電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用分析

徐順平

摘要：隨著智能化、信息化技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)將不斷向科技化、信息化、開放化的趨勢發(fā)展，電氣自動(dòng)化涉及的領(lǐng)域?qū)⒉粩嘣龆啵夹g(shù)更新將不斷加快，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也將得到快速發(fā)展并不斷完善。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行分析，總結(jié)一些粗淺見解，僅供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：電氣技術(shù)；特點(diǎn)；趨勢

社會(huì)在不斷的發(fā)展進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)水平也在不斷的提高，科學(xué)技術(shù)在各個(gè)工程領(lǐng)域所占的比重也越來越大，許多行業(yè)實(shí)行的智能化、自動(dòng)化技術(shù)都離不開電氣化與之配合設(shè)置。我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展之后，已經(jīng)獲得了不錯(cuò)的成績。與國際水平相比我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)水平還是不夠高的，伴隨著市場經(jīng)濟(jì)規(guī)模地不斷擴(kuò)大，電氣自動(dòng)化市場中出現(xiàn)了大量的競爭對(duì)手，加劇了企業(yè)的市場競爭環(huán)境。企業(yè)要充分發(fā)揮自身的生產(chǎn)優(yōu)勢，才能在一些行業(yè)中占有重要的位置。

1.1特點(diǎn)：與熱機(jī)設(shè)備相比，電氣控制系統(tǒng)的控制對(duì)象少、信息量小、操作頻率低，但具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢。由于電氣設(shè)備要求較高的保護(hù)自動(dòng)裝置可靠性和快速反應(yīng)能力以及較高的抗干擾能力，電氣控制系統(tǒng)具有較多連鎖保護(hù)，能夠滿足有效控制的要求。

1.2功能：基于電氣控制的特點(diǎn)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)―變壓器組等電氣系統(tǒng)的有效控制，必須具備以下的基本功能：發(fā)電機(jī)―變壓器組出口隔離開關(guān)及斷路器的有效控制和操作；發(fā)電機(jī)―變壓器組、勵(lì)磁變壓器、高變保護(hù)控制；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)起勵(lì)操作、滅磁操作、增減磁操作、穩(wěn)定器投退、控制方式切換；

2.1電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用：該仿真系統(tǒng)在可提供大量實(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，還能用以協(xié)助科研人員測試新裝置，且多種控制裝置都能與其構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，從而為靈活輸電系統(tǒng)及研究智能保護(hù)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。

2.2綜合自動(dòng)化技術(shù)與智能保護(hù)的應(yīng)用：目前，國內(nèi)的綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國際先進(jìn)水平，智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的研究相對(duì)處于國際領(lǐng)先水平，研制的分層式綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于各種電壓等級(jí)電站。將國內(nèi)外最新的人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)、自適應(yīng)理論、綜合自動(dòng)控制理論等應(yīng)用于電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置中，對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全水平，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)。

2.3電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用：電力系統(tǒng)及其元件的故障診斷、運(yùn)行分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面將模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及進(jìn)化理論應(yīng)用到實(shí)際研究，并且結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，同時(shí)也開展了在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。

2.4電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)：該技術(shù)采用的模型為最新國際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，輸電網(wǎng)的理論算法采用與配網(wǎng)實(shí)際與高級(jí)應(yīng)用軟件相結(jié)合，負(fù)荷預(yù)測時(shí)配合應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行，最后進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法。

3.1智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。信息管理系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合所形成針對(duì)整個(gè)全局進(jìn)行智能控制的技術(shù)，也就是智能電網(wǎng)技術(shù)，是一個(gè)最具典型性的技術(shù)，涵蓋了配電、輸變電和用戶以及調(diào)度、發(fā)電的各個(gè)環(huán)節(jié)。其中變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)等被廣泛應(yīng)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)的系統(tǒng)中，同時(shí)一樣的還有諸如調(diào)度柔性交流輸電以及自動(dòng)化系統(tǒng)等。目前這種數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)，一定程度上可以說是智能電網(wǎng)的雛形，實(shí)際上也為我國建設(shè)智能電網(wǎng)做著準(zhǔn)備工作。

3.2變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用?？梢哉f，變電站的自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)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。變電站依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在實(shí)現(xiàn)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)自動(dòng)化，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)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，另外兩個(gè)組成部分是操縱以及監(jiān)視，變電站的整體自動(dòng)化才得以實(shí)現(xiàn)，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。

3.3電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的應(yīng)用。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，目前我國將電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化分為五級(jí)，其中各級(jí)電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)度都是與計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分不開的，從高到低分別是：國家電網(wǎng)、大區(qū)、省級(jí)、地區(qū)以及縣級(jí)調(diào)度。其中最重要的組成部分就是電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些裝置在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連結(jié)下形成一個(gè)自動(dòng)化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，將整個(gè)的結(jié)合起來。其他的主要組成部分有工作站、服務(wù)器、變電站終端設(shè)備、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電場、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備。計(jì)算機(jī)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的作用不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全分析的監(jiān)控，還要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，更要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測以及狀態(tài)估計(jì)等功能。

3.4電氣自動(dòng)化在火電廠方面的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化在火電廠方面的應(yīng)用發(fā)展也是很快的。電氣自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)的功能在電氣方面得到充分發(fā)揮，比如監(jiān)視功能的發(fā)展，信號(hào)警示功能更加發(fā)達(dá)，與主信號(hào)之間聯(lián)系更加方便，網(wǎng)絡(luò)通訊更加發(fā)達(dá)，火電廠通信通道也更加迅速，便于火電廠更快的發(fā)展，更加現(xiàn)代化，科技化，智能化。電氣設(shè)備管理也更加系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視功能，自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信也更加快捷，更加發(fā)達(dá)。

4.1保護(hù)、控制、測量一體化。鑒于目前的運(yùn)行體制、人員配備、專業(yè)分工，我國的自動(dòng)化系統(tǒng)主要采用站內(nèi)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)而保護(hù)相對(duì)獨(dú)立的模式，以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術(shù)合理性、減少設(shè)備重復(fù)配置、簡化維護(hù)工作量以及發(fā)展趨勢等方面考慮，將保護(hù)與控制、測量結(jié)合在一起會(huì)更有優(yōu)勢。

4.2國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。近年來，IED電力自動(dòng)化方面有了廣泛應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)不同廠家IED設(shè)備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng)，國際電工委員會(huì)制定了IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)。為了與國際接軌，國內(nèi)已經(jīng)開始了基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)，相信這將是未來自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。

4.3綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。為了滿足更多行業(yè)很多部門之間通訊更加方便的問題，我們需要綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。這樣可以讓控制和監(jiān)測集為一體，提高了高壓系統(tǒng)的保護(hù)和控制水平。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，便于檢測各種狀態(tài)信號(hào)、故障信號(hào)。

4.4現(xiàn)場總線技術(shù)的改變。新的改變是現(xiàn)場總線控制和現(xiàn)場總線型傳感器，是數(shù)字通信開放程度的測試網(wǎng)，符合國際上發(fā)展的熱地與趨勢。

4.5DCS系統(tǒng)控制。這種系統(tǒng)控制是一種新算法，它的特點(diǎn)是，對(duì)于普通算法和特殊算法都能夠計(jì)算。它包括由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。

5.結(jié)語

眾所周知，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新，同時(shí)技術(shù)的創(chuàng)新又進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步與發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展成了一種相輔相成的過程。電氣自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)今世界最活躍、最充滿生機(jī)、最富有開發(fā)前景的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成。對(duì)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步也作出了巨大貢獻(xiàn)！相信電氣自動(dòng)化技術(shù)在以后也會(huì)有越來越多的創(chuàng)新，對(duì)社會(huì)做出更多的貢獻(xiàn)。

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