電氣自動(dòng)化在電廠系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

邵紀(jì)鑫

（石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆石河子 832061）

1.電廠系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的重要性

隨著科技不斷發(fā)展，很多領(lǐng)域不斷通過利用新興技術(shù)來進(jìn)行改革創(chuàng)新。而電氣自動(dòng)化技術(shù)也積極應(yīng)用智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)和一體化技術(shù)來拓展功能，目前電廠需要積極結(jié)合電氣自動(dòng)化技術(shù)來與時(shí)代發(fā)展進(jìn)行協(xié)調(diào)。信息化時(shí)代，技術(shù)和創(chuàng)新就是第一生產(chǎn)力，相比于傳統(tǒng)的電力轉(zhuǎn)換形式，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以提升系統(tǒng)化穩(wěn)定性和安全性，在供電系統(tǒng)、電力事故處理、電力管控系統(tǒng)、電廠電氣自動(dòng)化以及電力運(yùn)輸和電力管理上都有著優(yōu)質(zhì)的表現(xiàn)，用發(fā)展性眼光和前瞻性思維來分析看待，電廠系統(tǒng)電氣自動(dòng)化是未來發(fā)展的必然趨勢。因此需要從多層次多角度來進(jìn)行融合，充分發(fā)掘其價(jià)值，更好地滿足人民的需求和社會(huì)的要求[1]。

2.電廠中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)分析

2.1 集中監(jiān)控系統(tǒng)

在電廠中監(jiān)控系統(tǒng)分為不同的區(qū)域，分別為站控層以及間隔層，二者之中，又包含不同的部分以及構(gòu)建。集中監(jiān)控系統(tǒng)就是將這些相對(duì)獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行梳理整合集中控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一體化集中控制，利用核心處理器來將對(duì)整體進(jìn)行控制管理。集中監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)而言更為簡單且可控性更強(qiáng)，但是防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)較低，在很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)或者監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)量較多的系統(tǒng)中，集中監(jiān)控就很難發(fā)揮出優(yōu)勢，當(dāng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)量過多的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致各種資源的投入量加大且外界影響因素也會(huì)隨之增多，進(jìn)而對(duì)集中監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分析

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是利用電氣自動(dòng)化結(jié)合智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)為模擬電路，通過專家系統(tǒng)、傳感技術(shù)和仿生技術(shù)來對(duì)繼電器和晶體管進(jìn)行科學(xué)布設(shè)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)全程控制，計(jì)算機(jī)中含有隔離模塊、通訊總線、數(shù)據(jù)處理模塊等，能夠?qū)崿F(xiàn)全過程動(dòng)態(tài)監(jiān)管，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需要對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，由專家系統(tǒng)進(jìn)行分析和決策反饋，并通過信息化技術(shù)進(jìn)行傳遞控制，進(jìn)而保證電廠系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，可以通過對(duì)異常信號(hào)進(jìn)行分析，確定故障位置和故障問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)整和自我診斷。但是現(xiàn)階段很多時(shí)候在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中都是通過發(fā)電系統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，缺乏對(duì)智能化技術(shù)和其他軟件的應(yīng)用，導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)存在很多功能缺陷和漏洞[2]。

2.3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

電廠系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行需要電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制管理，因此在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，分析不同地區(qū)不同作業(yè)環(huán)境存在的差異，對(duì)線路和控制方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中存在很多變量，需要針對(duì)性機(jī)型控制，并保證綠色環(huán)保節(jié)能降耗。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中ESC系統(tǒng)尤為重要，ESC系統(tǒng)可以根據(jù)電廠系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)科學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并將各個(gè)程序進(jìn)行任務(wù)布置，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要保證ESC系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性，保證ESC系統(tǒng)使用單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)線路，并通過牽連技術(shù)來保證對(duì)DSC和處理器進(jìn)行控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠運(yùn)行進(jìn)行控制管理的目的。

3.電氣自動(dòng)化在電廠系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 電網(wǎng)調(diào)度中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，需要分析各地區(qū)不同節(jié)點(diǎn)的實(shí)際情況，科學(xué)進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度解決供需關(guān)系，想要實(shí)現(xiàn)I/O有效應(yīng)用，需要利用網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)中的大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，對(duì)各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理整合和分析處理，并對(duì)一些特定數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)控管理。通過結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)和智能化技術(shù)來提升電網(wǎng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)處理能力，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而提升供電質(zhì)量和供電安全。在電網(wǎng)調(diào)度過程中分析各地區(qū)不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)峰，實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)度。但是現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)用中存在很多的問題，需要針對(duì)這些不穩(wěn)定因素制定優(yōu)化方案，提升電廠系統(tǒng)的抗干擾能力，保證電網(wǎng)調(diào)度科學(xué)高效。

3.2 配電網(wǎng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析

現(xiàn)階段人類對(duì)電力資源需求量逐年遞增，電力建設(shè)速度也隨之加快，想要解決電力資源供需關(guān)系，需要從多方面著手，一方面加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)施建設(shè)；另一方面需要提升配電網(wǎng)自動(dòng)化能力。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并通過網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)來構(gòu)建配電網(wǎng)可視化模型，通過模擬運(yùn)行和數(shù)據(jù)調(diào)整有效提升復(fù)雜計(jì)算能力，并利用傳感技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)來對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行捕捉分析。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)計(jì)算預(yù)警一體化系統(tǒng)，對(duì)配電網(wǎng)過程中存在的各種安全隱患進(jìn)行技術(shù)預(yù)防和處理，并利用智能化技術(shù)通過專家系統(tǒng)來科學(xué)進(jìn)行分析，構(gòu)建智能配電系統(tǒng)，不僅可以降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也能有效提升社會(huì)效益。

3.3 電氣監(jiān)控系統(tǒng)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析

在電廠系統(tǒng)中，電氣監(jiān)控系統(tǒng)和故障檢測平臺(tái)中，電子自動(dòng)化技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信號(hào)處理，并通過智能化技術(shù)來分析信號(hào)來源和原因，并通過總線將信息進(jìn)行傳輸，進(jìn)而對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)測量、監(jiān)控保護(hù)和管理維護(hù)，通過與DSC進(jìn)行搭配實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)管理。

3.4 檢測裝置中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析

在電廠系統(tǒng)中，檢測設(shè)備直接關(guān)系到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要利用格外注意檢測裝置的設(shè)計(jì)裝配環(huán)節(jié)。同時(shí)在應(yīng)用方面需要逐一對(duì)檢測裝置的保護(hù)，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)來對(duì)檢測裝置進(jìn)行監(jiān)控管理，并通過分析數(shù)據(jù)科學(xué)對(duì)檢測裝置進(jìn)行調(diào)整，保證檢測裝置可以面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境安全穩(wěn)定的運(yùn)行。例如，通過CPU和DSC系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換來對(duì)檢測系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性。

3.5 ESC系統(tǒng)的應(yīng)用

ESC系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)來對(duì)信號(hào)采集和分析處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備和電氣線路進(jìn)行實(shí)時(shí)測量監(jiān)管。通過分層分布來對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，共分為站控層、間隔層和通信管理層，在ESC系統(tǒng)運(yùn)行過程中站控層和信息管理層采用的是一體化設(shè)計(jì)的形式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)組態(tài)調(diào)整。這種設(shè)計(jì)相對(duì)而言更人性化且整體架構(gòu)簡單操作便捷，可以有效提升信息收集分析處理的速度，同時(shí)ESC系統(tǒng)站控層、間隔層和通信管理層分別設(shè)置不同的接口分別是DSC接口、SIS接口和MIS接口。其中DSC接口與ESC系統(tǒng)是可以直接進(jìn)行信息傳遞交換的，進(jìn)而節(jié)約了變送器成本，同時(shí)可以有效避免外界因素對(duì)系統(tǒng)造成干擾。ESC系統(tǒng)的間隔層需要通過保護(hù)測控裝置來提升信息屏蔽能力，并采用冗余容錯(cuò)技術(shù)，利用管理機(jī)技術(shù)和局域網(wǎng)和雙總線技術(shù)來避免各種因素對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響。其次在系統(tǒng)安全方面需要通過多通道驗(yàn)證和權(quán)限管理來保證網(wǎng)絡(luò)安全，并通過利用智能化技術(shù)不斷優(yōu)化ESC系統(tǒng)的診斷能力和自我修復(fù)能力[3]。

3.6 電氣自動(dòng)化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

現(xiàn)階段雖然技術(shù)不斷發(fā)展，但是隨著供電需求不斷提升，電廠系統(tǒng)操作越來越復(fù)雜且工作量也不斷增加，傳統(tǒng)的變電站建設(shè)過程中和運(yùn)檢維護(hù)過程中，很容易由于電氣設(shè)備的影響和安全因素影響造成供電中斷的現(xiàn)象?，F(xiàn)階段利用電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用分布式配置可以有效提升變電站的功能，保證電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

4.結(jié)語

電氣自動(dòng)化在電廠系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)社會(huì)發(fā)展有著積極的作用，需要在電網(wǎng)調(diào)度、配電網(wǎng)、ESC系統(tǒng)以及變電站等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，避免外界因素對(duì)電網(wǎng)和電力設(shè)備運(yùn)行造成干擾，提高電廠的運(yùn)行效率和質(zhì)量，為社會(huì)發(fā)展提供穩(wěn)定的能源基礎(chǔ)。