劉 迪

沈陽昊誠電氣有限公司

電力工程自動化技術及其應用

劉 迪

沈陽昊誠電氣有限公司

電力是我國的必要能源，其應用的領域及其廣泛，從20世紀50年代開始發(fā)展至今，電力的發(fā)展可謂迅猛。當前電力工程自動化技術是電力技術的重點內(nèi)容，在電力很多方面取得了很多的應用，電力工程自動化技術的運用可以提高電網(wǎng)的運行效率和電網(wǎng)運行的可靠性，對于降低事故的發(fā)生率也具有重要的作用。

電力工程；自動化技術；應用

一、電力自動化技術概論

隨著我國的綜合實力不斷的增強，科學技術不斷的發(fā)展進步，也主要是為了促進電力自動化的迅速崛起，換言之，電力自動化技術其實就是把現(xiàn)代的電子技術、信息的處理技術以及網(wǎng)絡通信技術三種技術合為一體的前提上，發(fā)展起來的合成體，是在電力工程這個系統(tǒng)中形成遠程監(jiān)控以及監(jiān)視管理的有用通道。最重要的是可以實現(xiàn)遠程控制、檢測和調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的整體作用。如今，電力技術的重點內(nèi)容就在于電力工程自動化技術，在電力的大多數(shù)方面都得到了應用，確保電力裝備和工程的安全，減少意外的出現(xiàn)頻率。這對我國社會經(jīng)濟建設都有著重要意義。

二、電力工程自動化技術的主要內(nèi)容

1、變電站自動化

變電站技術的自動化主要是利用計算機和通信技術實現(xiàn)信息的集中處理與有效地應用，不僅有利于提升變電站運行的可靠性，還可以節(jié)約人力資源的使用。還能夠有效的提升變電站的工作效率，減少變電站事故的發(fā)生。這種技術完成了由電磁式設備向微機設備的轉(zhuǎn)變，在屏幕上就可以進行完成操作、監(jiān)控、記錄和管理。變電站自動化是目前電力企業(yè)改革的重要部分，其能夠有效節(jié)約人力資源的使用，從而可以更好地監(jiān)控電力系統(tǒng)的操作和運行的情況。

2、電網(wǎng)調(diào)度自動化

電網(wǎng)調(diào)度自動化是提升電力利用效率的重要措施，它是以信息技術以及控制技術為主要的應用， 進行電網(wǎng)調(diào)度的主要目的是提升用電效率，減少電力損失，對電力配送進行統(tǒng)籌規(guī)劃，盡可能滿足不同地區(qū)的電力需求。實現(xiàn)信息的采集以及整理和顯示，并保證整個電網(wǎng)的良好的運行狀態(tài)。電網(wǎng)調(diào)度技術的自動化，加強了對電力工程的監(jiān)控，可以更好地應對突發(fā)事故，從而保證電網(wǎng)的運行穩(wěn)定，電網(wǎng)調(diào)度自動化的方向就是合理控制發(fā)電廠的出力情況，做到經(jīng)濟、安全、全面、有效。同時，電網(wǎng)調(diào)度自動化有利于電力負荷的控制和管理，確保電網(wǎng)的安全可靠。

3、發(fā)電廠測控自動化

主要是對城鄉(xiāng)的配電網(wǎng)進行改造，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的發(fā)展，核心部分是智能模件和主控模件，目的是監(jiān)測、控制設備的運行情況，用來完成生產(chǎn)過程的監(jiān)測、控制和聯(lián)鎖保護等過程。發(fā)電廠測控自動化和傳統(tǒng)的人工控制來比較，不但提升了數(shù)據(jù)的準確性，還減少了故障的診斷處理時間，為發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行提供了保障，發(fā)電廠測控自動化更加安全穩(wěn)定，收集到的數(shù)據(jù)也更加的準確。電力系統(tǒng)也就得到了更為廣泛的應用和發(fā)展，從而保證配電自動化技術的應用的廣泛性。

三、電力工程自動化技術的應用

1、柔性交流輸電系統(tǒng)的應用

目前，F(xiàn)ACTS中應用最廣的是SVC，全世界已投運SVC工程超過一千個，總?cè)萘砍^100Gvar。SVC設備主要供應商是ABB公司、西門子公司等。SVC的應用范圍從1kV配電網(wǎng)到765kV超高壓輸電網(wǎng)，容量從1Mvar到1066Mvar。美國Eddy變電站為彌補無功功率缺口，采用TSC、TCR和容性濾波網(wǎng)絡進行補償。武鋼硅鋼廠由于主軋機及其配套設備特殊的負荷特性，造成母線電壓波動大、高次諧波電流大、功率因數(shù)低，裝設SVC設備后這些問題都顯著改善。FSC是固定串聯(lián)電容補償器，用于固定串補裝置，廣西百色500kV輸電線路就采用了該裝置。

2、功率半導體器件的應用

功率半導體器件已用于固態(tài)變壓器、柔性交流輸電、靜止無功補償、直流輸電技術等多個方面。

固態(tài)變壓器是分布式發(fā)電系統(tǒng)、智能電網(wǎng)技術、可再生能源的關鍵技術，其核心就是電力電子技術，通過電力電子變流器和高頻變壓器實現(xiàn)電壓變換、能量傳遞和控制。與傳統(tǒng)變壓器相比，不僅體積小、重量輕，而且供電質(zhì)量高和更便于自動監(jiān)控。新一代的固態(tài)變壓器基于15kV碳化硅MOSFET，開關頻率將從1KHz提高到20KHz。

FACTS 技術主要采用晶閘管、GTO和IGBT等器件，目前IGCT器件替代GTO器件后可實現(xiàn)電壓源變流器切換4～5KA的電流，這需要比硅基耐壓更高的碳化硅基功率器件。

靜止無功補償器(STATCOM)也是FACTS控制器之一，用于潮流控制、無功補償及提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。STATCOM主要采用GTO、IGBT、IGCT等全控型器件，采用硅基器件其電路要采用多電平拓撲或器件串聯(lián)來提高耐壓能力，而利用高壓碳化硅IGBT、GTO，結(jié)構將大為簡化，電能質(zhì)量也將得到提升。

特高壓直流輸電技術，其直流換流閥的核心器件是6英寸的高壓晶閘管。換流閥工作時電壓高達幾百KV，電流高達幾KA，新型碳化硅SiCGT、GTO可得到應用。

3、主動對象數(shù)據(jù)庫技術的應用

電力系統(tǒng)自動監(jiān)控包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲及調(diào)度端數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)生指令、執(zhí)行這樣的過程。數(shù)據(jù)采集二次回路中的接線比較復雜，采用面向?qū)ο蟮募夹g則比較簡單，主動對象數(shù)據(jù)庫技術提供了這種支持。主動對象數(shù)據(jù)庫技術采用觸發(fā)器技術，利用對象函數(shù)，實現(xiàn)電力工程自動化的應用。

4、光互連技術的應用

光互連技術是利用光纖(或光底板)為傳輸媒介(或無媒介的自由空間)，結(jié)合波分復用技術、IP網(wǎng)絡通信協(xié)議的一種技術。光互連技術用于電力工程自動化控制系統(tǒng)，具有抗磁干擾強、傳輸速度快、可靠性高等優(yōu)點。

結(jié)束語：

電氣自動化技術將電子技術以及網(wǎng)絡通信技術融為一體，在實現(xiàn)遠程監(jiān)控以及監(jiān)視管理方面發(fā)揮了很重要的作用。隨著電力工程的發(fā)展，電氣自動化程度將會越來越高，新一代的電氣自動化技術，即智能電氣自動化技術應運而生。

[1]孫琥.科學發(fā)展觀旗幟下的工業(yè)電氣自動化發(fā)展[J].硅谷，2009.

[2]胡瑞華.淺析電氣自動化技術發(fā)展現(xiàn)狀[J].科教導刊，2010(33).

[3]江海濤.淺談電氣自動化技術的發(fā)展[J].硅谷，2009(21).