電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢分析

崔野 張賀

摘 要：隨著智能化和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化技術(shù)將繼續(xù)向科技化、信息化、開放化發(fā)展，電氣自動化領(lǐng)域所涉及的內(nèi)容將繼續(xù)增加，技術(shù)更新將繼續(xù)加快，電氣自動控制技術(shù)也將得到快速發(fā)展和不斷完善。作者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，分析了電氣自動化技術(shù)應(yīng)用中存在的問題及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：電氣技術(shù);特點;趨勢

1.電氣自動化技術(shù)應(yīng)用方向

1.1電力系統(tǒng)自動化實時仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

在仿真系統(tǒng)中可以提供大量的實驗數(shù)據(jù)，它還可以對電力系統(tǒng)的各種暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)進行實驗同步，也可以用來幫助研究人員對新裝置進行測試，并且各種控制裝置可以構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，用以為柔性輸電系統(tǒng)和智能保護控制策略的研究提供最佳的實驗條件。 電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實時仿真系統(tǒng)的引入，有利于深入研究電力系統(tǒng)負(fù)荷動態(tài)特性監(jiān)測和電力系統(tǒng)實時仿真建模，從而建立一個混合實時仿真環(huán)境的實驗室。

1.2綜合自動化技術(shù)與智能保護的應(yīng)用

目前，我國綜合自動化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國際先進水平，智能自動化保護技術(shù)的研究也處于國際領(lǐng)先水平。 將國內(nèi)外最新的人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信、計算機、自適應(yīng)理論等新技術(shù)綜合自動控制理論應(yīng)用于電氣自動化保護裝置，研究電力系統(tǒng)自動化保護的新原理，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全水平，使新型保護裝置具有智能控制的特點。

1.3電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用

將電力系統(tǒng)故障診斷及其組成、運行分析、規(guī)劃設(shè)計等方面的模糊邏輯、專家系統(tǒng)和進化論應(yīng)用于實際研究，并結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，進行電力系統(tǒng)智能控制理論及應(yīng)用研究，同時也進行了基于實際軟件的研究，以提高電力系統(tǒng)運行控制的智能化水平。

1.4電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)

該技術(shù)采用的模式是最新的國際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模式。 輸電網(wǎng)絡(luò)理論算法與配電網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用軟件和先進應(yīng)用軟件相結(jié)合。 結(jié)合人工智能灰色神經(jīng)元算法進行負(fù)荷預(yù)測。 電力系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動化技術(shù)取得了重大突破，主要表現(xiàn)在信息配電網(wǎng)的集成、先進的應(yīng)用軟件、配電網(wǎng)的模型、低壓網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化方式，最終，解決了配電網(wǎng)的載波是路由、衰減在線應(yīng)用等技術(shù)問題，正是由于采用了數(shù)字信號處理技術(shù)，提高了載波接收的靈敏度。

2.電氣自動化技術(shù)應(yīng)用范圍

2.1智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

信息管理系統(tǒng)作為計算機技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，是將電力系統(tǒng)自動化技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的全球智能控制技術(shù)，即智能電網(wǎng)技術(shù)，是最典型的技術(shù)之一，涵蓋了調(diào)度、發(fā)電、輸電和用戶等各個環(huán)節(jié)。 變電站自動化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)等廣泛應(yīng)用于計算機技術(shù)系統(tǒng)中，同時也有柔性交流輸電調(diào)度和自動化系統(tǒng)等。 目前，這種數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)在一定程度上可以看作是智能電網(wǎng)的原型，實際上是為我國智能電網(wǎng)建設(shè)做準(zhǔn)備。 是典型的智能電網(wǎng)中的智能電網(wǎng)通信技術(shù)，同時在建設(shè)過程中需要大量依靠計算機技術(shù)，需要實時、雙向、可靠的特點，要求應(yīng)用先進的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，計算機技術(shù)和系統(tǒng)是完整的，也具有信息管理系統(tǒng)。

2.2變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

可以說，變電站的自動化的實現(xiàn)又是依托計算機技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)的，要實現(xiàn)電力生產(chǎn)的現(xiàn)代化，一個不可缺少的、重

要的環(huán)節(jié)就是實現(xiàn)變電站的自動化。變電站依賴計算機技術(shù)實現(xiàn)自動化，在實現(xiàn)的過程中計算機也得到了充分利用，二次設(shè)備也隨之實現(xiàn)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，完全是采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜。變電站實現(xiàn)自動化，實現(xiàn)計算機屏幕化以及運行管理和記錄統(tǒng)計實現(xiàn)自動化，另外兩個組成部分是操縱以及監(jiān)視，變電站的整體自動化才得以實現(xiàn)，正是如此多的組成部分實現(xiàn)了計算機的自動化管理。為了聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶，變電站以及與之相關(guān)的輸配電線路必不可少。變電站自動化的實現(xiàn)，不僅組成電網(wǎng)調(diào)度自動化的一個重要組成部分，更是為了滿足變電站的運行操作任務(wù)。

2.3電網(wǎng)調(diào)度自動化的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化中最主要的組成部分，目前我國將電網(wǎng)調(diào)度自動化分為五級，其中各級電網(wǎng)的自動化調(diào)度都是與計算機技術(shù)的應(yīng)用分不開的，從高到低分別是：國家電網(wǎng)、大區(qū)、省級、地區(qū)以及縣級調(diào)度。其中最重要的組成部分就是電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些裝置在計算機系統(tǒng)的連結(jié)下形成一個自動化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，將整個的結(jié)合起來。其他的主要組成部分有工作站、服務(wù)器、變電站終端設(shè)備、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電場、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備。計算機在電網(wǎng)調(diào)度自動化的作用不僅要實現(xiàn)對電網(wǎng)運行安全分析的監(jiān)控，還要實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集，更要實現(xiàn)電力系統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測以及狀態(tài)估計等功能。因此種種這些，都是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的測量控制以及下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心等裝置。

3.綜合電氣自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

由于我國電力系統(tǒng)綜合自動化技術(shù)起步較晚，在很多方面與國外技術(shù)水平還有很大差距，所以需要我們在學(xué)習(xí)和借鑒國外先進技術(shù)的同時，結(jié)合我國的實際情況，研究和開發(fā)更加符合我國國情的綜合自動化系統(tǒng)。

3.1保護、控制、測量一體化

鑒于目前的運行體制、人員配備、專業(yè)分工，我國的自動化系統(tǒng)主要采用站內(nèi)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)而保護相對獨立的模式，以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術(shù)合理性、減少設(shè)備重復(fù)配置、簡化維護工作量以及發(fā)展趨勢等方面考慮，將保護與控制、測量結(jié)合在一起會更有優(yōu)勢。

3.2國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

近年來，IED電力自動化方面有了廣泛應(yīng)用。為了實現(xiàn)不同廠家 IED 設(shè)備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng)，國際電工委員會制定了IEC61850國際標(biāo)準(zhǔn)。為了與國際接軌，國內(nèi)已經(jīng)開始了基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的電氣綜合自動化系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)，相信這將是未來自動化系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。

3.3以太網(wǎng)技術(shù)的興起

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多，對通訊的實時性要求越來越高，以速度快、傳輸數(shù)據(jù)量大為特點的以太網(wǎng)滿足了這一要求。以太網(wǎng)最典型的應(yīng)用形式是 Ethernet+TCP/IP。未來的發(fā)展應(yīng)該是在繼承了以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工業(yè)過程應(yīng)用，產(chǎn)生新一代以以太網(wǎng)為核心的現(xiàn)場總線技術(shù)。

4.結(jié)語

自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛而深入，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，各種原來看似不相關(guān)聯(lián)的技術(shù)會彼此融合和滲透，這些推動著電力自動化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和變化。

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