電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)探討

馮麗

摘 要：在世界電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展前提下，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)也得到了快速進(jìn)步。從初期的反饋理論的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理，到如今的現(xiàn)代控制理論，人類在電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制方面取得了質(zhì)的飛躍。技術(shù)的迅速發(fā)展，對電力系統(tǒng)自動(dòng)化的穩(wěn)定性，快速性，準(zhǔn)確性等要求也越來越嚴(yán)格，由于電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)開始廣泛的應(yīng)用到電力傳輸調(diào)控方面，使得自動(dòng)化控制技術(shù)體現(xiàn)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。本文主要闡述了電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的各項(xiàng)基本要求和特點(diǎn)，簡單探討了電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)以及應(yīng)用。最終目的是能深入了解電力自化控制技術(shù)，能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)理論應(yīng)用到實(shí)際的生活當(dāng)中。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化控制；基本要求

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0166-02

電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)歷經(jīng)了相當(dāng)漫長的發(fā)展過程。因?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，各種新技術(shù)的不斷革新，使得電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速。原來各領(lǐng)域的一些技術(shù)開始相互交叉，需要技術(shù)人員能夠與時(shí)俱進(jìn)，不斷的更新自己的技能知識(shí)庫，而國際化規(guī)范化已經(jīng)成為國際技術(shù)發(fā)展的共識(shí)，以此來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)控制技術(shù)的集成化、職能化和自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的全面綜合性。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的目標(biāo)以及應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動(dòng)化正在應(yīng)用各種自動(dòng)檢測，自動(dòng)控制的裝置，通過信號傳輸系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)對電力控制自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的檢測以及監(jiān)測。以保證整個(gè)電力自動(dòng)控制系統(tǒng)能過穩(wěn)定，快速以及準(zhǔn)確的運(yùn)行。電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的最終目標(biāo)是建立一體化，自動(dòng)化，安全化的控制系統(tǒng)。確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化，不僅要關(guān)注質(zhì)量也要關(guān)注安全。為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并且保證盡可能的經(jīng)濟(jì)效益最高而生產(chǎn)成本最低。

電力自動(dòng)化控制技術(shù)在生活中領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用。譬如，在宇宙航天方面、機(jī)器人調(diào)控方面、導(dǎo)彈制導(dǎo)向以及核動(dòng)力方面等有著非常重要的作用。導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)和制導(dǎo)系統(tǒng)是由雷達(dá)與計(jì)算機(jī)兩個(gè)方面構(gòu)成的，能夠自動(dòng)的將導(dǎo)彈降落到敵方目標(biāo)出處；無人駕駛機(jī)可以自動(dòng)按照預(yù)定航跡升降和飛行；人造衛(wèi)星可以準(zhǔn)確地運(yùn)行到預(yù)定軌道等，這是以高水準(zhǔn)的電力自動(dòng)化控制技術(shù)為條件的。不僅如此，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)生活不可缺少的重要組成成分。電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制相關(guān)的變電站自動(dòng)化控制技術(shù)綜合的應(yīng)用到了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代電子通信技術(shù)和現(xiàn)代信息此數(shù)據(jù)處理技術(shù)。對這些先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了變電站二次設(shè)備功能的重新最優(yōu)規(guī)劃。這些二次設(shè)備主要包括繼電保護(hù)電器，控制檢測電器和其他自動(dòng)化設(shè)備，對于二次設(shè)備的重新最優(yōu)規(guī)劃可以對整個(gè)變電站進(jìn)行控制和檢測同時(shí)還可以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)?？傊娏ψ詣?dòng)化控制在實(shí)際生活中的應(yīng)用越來越廣泛[1]。

2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的基本要求和優(yōu)點(diǎn)

2.1 電力系統(tǒng)參數(shù)的收集與處理

電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制是以穩(wěn)定性，準(zhǔn)確性和安全性為目標(biāo)，為了達(dá)到這一目標(biāo)。在初期時(shí)需要電力系統(tǒng)對整體，局部以及各個(gè)元件的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的收集，檢測。在后期時(shí)，進(jìn)行科學(xué)的研究處理為整個(gè)電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.2 科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)控

根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)建立的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求對電力自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)控 。對于電力系統(tǒng)局部系統(tǒng)和元件的運(yùn)行狀態(tài)有著不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對于電力系統(tǒng)具體的運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)進(jìn)行綜合分析，不同的局部系統(tǒng)采用不同的調(diào)控方法，例如微觀調(diào)控、宏觀調(diào)控以及二者相結(jié)合的調(diào)控方法。尋找電力自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供電的最優(yōu)運(yùn)行方法。實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)各元件，各層次全系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào)方式。建立全面自動(dòng)化系統(tǒng)，要不斷的研究和總結(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行中各元件的規(guī)律和特點(diǎn)依據(jù)高效節(jié)能的原則建立全面自動(dòng)化電力系統(tǒng)。指導(dǎo)實(shí)踐自動(dòng)化系統(tǒng)[2]。

2.3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的優(yōu)點(diǎn)

過去的電力自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)落后的機(jī)械化生產(chǎn)模式，而現(xiàn)在的電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)大大的降低了生產(chǎn)成本，大量的解放了勞動(dòng)生產(chǎn)力，降低了物力的成本，消減了生產(chǎn)過程的時(shí)間，減少了生產(chǎn)事故的發(fā)生，對社會(huì)秩序的維護(hù)也具有一定的意義。同時(shí)，減少了生產(chǎn)生活中的大面積和頻繁停電的生產(chǎn)問題，對提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性具有非常明顯的良好的效果，成功的減少電力系統(tǒng)故障的發(fā)生，對于延長設(shè)備的使用壽命有著很好的作用，全面的改善和提高運(yùn)行設(shè)備的性能具有顯著效果。電力自動(dòng)化系統(tǒng)的建立對現(xiàn)代人類的生產(chǎn)生活具有深遠(yuǎn)的影響。

3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)以及應(yīng)用分析

3.1 模糊邏輯控制技術(shù)

模糊邏輯控制法是通過建立模型進(jìn)行控制。建立模型控制技術(shù)現(xiàn)代比膠先進(jìn)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)，模糊邏輯進(jìn)技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)有，而實(shí)踐告訴我們模糊邏輯控制技術(shù)使電力系統(tǒng)變得簡單方便已掌握。模糊邏輯控制技術(shù)在家用電器中也顯示出其優(yōu)越性。

3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是由大量的神經(jīng)元按照一定的規(guī)律方式連接構(gòu)成的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)就是根據(jù)特定的數(shù)學(xué)算法平均加權(quán)，隱藏有用的信息在它的連接權(quán)值上，能夠?qū)⑸窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)從n維空間轉(zhuǎn)化到m維空間的復(fù)雜非線性映射。因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)具有強(qiáng)性、并行處理的能力、非線性特性和自學(xué)習(xí)自組織的能力，因此得到大家的廣泛關(guān)注。在電力系統(tǒng)自動(dòng)化 控制有著較頻繁的應(yīng)用[3]。

3.3 線性最優(yōu)控制技術(shù)

線性最優(yōu)控制技術(shù)是將最優(yōu)規(guī)劃理論應(yīng)用于電力自動(dòng)化控制技術(shù)的方法，線性最優(yōu)控制技術(shù)是現(xiàn)代理論不可缺少的組成部分。線性最優(yōu)控制技術(shù)也是的現(xiàn)代電力自動(dòng)化系統(tǒng)控制理論中使用次數(shù)最多的技術(shù)。對于電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制上的取得了許多成果。

3.4 主動(dòng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)

主動(dòng)面向數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)是利用數(shù)據(jù)庫觸發(fā)電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對電力自動(dòng)化系統(tǒng)全面檢測，能夠有效地對數(shù)據(jù)分析對權(quán)限管理。主動(dòng)面向數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)在現(xiàn)代越來越流行也得到了廣泛的應(yīng)用，技術(shù)逐漸成熟具有高度的穩(wěn)定性，開放性，唯一性，智能型，共享性。主動(dòng)面向數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)涉及很多領(lǐng)域，適用性很強(qiáng)。可以使數(shù)據(jù)庫的開發(fā)流程得到簡化，最終在很大程度上減少了代碼編程的復(fù)雜性。新時(shí)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化的調(diào)控部分與供電部分都采用這中主動(dòng)面向數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)，這種技術(shù)為電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供了安全可靠的數(shù)據(jù)支持。主動(dòng)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)比一般的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有著更明顯的優(yōu)勢，于此同時(shí)數(shù)據(jù)庫中應(yīng)用對象函數(shù)實(shí)現(xiàn)了對電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)的全面有效的控制和檢測。在很大程度上提升了數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和輸出的效率。提高了數(shù)據(jù)庫管，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全可靠性。因此主動(dòng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)對電力自動(dòng)化系統(tǒng)的建立有著深遠(yuǎn)的影響及促進(jìn)的作用[4]。

3.5 現(xiàn)場總線控制技術(shù)

現(xiàn)場總線也被稱作現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，現(xiàn)場總線技術(shù)控制的系統(tǒng)是使用現(xiàn)場設(shè)備控制和現(xiàn)場測量設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸作用?，F(xiàn)場總線控制技術(shù)可以有效連接生產(chǎn)中自動(dòng)化智能儀表、現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備與自動(dòng)化控制中心設(shè)備來實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，統(tǒng)一化，科學(xué)化規(guī)范合理的通訊控制和技術(shù)控制。通過現(xiàn)場計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)化的設(shè)備有效運(yùn)行，使數(shù)據(jù)的通信，設(shè)備的連接能夠遵循科學(xué)有效的規(guī)律運(yùn)，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。此外，建立完善電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)測系統(tǒng)，現(xiàn)場總線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的設(shè)備與調(diào)控系統(tǒng)之間形成雙向串形多結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，由此普遍的應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的方面。就現(xiàn)在來看FCS系統(tǒng)最為普遍和實(shí)用，這種系統(tǒng)控制方式摒棄了 ACS系統(tǒng)的許多缺陷，能夠全面優(yōu)化控制系統(tǒng)的所有性能，能夠使電力系統(tǒng)中傳感器、變送器等設(shè)備的工作狀態(tài)、電能輸出、反應(yīng)信號的集成與分散的控制進(jìn)行有效的結(jié)合，通過增加設(shè)計(jì)底層的計(jì)算機(jī)使得各個(gè)設(shè)備的功能可以形成分散統(tǒng)一的系統(tǒng)。通過實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)設(shè)備針對性管理實(shí)現(xiàn)與中心計(jì)算機(jī)的相互聯(lián)通，從而提高了電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制的安全性及可靠性，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，處于上位機(jī)器設(shè)備能夠快速的發(fā)現(xiàn)是底層哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了故障并能及時(shí)的制定有效的策略，使系統(tǒng)能過迅速恢復(fù)正常的運(yùn)行并且實(shí)現(xiàn)高水平的服務(wù)[5]。

3.6 光互連并行處理器陣列在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制和繼電保護(hù)中的應(yīng)用

光互連技術(shù)的特點(diǎn)：（1）因?yàn)楣饣ミB技術(shù)不會(huì)受到電容性的負(fù)載影響，所以它的輸入和輸出具有非常大的靈活性；柵出數(shù)會(huì)受到探測器功率制約。（2）光互連技術(shù)不但可以解決電互連線由于臨界線長度影響的問題，還可以降低有終端線由于沿該線輸出端密度的制約，以此實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的高互聯(lián)性，它是以光速來傳遞信息，因此可以是時(shí)鐘彎曲的問題減低到最底程度。（3）由于光互連技術(shù)不會(huì)受到平面的限制，光在光波導(dǎo)中可以以大于100的角度交相互的進(jìn)行交叉作用，空間自由光束可以不受到任何影響的相互傳輸，來提高電力自動(dòng)化的集成程度。（4）光互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用的是結(jié)合光子傳輸與電子交換的方法，使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有靈活的特性。由于光互連并行陣列系統(tǒng)不會(huì)受到沿線傳輸長度的制約，并且有非常強(qiáng)的抗電磁干擾的能力，能夠在很大程度上彰顯光互連技術(shù)的生活應(yīng)用潛力。光互連技術(shù)為并行處理器陣列系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸以及通信方面提供了極大的便利。光互連并行處理器陣列技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制和繼電保護(hù)中的普遍應(yīng)用，不經(jīng)保證了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。而且還使電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)和繼電保護(hù)技術(shù)水平提高到了全新的高度。

4 結(jié)語

近年來電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)得到訊速飛快的發(fā)展，并在電力自動(dòng)化系統(tǒng)控制行業(yè)展示出其獨(dú)有的別樣魅力，電力自動(dòng)化控制技術(shù)一直提高和自動(dòng)化元器件性能一直增強(qiáng)，這對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠和經(jīng)濟(jì)起著非常重要的作用。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)及信息技術(shù)顯著的提高，電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)正面臨著史無前例的變革?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)、智能控制技術(shù)正在快速的進(jìn)入電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)當(dāng)中，而信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，不僅會(huì)推動(dòng)電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)展，也會(huì)推動(dòng)電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制向更高的水平發(fā)展。相信未來電力自動(dòng)化控制技術(shù)會(huì)到達(dá)更高的水平，會(huì)有一個(gè)更廣闊的發(fā)展前景。

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