變電站電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性分析

岳凱

(中國電建集團貴州工程有限公司，貴州 貴陽 550003)

引言

人工智能是在計算機技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的高科技技術(shù)，能夠代替人工完成一些高難度、高強度的工作。電氣自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的控制方式，在工業(yè)生產(chǎn)等方面有著廣泛的應(yīng)用。智能技術(shù)目前已經(jīng)滲透到社會的各個領(lǐng)域，并為我們帶來了諸多便利。將智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化控制系統(tǒng)中，不僅能夠為控制系統(tǒng)的前期設(shè)計、運行監(jiān)控和故障處理提供技術(shù)支持，而且極大的改善了系統(tǒng)的運行性能。在電氣自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用功能日益復(fù)雜的環(huán)境下，探究如何利用智能技術(shù)優(yōu)化電氣自動化控制系統(tǒng)，具有重要的應(yīng)用價值。

一、變電站電氣自動化控制系統(tǒng)可靠性評估

對于可修復(fù)元件，其故障率和修復(fù)率的具體數(shù)值可由廠家或者由變電站實際運行的統(tǒng)計信息得到?？紤]到綜自變電站和智能站結(jié)構(gòu)形式的不同，其自動化控制系統(tǒng)的元器件也會有差異。常規(guī)站自動化系統(tǒng)主要元器件有傳統(tǒng)測控設(shè)備、交換機、操作箱、信號控制電纜以及同步時鐘源。智能站引入智能終端和合并單元等智能設(shè)備，這樣節(jié)省了大量常規(guī)站中連接測保裝置和一次設(shè)備的信號控制電纜。智能站中連接智能終端和開關(guān)設(shè)備之間的控制電纜可靠性要高于常規(guī)站中的控制電纜。不管對于綜自站還是智能站，保護系統(tǒng)的可靠性要高于測控裝置。這是因為保護系統(tǒng)的功能更加明確和完整，其構(gòu)成元件可靠性高并且串聯(lián)系統(tǒng)少。而且保護系統(tǒng)對交換機的使用一般只是向后臺報信號，所以交換機出現(xiàn)故障并不直接影響保護系統(tǒng)的可靠動作。而在實際操作的時候，操作人員會通過后臺再經(jīng)交換機對一次設(shè)備進行控制，提高了測控系統(tǒng)無效的可能性。不管對于測控系統(tǒng)還是保護系統(tǒng)，智能站的有效概率都大大高于綜自站。雖然智能站引入了智能終端和合并單元，而且智能終端和合并單元的可靠性要低于控制電纜，但是在變電站中二者數(shù)量很少。連接智能終端和開關(guān)設(shè)備的控制電纜一般選用標(biāo)準(zhǔn)比綜自站高。

二、智能技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用措施

（一）智能技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用

電氣自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，智能設(shè)備可以通過系統(tǒng)自檢的方式，及時確定出現(xiàn)故障的位置。其原理是：提前將電氣自動化系統(tǒng)正常工況下的運行參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中，智能設(shè)備一方面動態(tài)獲取電氣自動化系統(tǒng)當(dāng)前的運行參數(shù)，另一方面將這些實時參數(shù)，與數(shù)據(jù)庫中的信息進行對比。智能設(shè)備將不一致的數(shù)據(jù)標(biāo)記下來，并確定錯誤數(shù)據(jù)的出現(xiàn)位置，從而確定了故障源。這樣一來，就能夠為技術(shù)人員進行故障的判斷和維修提供了參考依據(jù)。

（二）在電氣自動化設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用

電氣自動化設(shè)備的機構(gòu)復(fù)雜，且具有較強的聯(lián)動性，一旦某個細節(jié)出現(xiàn)問題，將會對電氣自動化控制系統(tǒng)的局部甚至整體都造成嚴(yán)重影響。在電氣自動化設(shè)備的設(shè)計過程中，借助于智能技術(shù)，可以在虛擬環(huán)境下進行設(shè)計與調(diào)試。系統(tǒng)設(shè)計完成后，進行仿真運行，如果系統(tǒng)有不完善的地方，仿真軟件還可以自動進行報錯，方便技術(shù)人員針對漏洞進行完善和優(yōu)化。當(dāng)調(diào)試不存在問題后，再打印成圖紙，進行實際安裝，避免了設(shè)計資源浪費等問題。

（三）在電氣自動化設(shè)備控制中的應(yīng)用

以往的電氣自動化控制系統(tǒng)中，技術(shù)人員提前根據(jù)工作需要和系統(tǒng)運行的特點，編寫好程序指令。然后根據(jù)指令控制，確保電氣自動化控制系統(tǒng)的正常運行。雖然這種控制方式極大的減輕了人工壓力，但是如果程序本身存在問題，那么自動化設(shè)備也會按照錯誤的方式運行，由此造成了損失?；谥悄芗夹g(shù)的電氣自動化設(shè)備控制，則可以動態(tài)反饋設(shè)備的運行情況，如果設(shè)備有異常情況，可以智能報警，或是智能修復(fù)，從而確保了電氣自動化設(shè)備的使用質(zhì)量。

（四）在自動化設(shè)備電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

模糊控制。模糊控制以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則。從其基本思路而言，模糊控制就是在被控制對象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運用模糊控制器，進而實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。模糊控制是一種自動控制系統(tǒng)，以模糊邏輯的推理規(guī)則為理論基礎(chǔ)，并采用計算機控制系統(tǒng)構(gòu)成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)。（2）專家控制。將專家經(jīng)驗以數(shù)字形式保存到計算機的數(shù)據(jù)庫中，然后以此為基礎(chǔ)開展電氣化自動系統(tǒng)的控制。專家控制還能夠不斷進行學(xué)習(xí)，與時俱進的提高控制水平，更好的滿足不斷發(fā)展的電氣自動化控制需要。

（五）在自動化設(shè)備的數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

隨著運行要求的不斷提升，電氣自動化控制系統(tǒng)也需要與時俱進的進行優(yōu)化和升級，特別是對于一些投入使用時間較長的控制系統(tǒng)，功能不完善、運行效率低等問題逐漸暴露出來。由于數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，必須要借助于智能技術(shù)進行針對性的優(yōu)化設(shè)計。智能技術(shù)可以對現(xiàn)行的自動化控制系統(tǒng)進行分析，并將運行信息直觀的呈現(xiàn)在計算機上，方便技術(shù)人員進行優(yōu)化設(shè)計。

（六）PLC技術(shù)的應(yīng)用

PLC是電氣化自動控制中常見的元件，PLC作為一種微型計算機，可以根據(jù)內(nèi)部程序，完成對整個電氣系統(tǒng)的管理和控制。將智能技術(shù)應(yīng)用到PLC中，一方面可以降低操作難度，例如可以實現(xiàn)內(nèi)部程序的自動調(diào)整，更好的滿足自動化控制的需要。

（七）人工智能控制技術(shù)的應(yīng)用

越是復(fù)雜的電氣自動化系統(tǒng)，對操作技術(shù)的要求越嚴(yán)格。人工操作或自動化控制中，不可避免會出現(xiàn)誤操作或誤動作等問題，對整個電氣自動化系統(tǒng)的運行造成了負面影響。人工智能控制技術(shù)則能夠解決此類問題，它能夠不斷的分析以往導(dǎo)致誤操作的原因，并在今后的智能控制中避免誤操作行為，極大提高了自動化系統(tǒng)運行的精確性。

結(jié)語

變電站是整個電力系統(tǒng)輸電線路的落點，也是系統(tǒng)的樞紐節(jié)點，變電站安全可靠的重要性不言而喻。作為變電運維以及變電檢修人員，熟悉變電站的電氣自動化系統(tǒng)構(gòu)成以及功能對于日常工作有著重要的意義。本文對變電站電氣自動控制系統(tǒng)的可靠性進行分析研究，其結(jié)果對變電站自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計和改進具有指導(dǎo)意義。