電氣自動化系統(tǒng)及應(yīng)用研究

李家陽

【摘 要】 近幾年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，計算機、通信以及其他的智能裝置也不斷更新，電氣自動化對電廠的生存發(fā)展具有重要意義，從而其對電氣自動化技術(shù)的不斷更新也提出了更高的要求。本文主要從電氣自動化系統(tǒng)、在電廠中的應(yīng)用以及管理等方面進行分析研究。

【關(guān)鍵詞】 電廠；電氣自動化；技術(shù)探究

【Abstract】 In recent years， China's economy has developed rapidly. Computers， communications， and other smart devices have also been continuously updated. Electrical automation is of great importance to the survival and development of power plants， and thus it also raises higher requirements for the constant updating of electrical automation technology. This article mainly analyzes and studies the aspects of electric automation system， application in power plants and management.

【Key words】 Power Plant；Electrical Automation；Technology Exploration

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，如何應(yīng)對日漸增加的電力需求以及如何提供安全、穩(wěn)定的用電系統(tǒng)對電廠提出了更大的挑戰(zhàn)：目前，由于計算機技術(shù)的發(fā)展與普及，為電廠電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展提供了有力平臺二電氣自動化技術(shù)在電廠中的作用也日趨明顯，它是保障供電質(zhì)量和經(jīng)濟安全運行的重點。

1. 電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的意義

電廠電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了電廠的工作效率。在電廠電氣中采用自動化系統(tǒng)有效地降低了人力的勞動程度，采用自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電廠生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控，保證其技術(shù)優(yōu)勢，減少了安全事故的發(fā)生，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益。電氣自動化系統(tǒng)能夠?qū)C組運行的數(shù)據(jù)進行及時的跟蹤和收集、歸檔，并為機組維修和保養(yǎng)提供參考數(shù)據(jù)。根據(jù)機組運行情況及運行信息分析機組狀態(tài)，為保障電廠機組的安全穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。在我國電廠電氣自動化的實現(xiàn)使得電力系統(tǒng)技術(shù)水平整體提高，促進了電力市場整體進程的加快。

2. 電氣自動化應(yīng)用現(xiàn)狀的分析

2.1 現(xiàn)代化電廠電氣自動化系統(tǒng)

在目前的電廠中，電氣自動化系統(tǒng)是以通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和工控軟件等技術(shù)發(fā)展起來的新型自動化系統(tǒng)。由于電廠的電氣設(shè)備要求較高、功能的專業(yè)化和安裝位置較分散，電氣自動化利用自動技術(shù)對對工控設(shè)備進行信息收集。隨著現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進步，電氣自動化技術(shù)改革就成了首要的任務(wù)。為了保證電氣自動化系統(tǒng)的有效運行，需要針對應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，結(jié)合電廠電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用需求以及未來電廠發(fā)展規(guī)劃確定電氣自動化系統(tǒng)解決方案的選擇，以此為基礎(chǔ)促進電廠電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用目標(biāo)的實現(xiàn)。

2.2 電氣自動化功能需求系統(tǒng)應(yīng)用分析

在現(xiàn)代電廠電器的自動化中，對系統(tǒng)功能的要求越來越高，電廠電氣設(shè)備布置情況較復(fù)雜，數(shù)量較多，在安裝時多采用分散安裝，因此元件較多，在系統(tǒng)運行時由于存在較大的信息量，給維修造成了一定的困難。在目前的情況中，電氣自動化正處于迅速發(fā)展的階段。采用現(xiàn)代化的工業(yè)控制軟件將電氣自動化的各個分部進行組合，按照設(shè)備系統(tǒng)可靠性要求規(guī)范系統(tǒng)的組件，采取統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)能保證系統(tǒng)的組合具有較高的使用率和安全性。在電廠的設(shè)備維修的要求下，電氣自動化系統(tǒng)還具有對信息的收集、整理和備份。機組的運行數(shù)據(jù)能夠為設(shè)備維修提供準(zhǔn)確的依據(jù)和參考數(shù)據(jù)。

2.3 電氣自動化信息需求系統(tǒng)應(yīng)用分析

在現(xiàn)代電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，電氣自動化信息技術(shù)隨著系統(tǒng)信息的需求量增加而逐漸增加。在電氣保護中要求進行相關(guān)的信息采集、控制和使用，以加快對于信息技術(shù)的更新速度、提高應(yīng)用程度。采用數(shù)據(jù)交換的形式實現(xiàn)自動化系統(tǒng)信息傳遞。以現(xiàn)場總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)滿足電氣自動化系統(tǒng)信息傳輸需求，改善使用效果，實現(xiàn)電氣自動化應(yīng)用系統(tǒng)的總體目標(biāo)。

2.4 電氣自動化技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

在對電廠的自動化技術(shù)進行開發(fā)時，應(yīng)注意以下幾個方面。

（1）在進行電廠監(jiān)控系統(tǒng)的電源設(shè)置時必須采用直流電源和交流電源，在外圍中的自動化裝置和監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)采用雙電源和無擾切電。在對監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備進行安置時，要根據(jù)國家的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行安裝。

（2）在監(jiān)控系統(tǒng)中由于在接口處采用開關(guān)進行接口控制，因此，開關(guān)的接口應(yīng)保證與交換的信號相對應(yīng)。采用這種方法的主要特點是線路的連接較簡單、直觀，再出現(xiàn)問題時易于及時進行處理。但其不足之處在于由于接線數(shù)量較多，因此不能實現(xiàn)其中一些控制功能的調(diào)整，如稍有不慎，會影響整個系統(tǒng)的運行。

（3）在電廠電氣自動化系統(tǒng)中 ，分析方法經(jīng)常采用對事件和事故進行記錄的方法。但受到采樣速度和電機內(nèi)存的影響，記錄的事件不能夠滿足分析要求所達到的波形。因此就很容易是信號的收集重復(fù)進行，并且收集的信號容易不完整，從而給電纜的布置到來影響。

3. 電廠電氣自動化的構(gòu)造

3.1 電廠電氣自動化是使用測試、通信、監(jiān)控、保護等措施對電廠所有電氣設(shè)備進行掌控、檢查、信息化管理的系統(tǒng)。我國絕大部分電廠都是用分散的控制措施對熱工設(shè)備進行調(diào)控的，對于一般的電氣系統(tǒng)都是用獨立的連接來直接進行監(jiān)控，自動化技術(shù)相對落后。電廠電氣自動化系統(tǒng)是一套綜合性的控制系統(tǒng)。

3.2 電廠電氣自動化系統(tǒng)主要有間隔層、網(wǎng)絡(luò)信息層、綜合控制層三部分組成。

（1）間隔層：電廠電氣自動化系統(tǒng)的所有設(shè)備都是間隔用不同的方式布置的。電廠的保護裝置可以直接放在開關(guān)層，減少了原來接入綜合控制室的信息、測試、控制的電纜。每個設(shè)備也都是獨立的，只有總線和網(wǎng)絡(luò)信息層來傳播設(shè)備信息，省去了大量的二次連接電纜，降低了設(shè)備維護和線路檢查的工作量。

（2）網(wǎng)絡(luò)信息層：網(wǎng)絡(luò)信息層是電廠電氣自動化控制的核心裝置，里面有網(wǎng)絡(luò)管理裝置、網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)換裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機等組成。

（3）綜合控制層：綜合控制層是用開放的形式設(shè)計的，可以在里面掌控處理信息，對電廠內(nèi)部所有的設(shè)備進行全方位的監(jiān)控，全面化的管理。綜合控制層設(shè)施用多種模式構(gòu)造，這樣既有利于整個系統(tǒng)的靈敏，也對所有的功能配置比較合理化。

4. 電廠電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

電廠的電氣自動化技術(shù)融監(jiān)控、測量和保護于一體，實現(xiàn)了現(xiàn)場總線技術(shù)的系統(tǒng)一體化。在對系統(tǒng)進行監(jiān)控時采用分層程信息化。

（1）網(wǎng)格化。

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的網(wǎng)格化，主要是有效實現(xiàn)調(diào)度中心之間的廣域資源協(xié)調(diào)共享，是一種在物理網(wǎng)格基礎(chǔ)之上的應(yīng)用以及功能系統(tǒng)級別的聯(lián)網(wǎng)。利用網(wǎng)格技術(shù)，可以很好的進行動態(tài)監(jiān)控和觀測，建立數(shù)據(jù)、計算以及存儲的廣泛的資源共享，這也是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的一個重要的發(fā)展趨勢，在建立相關(guān)數(shù)據(jù)的同時，并不需要進行事先的定義和維護，將信息共享目前的需要才能共享的狀態(tài)很好的轉(zhuǎn)變成為需要就會共享的狀態(tài)模式，同時也能夠在很大程度上加強電力的信息化，進而使信息的共享由原有的緊密耦合變成松散耦合。

（2）智能化。

智能化可以說是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)未來的必然發(fā)展趨勢，智能化的調(diào)度，是 采用調(diào)度數(shù)據(jù)的相關(guān)集成技術(shù)手段 ，對電力系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)以及暫停態(tài)進行綜合的、有效的整合利用，進而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的預(yù)警、監(jiān)控自動化以及動態(tài)預(yù)防控制等多個方面的功能和需求，在相關(guān)事故發(fā)生之后可以進行實時的數(shù)據(jù)分析處理以及系統(tǒng)恢復(fù)，在緊急的狀態(tài)之下也可以進行有效的協(xié)調(diào)、調(diào)度和管理等，并且還兼具有正常的操作指導(dǎo)以及事故狀態(tài)的恢復(fù)控制，有效的加強實際的市場運營 ，實現(xiàn)電能質(zhì)量的電網(wǎng)調(diào)整和優(yōu)化協(xié)調(diào)。

（3）市場化。

電力市場當(dāng)中的相關(guān)改革，也給點電力系統(tǒng)的運行以及工作控制等帶來了一系列新的相關(guān)問題，例如電網(wǎng)的傳輸容量等逐步的接近極限的容量，并且現(xiàn)如今電網(wǎng)堵塞的情況較為嚴(yán)重，所以，急需要在未來的調(diào)度以及自動化的系統(tǒng)當(dāng)中和電力市場的運營管理更加緊密的結(jié)合在一起，榮譽更多的市場因素，其中包含有電力市場環(huán)境之下的傳統(tǒng)EMS分析、電網(wǎng)安全的風(fēng)險分析理論等，全面的提升相關(guān)工作的質(zhì)量以及效率，加強安全穩(wěn)定性的分析和研究，針對在線的可用輸電能力進行分析和計算，來達到改革的目的和效果，順應(yīng)時代發(fā)展的趨勢和潮流。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在更多的相關(guān)領(lǐng)域得到應(yīng)用，這不僅提高了電廠的電能生產(chǎn)率，還為其提供了巨大的經(jīng)濟效益?？萍既藛T應(yīng)與時俱進，對電氣自動化技術(shù)進行創(chuàng)新研究，電廠工作人員應(yīng)合理操縱電氣自動化系統(tǒng)，為創(chuàng)作一個高效、安全的電力生產(chǎn)環(huán)境共同努力。

參考文獻

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[文章編號] 1619-2737（2018）01-25-682