電氣自動(dòng)化技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要：積極發(fā)展新能源，是我國(guó)推動(dòng)新時(shí)代能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高能源發(fā)展質(zhì)量和效率，增強(qiáng)能源安全保障能力和水平，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[1]。近幾年來(lái)，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要電力系統(tǒng)在體系建設(shè)方使得其在新能源電氣工程當(dāng)中應(yīng)用不斷提升，既促進(jìn)了新能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)推廣，也推動(dòng)了我國(guó)自主電氣技術(shù)的不斷創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：新能源 能源轉(zhuǎn)型 電氣技術(shù) 開(kāi)發(fā)推廣

一、我國(guó)新能源發(fā)展特點(diǎn)對(duì)電力系統(tǒng)影響

我國(guó)新能源資源與能源需求呈逆向分布，風(fēng)能資源豐富地區(qū)除東部沿海以外，主要集中在內(nèi)蒙古、新疆和、甘肅以及華北北部地區(qū)，太陽(yáng)能資源豐富地區(qū)主要集中在西藏、新疆南部以及青海、甘肅和內(nèi)蒙古的西部，而受地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響，我國(guó)75 % 以上的能源需求集中在東部和中部地區(qū)，新能源資源與能源需求逆向性分布明顯[2]。我國(guó)新能源分布和需求特點(diǎn)客觀上決定了新能源發(fā)電存在消納問(wèn)題，大規(guī)模發(fā)電送出需要大量長(zhǎng)距離輸送通道建設(shè)配套。同時(shí)，由于新能源資源分布受時(shí)空氣候等方面條件綜合影響，所發(fā)出的電能質(zhì)量就具有不穩(wěn)定、反調(diào)峰、易被干擾等特點(diǎn)。

1.電網(wǎng)運(yùn)行管理需更精密。新能源發(fā)電的大規(guī)模并網(wǎng)，需要相對(duì)平衡的供需平衡，同時(shí)，新能源發(fā)電設(shè)備大多處于自然條件比較惡劣地區(qū)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)涉網(wǎng)發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保障設(shè)備可靠性，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

2.智能化應(yīng)急管理要求更加突出。新能源發(fā)電不穩(wěn)定性使得電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境日趨復(fù)雜，供需協(xié)調(diào)能力逐年加大，需要電力企業(yè)通過(guò)各種手段深入挖掘自身調(diào)控能力，在能源宏觀配置方面進(jìn)一步加大靈活性方式改造、加強(qiáng)儲(chǔ)能、蓄熱、調(diào)頻配置，將電力系統(tǒng)應(yīng)急智能化建設(shè)推上新臺(tái)階。

3.生產(chǎn)運(yùn)行成本需進(jìn)一步降低。隨著新能源裝機(jī)大幅增加，為確保供電穩(wěn)定性和電能質(zhì)量，系統(tǒng)需要對(duì)火電機(jī)組等進(jìn)行深度調(diào)峰，一定程度上影響了火電發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，倒逼傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)從粗放型到集約型過(guò)渡。同時(shí)，隨著新能源補(bǔ)貼日趨下降，新能源企業(yè)也要面臨“平價(jià)上網(wǎng)”階段，需要進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)電效率，降低生產(chǎn)成本，保障效益提升。

二、電氣自動(dòng)化技術(shù)

1.概念電氣自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、電工技術(shù)、通信技術(shù)、動(dòng)態(tài)控制技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)，更是一門涵蓋面積廣系統(tǒng)性強(qiáng)的綜合學(xué)科。電氣自動(dòng)化是以電力發(fā)展為基礎(chǔ)產(chǎn)生的一門技術(shù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)本身具有自我檢測(cè)、自我保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，這便是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)變電站、發(fā)電廠等執(zhí)行終端可以良好發(fā)揮作用的優(yōu)勢(shì)，也是在新能源電氣工程中應(yīng)用的保障。

2.特點(diǎn)。電氣自動(dòng)化技術(shù)具有系統(tǒng)化、可監(jiān)控、智能化的特點(diǎn)。它是由信號(hào)接收、處理、輸出等系統(tǒng)組成的，其組成具有系統(tǒng)化的特點(diǎn)；監(jiān)控功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況和系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)立體的清晰把握，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控體系；電氣自動(dòng)化技術(shù)的自動(dòng)診斷、自動(dòng)調(diào)節(jié)控制、自我保護(hù)等功能在整個(gè)電氣工程中發(fā)揮了重要的作用，這也體現(xiàn)了這一技術(shù)的智能化特點(diǎn)。

3.應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。電氣自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)于其他模擬數(shù)字技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有易操作、多樣性的優(yōu)勢(shì)，因此使得其在實(shí)踐中得以廣泛應(yīng)用。從整體來(lái)看電氣自動(dòng)化技術(shù)有極高的適用性，在操作技術(shù)方面簡(jiǎn)單，在操作方式上形式多樣，因此可使技術(shù)人員快速掌握，具有較強(qiáng)的可操作性和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

三、電氣自動(dòng)化技術(shù)在新能源電氣工程中的應(yīng)用

1.在電網(wǎng)調(diào)度方面的應(yīng)用。電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)在電氣工程中是借助相關(guān)服務(wù)器和自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有安全穩(wěn)定的特點(diǎn)。運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)可以有效維持電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，利用自動(dòng)監(jiān)控體制代替人工監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。同時(shí)，電氣自動(dòng)化技術(shù)利用自身的自動(dòng)化特點(diǎn)，根據(jù)所采集信息在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)及時(shí)診斷動(dòng)作，有效避免了人力維修的低效繁瑣，保障了電網(wǎng)安全運(yùn)行。

2.在變電站集中監(jiān)控方面的應(yīng)用。新能源電站大多處于偏僻地區(qū)，且自然條件較為惡劣，需要遠(yuǎn)程監(jiān)控來(lái)集中顯示運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的全方位把握。早期的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，是單純模擬電路的系統(tǒng)，因其單獨(dú)運(yùn)行無(wú)法示警的特性，存在較大隱患不適用于大型系統(tǒng)。電氣自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，使得總線監(jiān)控系統(tǒng)漸漸開(kāi)始應(yīng)用于變電站。因其可通過(guò)改變電路設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，從而改變了傳統(tǒng)方式中依賴人力監(jiān)控的模式，能夠在無(wú)人條件下進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)“少人值守，無(wú)人值班”，極大程度上節(jié)約了人力成本。電氣自動(dòng)化技術(shù)具有安全、全面的監(jiān)控機(jī)制，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)控，保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確和快速響應(yīng)，為確保電氣正確操作提供信息保障。

3.在發(fā)電設(shè)備中的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)組的分系統(tǒng)測(cè)控運(yùn)行，各個(gè)系統(tǒng)通過(guò)模擬量輸入和數(shù)字量輸入進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)子系統(tǒng)故障診斷分析來(lái)精準(zhǔn)定位設(shè)備異常，同時(shí)將總數(shù)據(jù)匯總傳輸?shù)脑O(shè)備主站當(dāng)中。比如一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)控制通過(guò)核心控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)功能需要依次劃分子控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)安全控制和日常運(yùn)行。常規(guī)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)、葉片變槳變速功率控制、機(jī)艙偏航及液壓控制、電量計(jì)量通訊等功能；為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的應(yīng)急安全管理，防止飛車等異常情況，并通過(guò)子系統(tǒng)故障及時(shí)停止整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，機(jī)組一般獨(dú)立安裝了自帶的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。安全系統(tǒng)根據(jù)需要可細(xì)分，通過(guò)模塊和監(jiān)測(cè)觸點(diǎn)對(duì)傳感器監(jiān)測(cè)異常信號(hào)進(jìn)行反饋，及時(shí)觸發(fā)并使得風(fēng)機(jī)立即停機(jī)。整個(gè)安全系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣、互相聯(lián)系，保障了觸發(fā)停機(jī)的可靠性。除此之外，發(fā)電設(shè)備可以通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)主控模塊與總線模塊的人機(jī)通訊，從而可以通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看運(yùn)行記錄并進(jìn)行基本操作。

大力開(kāi)發(fā)新能源是國(guó)家的重要戰(zhàn)略方向，電氣自動(dòng)化技術(shù)有著光明的發(fā)展前景，尤其是在新能源電氣工程中的應(yīng)用取得了較高的成就，極大程度上便利了人們的工作生活。電氣系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了我國(guó)新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)能不斷升級(jí)改造。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家能源局印發(fā)2018年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn).

[2] 張偉波，潘宇超，崔志強(qiáng)，張衛(wèi)東.我國(guó)新能源發(fā)電發(fā)展思路探析， 1003-2355（2012）04-0026-03.

作者簡(jiǎn)介：梁汝南（1991-），男，山西朔州右玉人，運(yùn)維技術(shù)人員。