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淺談電氣自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
引言
電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展，使電力行業(yè)的管理與控制越來越方便，推動著電力系統(tǒng)逐漸走向智能化及信息化的道路，使電力行業(yè)能更健康地發(fā)展。然而電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用還遠遠達不到成熟甚至完善的地步，同時隨著科技水平的提高以及社會行業(yè)的發(fā)展，對自動化技術(shù)會提出更多要求。因此在未來發(fā)展中，自動化技術(shù)將會成為電力事業(yè)的主要方面，隨著科技進步，它的重要性將會不斷提升。
1.電氣自動化發(fā)展概述
1.1縣級城市電網(wǎng)自動化控制格局現(xiàn)狀
目前縣級城市的電網(wǎng)自動化控制已不斷走向成熟，主要體現(xiàn)在城市電力主網(wǎng)及配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。例如雷州市的電網(wǎng)格局。雷州電網(wǎng)建設(shè)于湛江電網(wǎng)的南部，通過一回220kV雷霞線及一回110kV雷月線和湛江電網(wǎng)相聯(lián)，以省網(wǎng)供電為主，地方供電為鋪。自動化控制在該市電力系統(tǒng)中得到很大應(yīng)用，目前，雷州電網(wǎng)有220kV變電站1座，主變1臺，主變?nèi)萘?70MVA;110kV變電站4座，主變6臺，主變?nèi)萘?31MVA;35kV變電站13座，主變?nèi)萘?3.15MVA。在2005年雷州電網(wǎng)全社會用電量最高負荷為73.5MVA，其中13個自動化變電站起到很大作用。
1.2電氣自動化控制技術(shù)的實現(xiàn)形式
(1)電網(wǎng)調(diào)度自動化
電網(wǎng)調(diào)度自動化主要是由電力系統(tǒng)的專用廣域網(wǎng)來連接，包括電網(wǎng)調(diào)度中心的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、工作站、打印設(shè)備以及大屏蔽顯示器等等，用來調(diào)度范圍之內(nèi)的變電站、發(fā)電廠的終端設(shè)備，調(diào)度電網(wǎng)的控制中心等。
(2)發(fā)電廠的分散測控系統(tǒng)
發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)通常使用的是分層分布式的結(jié)構(gòu)，由四部分構(gòu)成：運行員工作站、過程中的控制單元、冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng))及工程師工作站。過程控制單元主要是由智能I/0 模件和冗余配置的主控模件構(gòu)成。主控模件的通訊是通過智能FO 模件與冗余的I/0 總線來實現(xiàn)的。進行處理運算后，過程控制單元通過設(shè)備狀態(tài)實時顯示的狀況、運行的參數(shù)和打印，還有輸出信號直接驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)測、控制以及聯(lián)鎖保護等功能，使生產(chǎn)過程井然有序。
2.電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用概況
2.1目前自動化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)縣級城市配網(wǎng)自動化控制應(yīng)用
面對縣級城市的配網(wǎng)格局，調(diào)度自動化系統(tǒng)和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)控制領(lǐng)域功能不全相同的系統(tǒng)，但這兩個系統(tǒng)可通過變電站的出線開關(guān)而緊密聯(lián)系。
對于像雷州市這樣的縣級城市，由于調(diào)度與配網(wǎng)的規(guī)模都不大，所以選用調(diào)、配一體化主站系統(tǒng)是實際應(yīng)用及經(jīng)濟可行性上都是合適的。一體化系統(tǒng)具有共享支撐的軟件平臺，其系統(tǒng)的軟硬件資源實現(xiàn)完全共享，從而大大減小運行維護費用。系統(tǒng)通過操作權(quán)限管理，可以保證在調(diào)度、配網(wǎng)運行時的安全性和可靠性。如果從運行管理的體系上看，調(diào)度與配網(wǎng)控制是獨立分開的系統(tǒng)，一體化平臺可以降低整個系統(tǒng)的投資。調(diào)度、配網(wǎng)一體化系統(tǒng)是縣級配網(wǎng)自動化系統(tǒng)首選的模式。
(2)電力一次設(shè)備控制檢測技術(shù)應(yīng)用
一般情況下，常規(guī)的電力一次設(shè)備同二次設(shè)備通常相隔幾十甚至幾百米距離進行安裝，他們之間通過大電流控制電纜和強信號電力電纜互相連接。電力一次設(shè)備智能化指的是在進行一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還需考慮把常規(guī)的二次設(shè)備的部分甚至是全部功能都融入進去得以實現(xiàn)，從而省掉一些含大量電力的控制電纜或信號電纜，通常簡單點說便是自帶測量以及保護功能的一次設(shè)備。例如我們常見的有“智能化的開關(guān)柜”、“智能化的開關(guān)”及“智能化的箱式變電站”等。
電力一次設(shè)備還可以進行在線狀態(tài)檢測為了確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行，需要長期且連續(xù)地在線監(jiān)測電力系統(tǒng)中一次設(shè)備的重要運行參數(shù)，這樣不但能夠可以對設(shè)備各時刻的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，同時還能對各種重要參數(shù)的變化方向進行分析，預(yù)先判斷是否存在故障，進而使設(shè)備的維修保養(yǎng)周期延長，促進設(shè)備利用率的提高，保證電力設(shè)備可以從定期檢修過度到狀態(tài)檢修。
2.2電氣自動化控制應(yīng)用的優(yōu)點
(1)改善電力系統(tǒng)運行維護模式
電氣自動化控制可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動維護管理，提高系統(tǒng)自身的安全性，減少運行成本。在調(diào)度與配網(wǎng)一體化系統(tǒng)中，自動化控制可以有效提高城市配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性及安全性。此外，自動化檢測中的遠程檢測可以減少電纜的使用量，實現(xiàn)經(jīng)濟化，且提高了系統(tǒng)的可靠性。自動化控制可以減少人工成本，運營成本，開創(chuàng)全新的高效率運行維護模式。
(2)運行人員專業(yè)素質(zhì)提高
自動化控制系統(tǒng)出可以減少運行人員成本之外，還可以提高電力行業(yè)專業(yè)人員的管理素質(zhì)，進而提高整個電力事業(yè)的可靠性。由于自動化技術(shù)的快速更新升級，運行人員也需要不斷培訓(xùn)以適應(yīng)高科技管理技術(shù)。
3.自動化控制系統(tǒng)在城市配電網(wǎng)中的發(fā)展前景
3.1依靠IT技術(shù)發(fā)展
科學(xué)技術(shù)在不斷提升，電力系統(tǒng)逐漸依靠IT技術(shù)來發(fā)展。目前，有許多電力系統(tǒng)自動化依靠于計算機技術(shù)以及電子技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)�，F(xiàn)在是網(wǎng)絡(luò)化的時代，當(dāng)某地的電網(wǎng)出現(xiàn)問題時，網(wǎng)絡(luò)便可通過檢測來即時地將訊號通知發(fā)出，有助于電力部門及時做出改進措施，這項技術(shù)可有效應(yīng)用于電氣自動化技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及微機技術(shù)等的應(yīng)用，從而使電力系統(tǒng)的安全性與可控性得到加強，促進電力系統(tǒng)中的智能控制的自動化技術(shù)水平的提高。
3.2人工智能及仿真技術(shù)
信息化技術(shù)在不斷地發(fā)展，對自動化技術(shù)有著十分明顯的影響。如今的電力控制系統(tǒng)中，人工智能技術(shù)在不斷被采用，當(dāng)局域出現(xiàn)問題時，通過網(wǎng)絡(luò)便能立即反應(yīng)出來，甚至還有些問題通過網(wǎng)絡(luò)便可以得到解決。目前隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，信息化技術(shù)不斷在實現(xiàn)人工智能化，這樣可以將傳統(tǒng)的電力管理中耗費的人力大大減少，讓電力自動化技術(shù)能夠更加接近人工智能化。
目前，我國的電氣自動化技術(shù)在發(fā)展和探索的同時還不斷地在與國際進行接軌。因此，我們應(yīng)該將自身的技術(shù)及創(chuàng)新能力提高，從而使我國的自動化技術(shù)達到一個相當(dāng)高的水平。當(dāng)前電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)已經(jīng)日趨真態(tài)化，它不但可以呈現(xiàn)出許多實驗數(shù)據(jù)，同時可以保證多項操作順利進行，而且可以協(xié)助實驗人員對新的裝置進行測試，并能同步實施控制，由此仿真技術(shù)可以為電力系統(tǒng)提供較方便且較好的實驗條件，從而更加便捷地對電力系統(tǒng)進行動態(tài)的監(jiān)控與仿真建模，不但有助于操作且易于控制。
3.3光電式電力互感技術(shù)
電力互感器作為輸電線路中不可或缺的一項重要設(shè)備，其主要作用是將大電流的數(shù)值和輸電線路上的高壓按照一定的比例關(guān)系降低到可以通過儀表來進行直接測量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，從而方便用儀表直接測量。但其也有缺點，隨著電壓等級的不斷升高其絕緣難度將越大，設(shè)備的質(zhì)量與體積也將越大;信號的動態(tài)范圍小，會導(dǎo)致電流互感器達到飽和，或者會發(fā)生信號變化;此外，互感器的輸出信號不可以直接和微機化的計量及保護設(shè)備接口。
4.結(jié)束語
電氣自動化是電力系統(tǒng)中不可或缺的，在今后的變電站發(fā)展中，自動化控制模式將會得到越來越多的應(yīng)用。根據(jù)未來計算機 IT技術(shù)及人工智能科技的發(fā)展前景，更多高效自動化控制技術(shù)得到研究應(yīng)用。電氣自動化控制技術(shù)已在目前的電力事業(yè)發(fā)展中占據(jù)著越來越重要的地位。
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