電力自動化控制系統(tǒng)的原理及應用研究

付艷

（國家廣播電視總局二0 二二臺,新疆 喀什844000）

電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性,與電力系統(tǒng)控制技術息息相關,在現(xiàn)代信息技術和移動通訊技術發(fā)展的關鍵時期,相關人員將現(xiàn)代化技術應用于電力系統(tǒng)建設的具體環(huán)節(jié)之中,逐步打造電力自動化控制系統(tǒng),保證電力系統(tǒng)的正常運行。

1 電力自動化控制系統(tǒng)的概述

1.1 基本要求

電力自動化控制系統(tǒng)是集發(fā)電、輸電、變電、配電等功能為一體的現(xiàn)代化電力生產與使用系統(tǒng),將自然能源通過科技手段轉換為電能,充分利用電力自動化控制系統(tǒng),完成對電能的輸送和使用,為社會相關行業(yè)發(fā)展和進步提供充足的電力能源。電能對現(xiàn)代社會的發(fā)展起到重要作用,電力系統(tǒng)運行期間,主要通過電力線路、變電站、電流交換站等基站,實現(xiàn)電能的轉換與運輸,對區(qū)域電能資源起到合理調配的作用,電力自動化控制系統(tǒng)的產生和使用,極大提高了電能轉換、輸送及供應等工作的效率和效果,為電力企業(yè)開展生產經營活動創(chuàng)造經濟收益,實現(xiàn)電力網絡和電力系統(tǒng)的相互連接,改善社會的用電環(huán)境,優(yōu)化電力系統(tǒng)運行結構,不斷完善電能產生、轉換、運輸、配送等工作流程。

1.2 運行原理

圖1 電力自動化控制系統(tǒng)運行原理

電力自動化控制系統(tǒng)運行過程中,主要運用現(xiàn)代化電力控制技術,對電能產生、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)進行有效控制,實現(xiàn)電能的自動調節(jié)和調度,規(guī)范電力運輸管理效果,明確電力運輸和利用目標,保證電力自動化控制系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行。電力自動化控制系統(tǒng)主要包括電能的實時監(jiān)控與調度、變電站和轉換站的管理與控制以及電能負荷增壓三方面,系統(tǒng)運行期間,主要由電子計算機來實現(xiàn),提高供電和配電效率,增加電力企業(yè)經濟效益。電力自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,以移動工作站、遠程監(jiān)控站、操作控制站、數(shù)據(jù)分析站為依托,根據(jù)實際情況,電力系統(tǒng)建設人員設置3 個間隔層,間隔層均為光電式感應開關,由1個合并單元和1 個智能操作箱組成,每一間隔層運行過程中,利用遠程網絡監(jiān)視技術對電力輸送情況進行實時監(jiān)測,同時,要求相關人員對電力系統(tǒng)運行情況及電力數(shù)據(jù)信息進行綜合分析,保證遠程移動工作站正常工作,提高電力轉換和配送效率,電力自動化控制系統(tǒng)具體工作原理如圖1 所示[1]。

2 電力自動化控制系統(tǒng)的具體應用

2.1 系統(tǒng)分析

電力自動化控制系統(tǒng)運行期間,主要應用自動化控制技術,其核心組成分為四部分：一是信息收集系統(tǒng),二是調節(jié)控制系統(tǒng),三是協(xié)調優(yōu)化系統(tǒng),四是自動管理系統(tǒng),實現(xiàn)對電力信息的及相關數(shù)據(jù)的收集和整理,確保電力自動化控制系統(tǒng)正常運行,影響電力系統(tǒng)運行的核心設備如圖2 所示。

圖2 電力自動化控制系統(tǒng)運行的核心設備

2.1.1 信息收集系統(tǒng)

電力自動化控制系統(tǒng)中,信息收集系統(tǒng)是保證電力信息安全、準確的前提和基礎,采用現(xiàn)代化大數(shù)據(jù)技術和云計算功能,對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測,及時收集系統(tǒng)運行的相關數(shù)據(jù)信息,最終形成數(shù)據(jù)參數(shù)報告,相關人員根據(jù)系統(tǒng)運行信息對系統(tǒng)性能進行檢測,保證系統(tǒng)各部分運行情況符合自動化控制技術的基本要求,為系統(tǒng)運行與維護人員提供精準的數(shù)據(jù)信息,保證電力自動化控制系統(tǒng)正常運行。

2.1.2 調節(jié)控制系統(tǒng)

調節(jié)和控制作為電力自動化控制系統(tǒng)的兩大基礎性功能,在工作人員對系統(tǒng)進行檢修期間,根據(jù)電力系統(tǒng)運行的實際狀況,結合電力生產及配電效果,自動生成對系統(tǒng)內部各部分元件及核心零部件的調節(jié)和控制機制,為相關人員提供科學決策意見,幫助系統(tǒng)運維人員完成電力系統(tǒng)的檢修與維護工作。

2.1.3 協(xié)調優(yōu)化系統(tǒng)

電力系統(tǒng)運行過程中,工作人員通過對電力系統(tǒng)重要組成部分性能的綜合分析,實現(xiàn)對系統(tǒng)的整體協(xié)調和優(yōu)化,保證電力自動化控制系統(tǒng)各層次、各分系統(tǒng)之間不產生運行沖突,實現(xiàn)對電能資源的優(yōu)化配置,提高電力系統(tǒng)運行效果,同時,工作人員充分利用協(xié)調優(yōu)化系統(tǒng),選取最優(yōu)的電力運行模式,提高電力企業(yè)的生產經營效果,增加企業(yè)經濟收益。

2.1.4 自動管理系統(tǒng)

自動管理系統(tǒng)是保證電力自動化控制系統(tǒng)正常運行的關鍵因素,工作人員綜合運用多種現(xiàn)代化技術手段,將自動監(jiān)測技術與自動管理技術相結合,打造自動管理系統(tǒng),最大限度地節(jié)約人力、物力、財力,有效避免電力安全事故的發(fā)生,實現(xiàn)對管理資源的科學配置,完成對電能的持續(xù)供應,延長電力自動化控制系統(tǒng)的運行時間,改善電力輸送環(huán)境[2]。

2.2 技術要點

2.2.1 模糊控制技術

電力自動化控制技術中,模糊控制技術是支撐系統(tǒng)運行的基礎性技術,在實際應用過程中,由模糊理論衍生而來,系統(tǒng)建設相關技術人員利用智能化技術,充分發(fā)揮模糊理論的優(yōu)勢和作用,實現(xiàn)對電力信息及系統(tǒng)運行參數(shù)的有效控制。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行期間,同樣采用相應的控制技術,但就其具體應用效果而言,難以發(fā)揮出應有的控制作用,要求電力系統(tǒng)相關技術人員要加強對電力系統(tǒng)控制技術的應用,充分提高模糊控制技術的應用效率,保證電力信息的準確性和真實性,通過現(xiàn)代化數(shù)據(jù)信息技術,對電力信息進行篩選和整理,方便系統(tǒng)運維人員提取和調閱信息。

2.2.2 現(xiàn)場總線控制技術

一般情況下,電力自動化控制系統(tǒng)在運行期間,首要任務是要將收集到的數(shù)據(jù)進行傳輸,根據(jù)電力輸送環(huán)境和電能運輸現(xiàn)場相關數(shù)據(jù)進行測量,綜合利用電力信息監(jiān)測設備和自動化儀表裝置,實現(xiàn)對電力信息的實時傳輸,保證其良好的通訊效果。電力系統(tǒng)運行時,對現(xiàn)場總線控制要求與數(shù)據(jù)通信設備要求不一致,要求電力系統(tǒng)控制人員加強對電力系統(tǒng)的建設工作,滿足電力系統(tǒng)對接用戶的實際需求?，F(xiàn)場總線控制技術應用期間,主要通過智能化儀表進行信息連通,電能轉化和運輸過程中產生的相關數(shù)據(jù)信息,技術人員利用自動化設備將數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng),在具體操作時,充分利用FCS 系統(tǒng),相較傳統(tǒng)的ACS系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加強大的智能化特征,實現(xiàn)對電力控制裝置性能的優(yōu)化,能夠精準有效地對故障進行定位,在電力自動化控制系統(tǒng)運行和維護期間應用較為廣泛。

2.2.3 神經網絡控制技術

針對電力自動化控制系統(tǒng),神經網絡控制技術主要應用流程與思維運行模式存在一定差異,是對網絡信息進行處理和反應的控制樞紐,該技術在實際應用過程中,呈現(xiàn)出明顯的復雜性,技術人員將其應用于電力自動化控制系統(tǒng)之中,能夠充分發(fā)揮神經網絡控制技術強大的計算能力,實現(xiàn)對電力數(shù)據(jù)信息的精準計算,提高電力系統(tǒng)運行效率。電力系統(tǒng)控制人員通過對電力信息的科學采集,利用神經網絡控制技術對電力數(shù)據(jù)進行專業(yè)調度,根據(jù)不同區(qū)域電網收集到的數(shù)據(jù)信息,技術人員按照相關電力系統(tǒng)電壓質量管理標準,利用a、b、c、d 表示電壓合格率的組合指標,通過對綜合電壓情況進行計算,保證電壓符合系統(tǒng)運行標準。

2.2.4 專家系統(tǒng)控制技術

電力系統(tǒng)運行過程中,要充分利用專家系統(tǒng)控制技術,對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)進行綜合分析,提高電力系統(tǒng)自動化管理程度,提高電力自動化控制系統(tǒng)對緊急情況進行處理。在專家系統(tǒng)控制技術應用期間,不斷落實電力系統(tǒng)自動化工程,具體工作內容如圖3 所示,要求相關工作人員對系統(tǒng)運行效果進行嚴格控制,保證電力自動化控制系統(tǒng)運行質量[3]。

圖3 電力系統(tǒng)自動化工程具體工作內容

綜上所述,電力自動化控制系統(tǒng)運行期間,要求系統(tǒng)設計人員對關鍵控制技術進行優(yōu)化設計,不斷完善專家系統(tǒng)控制、神經網絡控制、現(xiàn)場總線控制及模糊控制等自動控制技術,保證電力系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行,提升電力系統(tǒng)運行的自動化控制水平,進而實現(xiàn)對電力資源的優(yōu)化配置。