電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

梁立會(huì)

摘 要：目前隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化、自動(dòng)化技術(shù)正在興起，在電力系統(tǒng)建設(shè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)是其中比較重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，自動(dòng)化的系統(tǒng)如何進(jìn)行設(shè)計(jì)，是電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)建設(shè)和改造中需要研究和解決的一個(gè)重要課題。眾所周知，電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)包括繼電保護(hù)、變配電站集中監(jiān)控以及遠(yuǎn)方調(diào)度管理部分。智能化開(kāi)關(guān)與智能化開(kāi)關(guān)柜，以及變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)方調(diào)度于一體，在變配電自動(dòng)化設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；方案設(shè)計(jì)；安裝調(diào)試；電力調(diào)度；系統(tǒng)選型

1 引言

下文筆者對(duì)電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選型、自動(dòng)化原則等方面進(jìn)行了探討，電力自動(dòng)化系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)取得了明顯的效果，對(duì)提升電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平起到了重要作用。

2 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)研究方向

2.1 智能保護(hù)與綜合自動(dòng)化技術(shù)

對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置中，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了多年研究，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。智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平，綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

2.2 電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)

對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行了深入研究，引進(jìn)了電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，建成具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。該仿真系統(tǒng)不僅可進(jìn)行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)實(shí)驗(yàn)，提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測(cè)試，從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。

2.3 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字、配網(wǎng)模型、高級(jí)應(yīng)用軟件、信息配網(wǎng)一體化方面取得了重大技術(shù)突破。其中，采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的衰耗、路由等技術(shù)難題。高級(jí)應(yīng)用軟件將輸電網(wǎng)的理論算法與配網(wǎng)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，采用了最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法進(jìn)行潮流計(jì)算，應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。

2.4 人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開(kāi)展了將專家系統(tǒng)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運(yùn)行分析、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的實(shí)用研究。在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上開(kāi)展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。

3 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)方案設(shè)計(jì)思想

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與電力系統(tǒng)通信，從信息流的角度看，保護(hù)控制、測(cè)量的信息源都是來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)，只是要求不同而已。保護(hù)主要采集設(shè)備的故障異常狀態(tài)信息，總控單元直接接收來(lái)自上位機(jī)或遠(yuǎn)方的控制輸出命令，經(jīng)必要的校核后可直接動(dòng)作至保護(hù)操作回路，省去了遙控輸出、遙控執(zhí)行等環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了設(shè)備，提高了可靠性。

3.1 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)選型

主要從電力自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)方調(diào)度方面考慮，對(duì)于電力自動(dòng)化系統(tǒng)保護(hù)而言，應(yīng)優(yōu)先考慮選用微機(jī)保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化選型接線比較簡(jiǎn)單，應(yīng)以常規(guī)繼電保護(hù)為主，選用價(jià)格低、性能可靠的智能化開(kāi)關(guān)，可以取消常規(guī)繼電保護(hù)。

3.2 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)原則

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的電氣主接線方式按原設(shè)計(jì)不變，在單線系統(tǒng)圖的設(shè)備型號(hào)說(shuō)明中應(yīng)注明采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)后所增加的設(shè)備數(shù)量與型號(hào)，如電量變送器，電力監(jiān)控器等。對(duì)于需要通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控操作的開(kāi)關(guān)，一定要選用能進(jìn)行遠(yuǎn)方分、合閘功能的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)，一般要有一對(duì)獨(dú)立的常開(kāi)接點(diǎn)引入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。低壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)的型號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意滿足這一要求，多選一對(duì)常開(kāi)輔助接點(diǎn)。對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)講供電系統(tǒng)可以考慮選用變壓保護(hù)，而且應(yīng)優(yōu)先考慮采用變壓電站綜合自動(dòng)化技術(shù)。

4 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化綜合技術(shù)化系統(tǒng)

4.1 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)外部電纜設(shè)計(jì)

變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的外電纜設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。通信電纜一般選用計(jì)算用屏蔽電纜，使用一對(duì)備用一對(duì)，也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。大型變配電站也可以考慮使用光纜，電力監(jiān)控器應(yīng)由專用電源集中供電，以保證供電可靠性，增加抗干擾能力。有些電力監(jiān)控器可以用220V直流電源供電，此時(shí)可以由直流屏集中供電，10kV及以下電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)一般應(yīng)選用只有監(jiān)控功能的電力監(jiān)控器。變配電站數(shù)量少時(shí)，可以不設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制站，電力監(jiān)控器的通信電纜可以直接引到中央控制站。

4.2 變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選用

變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的成套設(shè)備生產(chǎn)廠商有很多，例如國(guó)內(nèi)的魯能、南瑞，國(guó)外的SIMENS、ABB等公司。應(yīng)該根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求與系統(tǒng)的功能，綜合考慮選功能，一般的變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該具有數(shù)據(jù)庫(kù)功能、高級(jí)專家功能、運(yùn)行管理功能、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。選用的基本原則是在滿足要求的情況下，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性好、性能價(jià)格比高。變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選用一定要科學(xué)、合理，為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)提供精確的數(shù)據(jù)，為提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)做好技術(shù)保障。

5 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛而深入，這也使電網(wǎng)管理方式產(chǎn)生翻天覆地的變化。新技術(shù)、新理論的應(yīng)用使一些概念不斷被更新和修正，傳統(tǒng)的技術(shù)界線逐漸模糊，各種原來(lái)看似不相關(guān)聯(lián)的技術(shù)會(huì)彼此融合和滲透，這些推動(dòng)著電力自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和變化。

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