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        基于電網(wǎng)系統(tǒng)中電氣自動化應(yīng)用實(shí)踐分析與研究

        2018-10-21 15:28:53宋少瑾
        名城繪 2018年9期
        關(guān)鍵詞:電網(wǎng)系統(tǒng)研究

        宋少瑾

        摘要:電氣自動化是電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向,也是未來電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢。應(yīng)當(dāng)結(jié)合電力系統(tǒng)的工作流程,探索電氣自動化的發(fā)展趨勢與特點(diǎn)要求。

        關(guān)鍵詞:電網(wǎng)系統(tǒng);電氣自動化應(yīng)用技術(shù);研究

        1 引言

        現(xiàn)階段,我國科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展正處于一個(gè)從外延到內(nèi)涵不斷深化的階段,一方面國內(nèi)各行各業(yè)的發(fā)展凸顯了對科學(xué)信息技術(shù)的重視和需求,另一方面國家也開始重視對相關(guān)技術(shù)的研究開發(fā),特別是對于電氣工程而言,自動化技術(shù)對于提高工作效率顯得尤為重要。但是目前國內(nèi)對于電氣自動化技術(shù)的研究還處于起步探索階段,再加上相關(guān)方面的理論研究和應(yīng)用探索具有極強(qiáng)的專業(yè)性,我國缺乏硬件和軟件設(shè)施,國內(nèi)人才資源不足,導(dǎo)致研究似乎沒有得到太大的改進(jìn),也僅僅停留在理論和形式上,并未發(fā)揮其真正的實(shí)用性價(jià)值。

        2 電網(wǎng)系統(tǒng)電氣自動化技術(shù)應(yīng)用方向

        2.1 應(yīng)用于仿真系統(tǒng)

        仿真系統(tǒng)主要用于對電力系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn),主要用來幫助測試新裝置的質(zhì)量與效率。在仿真系統(tǒng)使用電氣自動化技術(shù),可以有效的為模擬仿真系統(tǒng)提供大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在多種控制裝置中形成相對閉合系統(tǒng),達(dá)到靈活進(jìn)行輸電控制的目標(biāo),這對于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)負(fù)荷的監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電力系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)建模,在仿真環(huán)境中進(jìn)行電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn),滿足電力系統(tǒng)未來發(fā)展方面有重要意義,也是電氣自動化應(yīng)用研究的主要發(fā)展方向之一。

        2.2 自動保護(hù)技術(shù)應(yīng)用

        隨著我國數(shù)據(jù)信息技術(shù)的廣泛發(fā)展,電氣自動化技術(shù)中有關(guān)自動化保護(hù)的研究已經(jīng)取得快速發(fā)展,自動保護(hù)裝置可以適用于各種等級的電站保護(hù),可以在人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信,以及微電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助下有效的拓展自動化應(yīng)用水平,從而在電站設(shè)備的自動保護(hù)預(yù)警方面提高便利性。通過自動化系統(tǒng)的研究,可以提高電力系統(tǒng)的安全水平,使新保護(hù)裝置有更強(qiáng)智能化特點(diǎn),能夠通過感應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備自動控制。

        2.3 人工智能方向的應(yīng)用

        在電力系統(tǒng)中引進(jìn)基于人工智能的自動化技術(shù),可以有效的在電力系統(tǒng)中自主進(jìn)行故障檢測,可以在電力系統(tǒng)的運(yùn)行分析,電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方面的提供新研究方向。例如,通過人工智能技術(shù)可以把模糊邏輯、專家系統(tǒng)與進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中,從而結(jié)合電力系統(tǒng)的實(shí)際需求,提高電力系統(tǒng)的智能控制水平,開發(fā)出新的高效應(yīng)用軟件,在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率基礎(chǔ)上,提高設(shè)備的自動化控制水平。

        2.4 電廠集散測控系統(tǒng)自動化

        發(fā)電廠的主要工作就是讓電能得到有效的生產(chǎn),現(xiàn)在我國很多的發(fā)電廠全部使用的是DCS系統(tǒng),此系統(tǒng)屬于大規(guī)模多級電腦控制系統(tǒng),具有多種的功能,例如實(shí)時(shí)通訊、控制等,其能夠?qū)Πl(fā)電廠起到分散監(jiān)控、集中操作等作用。在電腦技術(shù)進(jìn)一步提升的情況下,DCS系統(tǒng)的功能也變多起來,性能和以前相比也得到了明顯的加強(qiáng),這就更好的加強(qiáng)了發(fā)電廠的自動化管理能力。DCS系統(tǒng)利用電腦控制中心,得到現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),這樣一來就能夠讓電能在生產(chǎn)期間得到有效的監(jiān)控,從而保證電能的生產(chǎn)水平。

        3 存在的弊端

        3.1 監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)作方面

        在還沒有進(jìn)行升級的時(shí)候,主要的工作就是利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),來對間隔層設(shè)備往上傳送的信息進(jìn)行整理。而采用的遠(yuǎn)方調(diào)度主機(jī),也要依靠向上設(shè)備來進(jìn)行信息的傳送工作,這很好的展現(xiàn)出了調(diào)度子站功能的效果;另外,其本來就是變電站的監(jiān)視層,工作任務(wù)是在變電站里進(jìn)行監(jiān)視、人機(jī)交互等方面的工作。在這樣的情況下,就能夠起到繼電保護(hù)的效果。不過,這樣的監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行期間會發(fā)生系統(tǒng)癱瘓的情況。

        3.2 監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)事項(xiàng)

        在以前所開展的檢查工作中,變電站所具備的監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)警能力,全部是后臺控制系統(tǒng)所掌控的。通常情況下,如果后臺發(fā)生監(jiān)控機(jī)無法有效運(yùn)行的情況,那么預(yù)警就不會及時(shí)發(fā)出警報(bào),如此一來,相關(guān)工作者就無法馬上趕往事發(fā)地點(diǎn),這樣一來變電站就無法得到有效的運(yùn)行。

        3.3 增容方面受到限制

        在電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中,不管是軟件還是硬件,其配置都比較低,而且還沒有一定的穩(wěn)定性。另外,并沒有采用全新的操作系統(tǒng),這樣一來,變電站在要進(jìn)行增容的時(shí)候,就無法確保系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。

        4 電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)具體應(yīng)用

        4.1 在發(fā)電廠中的應(yīng)用

        發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分,發(fā)電廠的自動化水平直接決定著發(fā)電操作的效率,無論風(fēng)力發(fā)電與火力發(fā)電都需要使用自動化控制系統(tǒng)。目前風(fēng)力發(fā)電中應(yīng)用的自動化技術(shù)主要用在控制葉片旋角控制與監(jiān)控保護(hù)控制方面,從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備自動向風(fēng)轉(zhuǎn)向,并且對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行穩(wěn)定清潔性進(jìn)行控制。水力發(fā)電主自動化技術(shù)主要控制水的運(yùn)動勢能,自動化技術(shù)主要應(yīng)用在信息監(jiān)控、保護(hù)系統(tǒng)與發(fā)電控制系統(tǒng)方面,具體可以應(yīng)用在測量機(jī)組,電壓調(diào)節(jié),保證水力正常發(fā)電等方面。在火力發(fā)電中主要用于煤炭燃料控制,繼電保護(hù)控制與故障處理方面,還可以運(yùn)用信息管理,數(shù)據(jù)監(jiān)控,以及自動化操作控制等方面。

        4.2 電網(wǎng)調(diào)度的控制

        電網(wǎng)調(diào)度的控制主要運(yùn)用自動化技術(shù)中的數(shù)據(jù)分析等方面的功能實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)情況的綜合判斷,從而提出有效的調(diào)度依據(jù)。

        (1)通過自動化技術(shù)可以對電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)全面監(jiān)測,可以直接有效的從宏觀角度反映電網(wǎng)運(yùn)行過程中的問題。

        (2)可以在電網(wǎng)資源優(yōu)化配置的過程中,找出最優(yōu)化的解決問題的辦法,力求在降低運(yùn)行成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)有效控制。

        (3)還可以對電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行自動分析與控制,從而達(dá)到保證電網(wǎng)運(yùn)行效率,提高電網(wǎng)管控安全質(zhì)量的目標(biāo)。

        4.3 配電自動化應(yīng)用

        當(dāng)前配電規(guī)模范圍仍然較小,使用自動化技術(shù)可以適應(yīng)小規(guī)模配電需要設(shè)備管理、數(shù)據(jù)傳遞等方面的需求,可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)為用戶提供高效的服務(wù),從而達(dá)到保證電力系統(tǒng)高效可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)。目前配電自動化已經(jīng)與人工智能理論有機(jī)聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)了在光纖通信支持下的大規(guī)模集中控制,這對于通過主站與子站數(shù)據(jù)有效交換,形成高效配電系統(tǒng)有重要的意義。

        4.4 變電站中的應(yīng)用

        變電站的應(yīng)用主要為了提高變電工作質(zhì)量及效率,著力運(yùn)用機(jī)器自動化操作方式有效代替人工操作,從而實(shí)現(xiàn)人工全面監(jiān)視,保證變電站的運(yùn)行安全。變電站的自動化技術(shù)主要以信息傳輸與處理技術(shù)相關(guān),是在自動控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對變電站的全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體以電纜或光纖信號來操作計(jì)算機(jī),并且運(yùn)用全微化的設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行情況的全記錄,達(dá)到電網(wǎng)調(diào)度自動化目標(biāo),并且促進(jìn)電力設(shè)備的現(xiàn)代化生產(chǎn)。

        5 研究系統(tǒng)基本思路

        間隔層測控裝置會將收集的所有測量信息傳輸?shù)酵ㄐ艑永?,之后再由通信層將信息傳送進(jìn)變電站層,這樣通信層就能夠收到變電站層的所有操作信息,并對間隔層進(jìn)行有效的掌控。在早期,普遍是利用以下兩種形式:1.后臺監(jiān)控工業(yè)控制計(jì)算機(jī)會具有很多的串口卡,而這些串口卡在一定程度上擴(kuò)充了串口,并能夠和RS-485、RS-442等采取有效的通信。另外,RS-485、RS22通信口,主要是IED所創(chuàng)造的。2.在變電站自動化系統(tǒng)里,具有很多的現(xiàn)場總線,其中比較重要的就是CAN以及LONW ORKS。和串口通信進(jìn)行比較能夠發(fā)現(xiàn),無論是在通信速度、還是穩(wěn)定性發(fā)面都能夠得到很大程度的提高。

        目前,與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)被逐漸的采用進(jìn)了電網(wǎng)自動化升級工作中,而被重點(diǎn)使用的技術(shù)分別為以太網(wǎng)局域網(wǎng)以及TCP/IP這兩種技術(shù),同時(shí)這兩種技術(shù)也是電網(wǎng)自動化升級所主要采用的技術(shù)。而根據(jù)這兩種優(yōu)勢,相關(guān)工作者能夠制定出系統(tǒng)升級的基礎(chǔ)方案,具體表現(xiàn)為:全新的監(jiān)管系統(tǒng)在得到運(yùn)用后,要將還沒有以太網(wǎng)功能的IED與以太網(wǎng)進(jìn)行連接,如此一來,監(jiān)控系統(tǒng)與運(yùn)動轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)在運(yùn)行期間,就會有獨(dú)立性,并且兩者不能夠互相形成干擾。

        6 結(jié)語

        綜上所述,電力系統(tǒng)中的電氣自動化要從電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際需求出發(fā),在降低成本和提高效率的基礎(chǔ)上,找出有效的電氣自動化控制方式與操作策略,從而電高電氣自動化技術(shù)的適應(yīng)性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉四聰.電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J].沿海企業(yè)與科技 ,2015.

        [2]李愛民.電氣自動化的發(fā)展趨勢以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊,2016.

        [3]張書鋒.供電系統(tǒng)中電氣自動化應(yīng)用技術(shù)升級問題之研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(20):168.

        (作者單位:國家電網(wǎng)甘肅省電力公司檢修公司)

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