)周邊環(huán)境復(fù)雜，有很多未知的因素。對(duì)于電力系統(tǒng)中相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取與相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用，受周邊環(huán)境影響較大，或多或少會(huì)出現(xiàn)在誤差允許范圍之外的結(jié)果。而仿真系統(tǒng)在提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提下，還可多種電力系統(tǒng)的暫態(tài)及穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，且多種控制裝置都能與其構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，為輸電系統(tǒng)智能保護(hù)的控制提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。仿真技術(shù)的最大優(yōu)勢是在相對(duì)理想的條件下，例如在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，模擬現(xiàn)實(shí)電力系統(tǒng)的環(huán)境，把周邊的干擾因素降到最低，在這種理想條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)測取與技術(shù)運(yùn)用。在實(shí)際電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要檢測維修時(shí)，仿真技術(shù)往往大有用武之地。

(2) 智能技術(shù)。在實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行中，一種因素的結(jié)果往往受多種因素影響，如果是在理想環(huán)境下，呈現(xiàn)的可能是一種多元線性正相關(guān)的關(guān)系。但是在現(xiàn)實(shí)生活中，影響因素往往呈現(xiàn)多元化，最終結(jié)果與影響因素間往往是多元非線性相關(guān)關(guān)系。一旦實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，維修工程師往往對(duì)于這種復(fù)雜多變的情況很難去很快排解故障，智能技術(shù)建立在電氣自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)對(duì)電氣系統(tǒng)的精確判斷能夠很快發(fā)現(xiàn)故障，并提出解決措施與辦法。

(3) 動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測技術(shù)。在電力運(yùn)行系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的采集和記錄一直是不斷進(jìn)行且相對(duì)重要的一個(gè)活動(dòng)，而隨著當(dāng)前居民使用電器復(fù)雜化與多元化，電力需求持續(xù)增加，電力負(fù)荷持續(xù)增大，電力系統(tǒng)也變得越來越復(fù)雜，而相比之下數(shù)據(jù)的測量和獲取也變得越來越困難和越來越難以精確化。動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測技術(shù)在一定程度上可以解決這個(gè)問題，動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測技術(shù)在衛(wèi)星定位系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合動(dòng)態(tài)相量測量系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量和記錄。

(4) 柔性交流電系統(tǒng)技術(shù)。電力系統(tǒng)并不是一成不變的，在運(yùn)行中是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，根據(jù)電力荷載和需求隨時(shí)調(diào)控電力系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)。以往傳統(tǒng)技術(shù)往往是根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)量大且容易出錯(cuò)。在新引入的柔性交流電系統(tǒng)技術(shù)中，結(jié)合電力系統(tǒng)的綜合功能，與當(dāng)前先進(jìn)的電子性設(shè)施相結(jié)合，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控。

(5) 多項(xiàng)集成技術(shù)。多項(xiàng)集成技術(shù)核心的理念在于協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)模式下，不同模塊不同系統(tǒng)往往由不同的管理者進(jìn)行管理，多項(xiàng)集成技術(shù)在相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上確定統(tǒng)一的管理理念，提升管理效率。

2.2 電力系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的領(lǐng)域

(1) 智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的建立依據(jù)多種電氣自動(dòng)化技術(shù)的共同實(shí)現(xiàn)，其中仿真技術(shù)和智能技術(shù)是重點(diǎn)。在電氣自動(dòng)化技術(shù)的智能運(yùn)用下，已經(jīng)建立起了比較完善的智能電網(wǎng)領(lǐng)域，從發(fā)電，輸電到配電整個(gè)流程中，智能電網(wǎng)都有所體現(xiàn)。依托于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和智能管理技術(shù)，智能電網(wǎng)得以順利實(shí)現(xiàn)并為當(dāng)前電力系統(tǒng)服務(wù)。

(2) 變電站自動(dòng)化。隨著電力荷載的增加，如何合理配置變電站，提高變電站的自動(dòng)化功能，是提升整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一個(gè)關(guān)鍵因素。變電站的自動(dòng)化又是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)的，要實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)的現(xiàn)代化，一個(gè)不可缺少的、重要的環(huán)節(jié)就是實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化。眾所周知，原有的變電站采用電磁式設(shè)備，而隨著電力動(dòng)態(tài)系統(tǒng)需求越來越大，變化越來越難以預(yù)測，電磁式設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足相關(guān)需求。因此，依托于當(dāng)前的計(jì)算機(jī)智能技術(shù)和信息技術(shù)，新建立的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)能夠依據(jù)系統(tǒng)的需求快速調(diào)整設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，滿足電力生產(chǎn)的現(xiàn)代化需求。變電站在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過程中計(jì)算機(jī)也得到了充分利用，二次設(shè)備也隨之實(shí)現(xiàn)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，完全是采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜。變電站實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化以及運(yùn)行管理和記錄統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化，另外兩個(gè)組成部分是操縱以及監(jiān)視，正是如此多的組成部分實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化管理，變電站的整體自動(dòng)化才得以實(shí)現(xiàn)。為了聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶，變電站以及與之相關(guān)的輸配電線路必不可少。變電站自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，不僅組成電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)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(dòng)化。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化中最主要的組成部分，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)分為五級(jí)，縣級(jí)，地區(qū)，省級(jí)，網(wǎng)局，國家級(jí)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，級(jí)別逐漸增大，而國家電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)是電網(wǎng)調(diào)度的最高級(jí)系統(tǒng)。而在大量數(shù)據(jù)為背景的電力系統(tǒng)下，按照以往普通的電網(wǎng)調(diào)度方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)今的高負(fù)荷需求，以仿真技術(shù)，智能技術(shù)，動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測技術(shù)，柔性交流電系統(tǒng)技術(shù)和多項(xiàng)集成技術(shù)等多種電氣自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，電力調(diào)度自動(dòng)化才得以順利實(shí)現(xiàn)。建立電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的電網(wǎng)、變電站和配電站的合理配置和調(diào)度，并能對(duì)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的多種故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，在確保安全的前提下，保證電力系統(tǒng)滿足正常電力所需。

3 結(jié) 語

當(dāng)前我國電力系統(tǒng)還有較大的發(fā)展空間，在不斷增長的多元化用電需求背景下，電力系統(tǒng)的發(fā)展面臨著很大的發(fā)展機(jī)遇與廣闊前景。結(jié)合信息化背景下的電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠解決當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨的多種問題。但是需要明晰的是，當(dāng)前我國電力系統(tǒng)現(xiàn)代化水平還不高，在全面自動(dòng)化的道路上還有很長的路要走。在新技術(shù)新思維的引領(lǐng)下，我國電力系統(tǒng)必將繼續(xù)持續(xù)健康發(fā)展。

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2017-03-15)