生產(chǎn)運行電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

宋杰+周猛

摘 要：生產(chǎn)運行電力系統(tǒng)中電氣自動化的技術(shù)的應(yīng)用范圍極為廣泛，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，對電力系統(tǒng)能否正常運行意義重大。為此，本文主要對電氣工程自動化在生產(chǎn)運行電力系統(tǒng)中的作用、應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)運行電力系統(tǒng)；電氣自動化技術(shù)；作用

一、電氣工程自動化在生產(chǎn)運行電力系統(tǒng)中的作用

1、快速高效自動控制技術(shù)

系統(tǒng)在運行的過程中能夠通特定的數(shù)據(jù)信息對相應(yīng)的設(shè)備做出操作指令，發(fā)出的操作指令是能夠即時到達(dá)的，由于如果設(shè)備不同的話，其設(shè)備的地址代碼也不同，因而發(fā)出的指令十分準(zhǔn)確，確保了精確操作，比起人工操作來說發(fā)生錯誤操作的概率是十分低的，因此該系統(tǒng)的操作是快速高效的自動控制技術(shù)，并且該自動控制技術(shù)具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能夠和控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的反饋，從而進(jìn)一步確保了控制的精確和快速高效。

2、便于實現(xiàn)全過程全時段監(jiān)控

自動控制技術(shù)的優(yōu)勢除了快速高效和精確之外，還十分便于實現(xiàn)全過程的全時段監(jiān)控。人們所實施的電氣工程是全天候24小時均需要不間斷運行的，按照人們平常積累的經(jīng)驗來進(jìn)行分析，在深夜等管理的盲區(qū)容易導(dǎo)致管理的疏忽，是電氣故障的多發(fā)時段和區(qū)域，在這些容易發(fā)生故障的多發(fā)時段和區(qū)域，人們的傳統(tǒng)的管理模式是難以實現(xiàn)全程的有效的監(jiān)控的。而數(shù)字化的自動控制技術(shù)恰好彌補了這一缺點，可以對工程進(jìn)行全過程全時段的監(jiān)控，從而避免故障的發(fā)生，確保工程的正常運行，實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的高效、實時的控制和調(diào)配。

二、電氣工程自動化在電力系統(tǒng)運行中相關(guān)技術(shù)應(yīng)用

1、計算機技術(shù)

電力系統(tǒng)運行對于電氣工程自動化具體技術(shù)的運用，呈現(xiàn)在計算機技術(shù)的應(yīng)用方面。計算機技術(shù)作為當(dāng)前電氣工程自動化相關(guān)技術(shù)中最為主要也最為關(guān)鍵的技術(shù)，在電力系統(tǒng)運行的配電、變電以及供電等環(huán)節(jié)都有較為深入的使用。（1）就計算機技術(shù)中的智能電網(wǎng)技術(shù)而言，智能電網(wǎng)技術(shù)作為計算機技術(shù)中最為典型的技術(shù)，它在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用涵蓋了供變電以及輸配電等各個環(huán)節(jié)的電力工作，使電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了智能化的配網(wǎng)。（2）就計算機技術(shù)中的電網(wǎng)調(diào)動的自動化技術(shù)應(yīng)用來講，電網(wǎng)調(diào)動的自動化技術(shù)作為最主要的電力系統(tǒng)運行的自動化技術(shù)組成，通過對不同級別的電網(wǎng)進(jìn)行自主的調(diào)動，將國家的整體電網(wǎng)設(shè)備極大地結(jié)合在一起，成為國家電力系統(tǒng)工作中的信息收集及有效監(jiān)控力量。（3）變電站的自動化技術(shù)也在電力系統(tǒng)中得到了大力的應(yīng)用，它通過應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化以及信息集成功能，極大地實現(xiàn)了計算機對于電力系統(tǒng)工作各項信息的記錄以及整合分析。

2、PLC 技術(shù)

PLC 技術(shù)也是電力系統(tǒng)對于電氣工程自動化的技術(shù)運用的重要方面。PLC 技術(shù)作為繼電接觸的控制技術(shù)和計算機技術(shù)二者進(jìn)行結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)物，它可以在工作過程中實現(xiàn)對于電力系統(tǒng)工作的各部分指令的自動編程以及信息記錄和運算等，幫助電力系統(tǒng)實現(xiàn)了靈活運行以及較低能耗的工作狀態(tài)。（1）PLC 技術(shù)用來幫助電力系統(tǒng)完成信息數(shù)據(jù)的采集、分析及整合以及轉(zhuǎn)換和傳遞等工作，使電力系統(tǒng)實現(xiàn)了對于某些柔性操作的智能控制。（2）PLC 還應(yīng)用于電力系統(tǒng)工作的順序控制工作，它通過對電力系統(tǒng)運行中的單獨模塊信息進(jìn)行控制以及對信息總線進(jìn)行通信連接等，極大地推動了電力系統(tǒng)的相關(guān)工業(yè)的協(xié)調(diào)有序地生產(chǎn)。（3）PLC 技術(shù)還通過控制電力系統(tǒng)中的溫度、壓力以及流量等實施連續(xù)的模擬閉環(huán)控制，實現(xiàn)對于電力系統(tǒng)各個環(huán)路工作的有效調(diào)節(jié)。（4）電力系統(tǒng)對于PLC 的應(yīng)用還體現(xiàn)在使用PLC 進(jìn)行開關(guān)量的控制，通過PLC 對于輸入和輸出信號的通電以及斷開控制，幫助各種生產(chǎn)工作實現(xiàn)了高效的自動化生產(chǎn)。

三、電氣自動化的綜合技術(shù)發(fā)展趨勢

1、全控型電力電子開關(guān)逐步取代半控型晶閘管

IGBT和MGT這一類復(fù)合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復(fù)合化的同時，模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規(guī)模生產(chǎn)的器件也已進(jìn)入實用。在 模塊化和復(fù)合化思路的基礎(chǔ)卜，其發(fā)展便是功率集成電路 PIC（Powerl， lntegratcd Cirrrrcute）， 在PIC，不僅主回路的器件，而且驅(qū)動電路、過壓過流保護(hù)、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起，形成一個整體，這可以算作第四代電力電子器件。

2、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應(yīng)用普通晶閘管時，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少 了高次諧波對電岡的影響，解決了電動機在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題。

1986年美國威斯康星大學(xué)Divan教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開關(guān)，其開關(guān)損耗較大，限制了開關(guān)在頻率上的提高。而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉(zhuǎn)換，即工作在所謂的‘軟開關(guān)狀態(tài)下，從而使開關(guān)損耗降低到零。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。

3、通用變頻器開始大量投入實用

一般把系列化、批量化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從產(chǎn)品來看，第一代是普通功能型U/F 控制型，多采用16位CPU，第二代為高功能型U/F型，采用32位DSP或雙16位CPU進(jìn)行控制，采用了磁通補償器、轉(zhuǎn)差補償器和電流限制拄制器.具有挖土機和“無跳閘”能力，也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器！目前占市場份額最大。第三代為高動態(tài)性能矢量控制型。它采用全數(shù)字控制，可通過軟件實現(xiàn)參數(shù)自動設(shè)定，實現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)控制，可選擇U/F頻率開環(huán)控制、無速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制，實現(xiàn)了閉環(huán)控制的自優(yōu)化。從技術(shù)發(fā)展看，雖然電力半導(dǎo)體器件有GTO、GTI、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發(fā)展趨勢：變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAs（ Reliabiliry，Availability，Serviceability）功能也由于采用單片機控制動技術(shù)而得以提高。

四、結(jié)束語

綜上所述，伴隨著國民用電量的急劇增加，保障用電安全和質(zhì)量成為了一個刻不容緩的問題，而電氣工程自動化技術(shù)在這方面具有巨大的優(yōu)勢。在目前的電力系統(tǒng)中，電氣工程自動化技術(shù)得到了一些運用，但其整體的水平還較低，還有很大的發(fā)展?jié)摿?，也有一些急需解決的問題。電力系統(tǒng)的自動化和智能化是其主要的發(fā)展方向，只有如此才能保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫華.電氣自動化在電力系統(tǒng)中的運用[J].神州，2012，（2）；

[2] 胡榮榮.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探析[J].機電信息，2012（30）：109、111；

[3] 袁學(xué)明、孫偉杰，淺談電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用[J].機電信息，2013（13）：113、116.

[4]董娜，李函霖.電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的探索[J].科技與企業(yè)，2011（07）.

[5]張俊.電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的探索[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（03）.