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        電力工程中的電力自動化技術(shù)應(yīng)用研究

        2022-02-09 12:58:24薛健
        消費(fèi)電子 2022年9期
        關(guān)鍵詞:電力工程變電站電網(wǎng)

        薛健

        引言

        電力作為我國重要的能源,支撐著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,其價值不容忽視。保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性是電力行業(yè)發(fā)展和滿足電力能源供給的基礎(chǔ)。隨著電力行業(yè)的競爭越來越大,電力自動化技術(shù)的興起對電力企業(yè)提出了新的要求,只有在電力工程中有效地應(yīng)用電力自動化技術(shù),才能進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,盡可能減少系統(tǒng)中可能發(fā)生的其他不必要成本,從而提高電力企業(yè)的產(chǎn)出成果[1],充分滿足各行業(yè)對電力能源的需求,進(jìn)一步推動我國各行業(yè)的發(fā)展。筆者針對電力自動化技術(shù)的應(yīng)用,從電力分配、電壓控制、發(fā)電情況、數(shù)據(jù)分析等幾個維度進(jìn)行分析,為我國電力行業(yè)的持續(xù)升級發(fā)展提供參考依據(jù)。

        一、電力工程電力電氣自動化技術(shù)

        (一)電力工程的內(nèi)容

        電力工程具體是通過電子、計算機(jī)、機(jī)械、網(wǎng)絡(luò)等科技手段,讓自動化技術(shù)充分得到應(yīng)用,將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中進(jìn)行操作和控制,以能實(shí)現(xiàn)自動化和智能化。這種技術(shù)具體實(shí)操中還需要電力工程與現(xiàn)代化技術(shù)全面融合,提高電氣工程的工作效率,還能在原來的運(yùn)行模式上創(chuàng)新升級,從而為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。我國科技水平的不斷發(fā)展也帶動著電力自動化相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和升級[2],新時代下電力行業(yè)發(fā)展迅速,計算機(jī)自動化技術(shù)等最新科技手段的應(yīng)用將越來越廣泛。

        (二)電力電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

        首先,電力自動化技術(shù)的數(shù)據(jù)信息處理能力強(qiáng),當(dāng)今,電力自動化技術(shù)的發(fā)展隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有新的創(chuàng)新和突破。它的技術(shù)和設(shè)備的整體運(yùn)行質(zhì)量也有了不同程度的提升。新時代信息化背景下,電力自動化技術(shù)的數(shù)據(jù)分析和處理能力也在不斷提升。信息技術(shù)的創(chuàng)新讓以往的設(shè)備管理也有了清晰的界定,所以應(yīng)用到自動化設(shè)備中,不但可以對設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一管理,還能實(shí)現(xiàn)良好的控制作用。然而這些條件通過電力自動化技術(shù),與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合,所以計算機(jī)技術(shù)在電力電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用中起到非常重要的作用。應(yīng)用電力自動化技術(shù)更便于對電力工程進(jìn)行管理和控制,這也最大程度上提高了電力體系的服務(wù)水平[3]。所以技術(shù)人員要與技術(shù)創(chuàng)新共存,不斷提升創(chuàng)新思維,在發(fā)展研究的路上,更好地提供服務(wù),以實(shí)現(xiàn)智能化操作和控制工作,以支撐電力工程的發(fā)展。

        二、電力工程中電力自動化技術(shù)的具體應(yīng)用

        (一)電力工程自動化控制的優(yōu)勢

        電力工程自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常常見和廣泛,電力工程自動化的發(fā)展也讓電氣工程實(shí)現(xiàn)了新的突破。電力工程自動化控制的優(yōu)勢是自動化技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新升級并解決了以往電力系統(tǒng)運(yùn)行故障時需要大量人力來解決的問題,比如以往在特定的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)停電,就要先切斷電源后再進(jìn)行全面維護(hù),不僅影響區(qū)域內(nèi)的正常生產(chǎn)生活且維修時間長,而應(yīng)用電力自動化后,將大大降低成本和提高電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)控制效率[4]。此外,自動化技術(shù)通過對電力工程運(yùn)行中的所有工作內(nèi)容和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析,通過電力系統(tǒng)進(jìn)行反饋,若有任何異常,可以通過電力系統(tǒng)查看并做出解決方案,大大提高了工作效率。

        (二)電力工程自動化可以提高運(yùn)行效率

        以往的電力工程中的技術(shù)應(yīng)用通過線下操作,對環(huán)境進(jìn)行干預(yù)和控制,但是信息獲取的速度沒有電力自動化技術(shù)快,并且還不能保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,整個過程耗時長。自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用大大實(shí)現(xiàn)了高效工作,在原來的基礎(chǔ)上提高了多倍的運(yùn)行效率。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,電力自動化已成為電力系統(tǒng)的主要組成部分之一。在電力系統(tǒng)中增加數(shù)字信息技術(shù)的應(yīng)用對電網(wǎng)的調(diào)度和處理能力有重大影響,并且應(yīng)用范圍也可以擴(kuò)大。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用自動化設(shè)備和技術(shù),可以有效地實(shí)現(xiàn)對相關(guān)參數(shù)和信號等數(shù)據(jù)的有效管理,對電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行進(jìn)行全面有效的控制[5],提高控制效率。當(dāng)然,使用該技術(shù)之后,可以很大程度上減少工作量,從而提高工作效率和工作質(zhì)量。所以全程的電力運(yùn)行系統(tǒng)只需要系統(tǒng)監(jiān)控,引用電流自動化和網(wǎng)絡(luò)連接等方式,根據(jù)多個電站的連接和處理,全程采取集成管理。所有工作環(huán)節(jié)無需人工,電力自動化技術(shù)的施行,很大程度上提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

        (三)實(shí)時監(jiān)控電力工程設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

        電力自動化技術(shù)具體應(yīng)用之后,實(shí)現(xiàn)了對電力工程設(shè)備運(yùn)行效果的實(shí)時監(jiān)控。通過對監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析篩選,電力系統(tǒng)依據(jù)監(jiān)控的數(shù)據(jù)設(shè)定正常的參數(shù)值,運(yùn)行中在可控范圍內(nèi),若出現(xiàn)參數(shù)異常情況,可以快速啟動預(yù)警方案,解決問題。相關(guān)參數(shù)設(shè)置完成后,監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以實(shí)時傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng),技術(shù)人員可以通過這些數(shù)據(jù)對電力工程運(yùn)行過程查缺補(bǔ)漏。最終通過融合集成的方式,實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的目的,對整個電力能源的數(shù)據(jù)做好動態(tài)管理。整個操作在節(jié)省時間的同時,也給電力工程的維護(hù)提供了很大的便利,如果設(shè)備出現(xiàn)任何的異常或者故障,工作人員都可以快速識別并進(jìn)行解決處理。整個電力工程實(shí)現(xiàn)了全面自動化,能進(jìn)一步提高電力能源的輸出,推動電力行業(yè)的發(fā)展[6]。未來,技術(shù)人員還可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對系統(tǒng)和操作方案進(jìn)行創(chuàng)新升級,之后再有類似問題出現(xiàn)時,便可以高效、快速、便捷的作出反應(yīng)。

        (四)要做好對電力工程的科學(xué)施策和統(tǒng)籌規(guī)劃

        在實(shí)際的電力自動化技術(shù)應(yīng)用中,科學(xué)施策和統(tǒng)籌規(guī)劃,兩手都要抓,才能保障所有機(jī)器的正常運(yùn)行。首先在施工階段,要科學(xué)地安排施工節(jié)奏,科學(xué)精準(zhǔn)地組織電力工程的施工工作,還要提前規(guī)劃好應(yīng)急方案。然后,具體應(yīng)用中,技術(shù)人員要在機(jī)器運(yùn)行之前,將設(shè)置的參數(shù)準(zhǔn)確無誤的填充進(jìn)去,以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行時反饋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;在反饋后,相關(guān)工作人員要做好分析和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備,將這些數(shù)據(jù)做好分析報告,在后期的運(yùn)行中作為監(jiān)測依據(jù)繼續(xù)升級創(chuàng)新,做好電力工程的整體統(tǒng)籌非常重要,可以提高整個電力企業(yè)的服務(wù)水平。

        三、電力自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

        (一)變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

        變電站自動化技術(shù)應(yīng)用在電力自動化控制技術(shù)中也很重要,它主要是在自動化的基礎(chǔ)上減少了人為操作的誤差和不準(zhǔn)確性,通過技術(shù)手段更加精準(zhǔn)的捕捉信息,從而更加準(zhǔn)確地分析出變電站運(yùn)行中的穩(wěn)定性和整體的安全性。變電站自動化在實(shí)際應(yīng)用中是為了取代人工監(jiān)控和人工操作,加強(qiáng)對變電站的監(jiān)控功能,以實(shí)現(xiàn)變電站的安全高效運(yùn)行。信息技術(shù)在變電站自動化中的應(yīng)用,源于在變電站中普遍使用基于計算機(jī)技術(shù)的智能電子設(shè)備(ied),它不但能分析出很多現(xiàn)場難以直接測量的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化,而且能通過計算機(jī)數(shù)據(jù)通信接口,利用計算機(jī)的存儲功能完成統(tǒng)計記錄。

        變電站自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)是運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(如繼電保護(hù)、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)的功能進(jìn)行重組和優(yōu)化,通過變電站系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備的信息交換、數(shù)據(jù)共享,實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和控制的任務(wù)[7]。變電站綜合自動化取代了變電站常規(guī)二次設(shè)備,能夠簡化變電站二次接線,它作為電網(wǎng)調(diào)度自動化不可或缺的重要組成部分,是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。

        (二)現(xiàn)場總線技術(shù)

        在電力工程電力自動化技術(shù)的應(yīng)用中,會用到很多電氣設(shè)備,如果統(tǒng)籌使用的話,需要通過線纜將其串聯(lián)起來,才能達(dá)到統(tǒng)一調(diào)度的效果,從而保障電力工程的正常運(yùn)行。由于電力設(shè)備較多,它們在實(shí)操中會有很大的差異,可能會存在型號不融合,系統(tǒng)不兼容等現(xiàn)象從而導(dǎo)致運(yùn)行達(dá)不到預(yù)期效果。所以在具體實(shí)施中,要保障現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用效果,建設(shè)信息管理系統(tǒng)、做好相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一非常重要。具體可以根據(jù)現(xiàn)場總線技術(shù)的優(yōu)勢實(shí)施,第一,設(shè)定分總模式,將變送器要實(shí)現(xiàn)的電網(wǎng)各處電力設(shè)備所需要的信息進(jìn)行收集,通過信息收集分析,將其轉(zhuǎn)換成固定的數(shù)據(jù)模式,給計算機(jī)讀取等分析工作提供便利。第二,接收到指令后,轉(zhuǎn)化格式,啟動總分模式,做好對不同的電力設(shè)備的有效協(xié)調(diào),最終實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

        (三)電力自動化補(bǔ)償技術(shù)

        根據(jù)當(dāng)下的發(fā)展方向來看,我國用電量不斷提升,很多城市出現(xiàn)限電的情況,居民和工業(yè)用電的需求愈發(fā)多起來,要想呈現(xiàn)高質(zhì)量的需求特征,在用電量大的區(qū)域,比如說工業(yè)區(qū),電網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷壓力過大,功率也非常高,電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理難度就更加大,這些工作也給電力工程的運(yùn)行提出了新的要求。使用電力自動化補(bǔ)償技術(shù),可以降低電感電流,還能消除無功功率,減少電能損耗,同時,也給電力設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造了好的運(yùn)行環(huán)境。電力系統(tǒng)的維護(hù)和發(fā)展,從補(bǔ)償?shù)脑砩戏治?,得出補(bǔ)償?shù)姆绞娇梢愿佑行У亟档碗娋W(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷量,從而實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行自動化,給電網(wǎng)運(yùn)行管理釋放了一定的壓力,有利于電力系統(tǒng)的管理和維護(hù)。

        (四)計算機(jī)技術(shù)

        計算機(jī)技術(shù)作為電力工程中常見的技術(shù)之一,這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,最核心的內(nèi)容是它貫穿整個電力工程的運(yùn)行系統(tǒng)。為了進(jìn)一步保障電力工程中的工作人員規(guī)范操作該項(xiàng)技術(shù),就要提高工作人員的計算機(jī)技術(shù)水平,進(jìn)而提高電力工程中的運(yùn)行效率和工作質(zhì)量[8]。計算機(jī)技術(shù)作為遠(yuǎn)程控制電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的核心,它有著不可替代的作用。具體應(yīng)用中,其采集數(shù)據(jù)技術(shù)、編譯碼技術(shù)能夠隔絕外界對電力系統(tǒng)的干擾,以及在功率較大的電力系統(tǒng)中,把變壓技術(shù)應(yīng)用到變送器,高效完成計算機(jī)編碼、采集,從而提高信號質(zhì)量。

        (五)智能電網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用

        智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。以往的人工技術(shù),在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用會出現(xiàn)時效性低、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等情況,這些情況甚至?xí)档驼麄€電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和運(yùn)行的工作效率。而使用智能電網(wǎng)技術(shù)之后,電力工程的運(yùn)行效率得到提高,隨著5G時代的到來,通信場景的不斷變化,電力業(yè)務(wù)發(fā)展迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

        (六)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

        在電力系統(tǒng)自動化中充分地利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來新的發(fā)展。強(qiáng)大的智能性是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),同時在事務(wù)整理和學(xué)習(xí)能力上,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有很強(qiáng)處理能力,由此可見這項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性和優(yōu)越性,它的應(yīng)用也充分得到電力工作人員的認(rèn)可。神經(jīng)元之間的連接是神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要方式之一,而此項(xiàng)目對于工作人員算法分析和計算技能提出很高的要求,為保證完善的系統(tǒng),相關(guān)的技術(shù)人員要對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的了解和學(xué)習(xí)。在操作中,模擬控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對神經(jīng)系統(tǒng)的主要控制方式,以此來實(shí)現(xiàn)智能化管理,日常工作運(yùn)行中,這種方式對電力系統(tǒng)的作用巨大,它不僅可以使網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,還可以將二者相結(jié)合,從而提高電力系統(tǒng)自動控制的技術(shù)水平。

        (七)柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)

        柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用也是電力工程中電力自動化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展方向,它的主要優(yōu)勢是控制保護(hù)策略,增加功能,提高性能,從而顯著提升可再生新能源消納能力和電網(wǎng)安全運(yùn)行的水平。其中使用到的技術(shù)有微機(jī)操作技術(shù)、傳感以及電子技術(shù)等,通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行資源調(diào)度和優(yōu)化配置,讓整個電力系統(tǒng)處于智能化的狀態(tài)。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,可以有效減少能源的消耗,助力電力系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

        (八)動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

        動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)是保障整個系統(tǒng)中的核心內(nèi)容,它通過監(jiān)控和軟件鏈接的應(yīng)用,以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。以往的監(jiān)測情況延時性強(qiáng),有時候還需要人工手動進(jìn)行操作,如此,監(jiān)測工作存在誤差較大,精準(zhǔn)度不高,無法準(zhǔn)確保障電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的一些安全隱患,工作人員可以快速排查故障和解決相關(guān)問題,避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。同時工作人員還能根據(jù)監(jiān)控的相關(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行分析,針對不同的問題采取不同的解決方案,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)處理問題。動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)管理為整個電力系統(tǒng)運(yùn)行的動態(tài)管理提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)依據(jù),其整體的監(jiān)測結(jié)果也是非常有效的,對電力系統(tǒng)的安全管理具有重大意義。

        結(jié)束語

        電力自動化技術(shù)的應(yīng)用不但可以解決電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定和安全的問題,還可以實(shí)時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時排查電力系統(tǒng)中的安全隱患,為電力工程的安全和未來電力行業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前,我國電力自動化技術(shù)中常見的技術(shù)方式有計算機(jī)、智能化電網(wǎng)、柔性交流輸電系統(tǒng)等等技術(shù),而電力自動化技術(shù)的全面應(yīng)用需要這些技術(shù)的集成以及融合成新的技術(shù)手段,能夠在不同應(yīng)用場景中切換技能,從而提高電力工程的運(yùn)行質(zhì)量,推動我國電力行業(yè)的發(fā)展。

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