論電力自動化技術(shù)在電力工程發(fā)展中的促進作用

■陳宏

國網(wǎng)四川省電力公司喜德縣供電分公司

電力電子技術(shù)、智能控制技術(shù)和信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展，帶動了許多電力新技術(shù)、新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，近年來隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的進行，智能無功補償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應(yīng)用，它集低壓無功補償、綜合配電監(jiān)測、配電臺區(qū)的線損計量、電壓合格率的考核、諧波監(jiān)測等多種功能于一身；同時還充分考慮了與配電自動化系統(tǒng)的結(jié)合。

1 低壓無功技術(shù)

（1）采集單一信號，采用三相電容器，三相共補這種補償方式適用于負荷主要是三相負載(電動機)的場合，但假如當前的負載主要為居民用戶，三相負荷很可能不平衡。那么各相無功需量也不同，采用這種補償方式會在不同程度上出現(xiàn)過補或欠補。

（2）投切開關(guān)多采用交流接觸器其缺點是響應(yīng)速度較慢，在投切過程中會對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊涌流，使用壽命短。

（3）無功控制策略控制物理量多為電壓、功率因數(shù)、無功電流，投切方式為：循環(huán)投切、編碼投切。這種策略沒有考慮電壓的平衡關(guān)系與區(qū)域的無功優(yōu)化。

（4）通常不具備配電監(jiān)測功能。

2 智能無功補償技術(shù)

2.1 補償方式

（1）固定補償與動態(tài)補償相結(jié)合。隨著社會的發(fā)展，負載類型越來越復(fù)雜，電網(wǎng)對無功要求也越來越高。因此單純的固定補償已經(jīng)不能滿足要求，新的動態(tài)無功補償技術(shù)能較好地適應(yīng)負載變化。

（2）三相共補與分相補償相結(jié)合。新的設(shè)備尤其是大量的電力電子、照明等家居設(shè)備，都是兩相供電，電網(wǎng)中三相不平衡的情況越來越多，三相共補同投同切已無法解決三相不平衡的問題，而全部采用單相補償則投資較大。因此根據(jù)負載情況充分考慮經(jīng)濟性的共分結(jié)合方式在新的經(jīng)濟條件下日益廣泛應(yīng)用。

（3）穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合。穩(wěn)態(tài)補償與快速跟蹤補償相結(jié)合的補償方式是未來發(fā)展的一個趨勢。主要是針對大型的鋼鐵冶金等企業(yè)。工藝復(fù)雜、用電量大、負載變化快、波動大，充分有效地進行無功補償，不僅可以提高功率因數(shù)，降損節(jié)能，而且可以充分挖掘設(shè)備的工作容量，充分發(fā)揮設(shè)備能力，提高工作效率，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，經(jīng)濟效益大。

2.2 采用先進的投切開關(guān)

目前采用的投切開關(guān)主要有以下幾種：

（1）過零觸發(fā)固態(tài)繼電器。其特點是動態(tài)響應(yīng)快，在投切過程中對電網(wǎng)無沖擊、無涌流，壽命較長，但有一定的功耗和諧波污染，目前運用比較普遍。

（2）機電一體化智能復(fù)合開關(guān)。該開關(guān)是由交流接觸器和固態(tài)繼電器并聯(lián)運行，綜合兩種開關(guān)的優(yōu)點，既實現(xiàn)了快速投切，又降低了功耗。目前主要由于成本及可靠性原因應(yīng)用較少。

（3）機電一體化智能型真空開關(guān)。該開關(guān)采用低壓真空滅弧室及永磁操作機構(gòu)，可實現(xiàn)電容過零投切，還可適應(yīng)電容器串聯(lián)電抗器回路的投切，壽命長，可靠性高，目前正在實現(xiàn)商品化。

2.3 采用智能型無功控制策略

采集三相電壓、電流信號，跟蹤系統(tǒng)中無功的變化，以無功功率為控制物理量，以用戶設(shè)定的功率岡數(shù)為投切參考限量，依據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合，智能投切是針對星一角結(jié)合情況。電容投切控制采用智能控制理論，自動及時地投切電容補償，補償無功功率容量。根據(jù)配電系統(tǒng)三相中每一相無功功率的大小智能選擇電容器組合，依據(jù)“取平補齊”的原則投入電網(wǎng)，實現(xiàn)電容器投切的智能控制，使補償精度高。

（1）科學(xué)的電壓限制條件?？稍O(shè)定的過、欠壓保護值。可設(shè)置禁投(低谷高電壓)、禁切(高峰低電壓)電壓值，具缺相保護功能。以無功功率為投切門限值。

（2）可設(shè)置投切延時。延時時間可調(diào)(既可支持快速跟蹤無功補償，也可支持穩(wěn)態(tài)補償)，同組電容投切動作時間間隔可設(shè)置，對快速跟蹤補償可設(shè)置為零。

2.4 集成綜合配電監(jiān)測功能

綜合配電監(jiān)測功能集配電變壓器電氣參數(shù)測量、記憶、通信于一體，是一套比較完整的配電運行參數(shù)測量機構(gòu)，是低壓配電電網(wǎng)中考核單元線損的理想手段。它能隨時為電網(wǎng)治理人員提供所需要的各類數(shù)據(jù)，是為電網(wǎng)的安全運行和經(jīng)濟運行提供可靠的治理依據(jù)，是配電電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基本組成部分。

2.5 集成電壓監(jiān)測功能

根據(jù)電壓檢測儀標準進行采樣與數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，便于用戶考核電壓合格率，可用于電壓監(jiān)測考核。

2.6 集成在線諧波監(jiān)測功能

較好一點的監(jiān)測終端采用DSP作為CPU，應(yīng)用FFT快速傅立葉算法，可精確計算測量出電壓、電流、功率因數(shù)、有功及無功電量等配電參數(shù)，還可以分析l～3次諧波，從而實現(xiàn)在線的諧波監(jiān)測功能，該數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶要求在后臺軟件上進行分析處理。

2.7 通信

某些功能較先進的監(jiān)控終端充分地考慮了設(shè)備的可持續(xù)性使用。采用標準的RS232、RS485接口，可根據(jù)用戶要求非凡配置Modem、現(xiàn)場總線等，與配網(wǎng)自動化系統(tǒng)有機結(jié)合。具體通信方式有以下幾種，或是其一或是多種方式的結(jié)合。

手工抄表：有線、無線、電卡等多種抄表方式。

直接通信：與配電自動化系統(tǒng)接口，為用戶提供了多種解決方案以適應(yīng)不同的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與子站或主站的直接通信。

與FTU的通信：可通過FTU實現(xiàn)一點對多點采集，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳并與配電自動化系統(tǒng)接口與集抄系統(tǒng)的通信，通常采用載波或直聯(lián)。

2.8 模塊化結(jié)構(gòu)

當前應(yīng)用較廣的模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)，將電容器、投切開關(guān)、保護集成在一個單元內(nèi)，形成多種容量規(guī)格的標準化單元，其特點是結(jié)構(gòu)與功能的模塊化形成滿足不同用戶要求的系列產(chǎn)品，同時還便于各種裝置在使用現(xiàn)場的維修與調(diào)整。

3 結(jié)語

總之，根據(jù)上述電力工程的發(fā)展趨勢不難發(fā)現(xiàn)，電力自動化的發(fā)展一定會帶動電力工程的發(fā)展，隨著工業(yè)生產(chǎn)和生活中電力自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將來的電力自動化技術(shù)將會朝著供電的安全和穩(wěn)定提高、供電設(shè)備得到更好地利用、促進運營成本大大降低的方向發(fā)展和推進，此技術(shù)的運用對促進電力事業(yè)的進一步發(fā)展具有舉足輕重的作用和意義。