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為適應當前電網負荷日益增多的實際情況,在信息技術日臻成熟的支持下,我國電力系統正在積極推進自動化升級改造工作,并取得了階段性成效。電力系統自動化系統是傳動電力系統運營方法和現代化信息技術的有機結合,是電力事業發展進程中的一項里程碑事件。隨著電力系統自動化的實施,電力系統運營安全水平得以大幅提高,為國民經濟發展提供的電力能源保障更加可靠,在我國有中國特色的社會主義偉大事業中發揮的作用愈加突出。深入推進電力系統自動化技術研究工作,確保電力系統高效運行和電力供應的安全穩定,是我國電力企業當前的重要課題。
1電力系統自動化技術的基本內容
電力系統是將其他形式的能量轉為電能,供人們生產、生活需要的裝置總稱。為了實現這一目的,電力系統不僅要負責電能的生產,還要承擔著電能的輸送、變壓、配置等功能,只有經過上述一系列環節,發電廠生產出來的電能才能夠轉換為適合用電單位電力使用需求的規格,從而安全穩定地投入到日常生產、生活中去。這個過程涉及海量的數據采集、運算和管理,需要對電能進行若干次的調整、保護,對電力運行進行頻繁精準的調度和控制,以此確保電能質量和供電安全。電力系統自動化的一個重要特征,是減少電力系統運行過程中人為因素的影響,通過預設好的程序對電力系統實現自動運行和管理,對系統運行中發生的問題進行自動化處理,從而提高系統運行效率、反應速度,使得電力系統運行更加趨向于安全、準確和穩定。從具體執行層面上看,電力系統自動化系管理包含電腦生產、電能輸送和配置等環節,在這些環節和過中,電力系統自動化也有著各自不同的表現形式,主要的有電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息傳輸自動化、電力系統反事故自動化、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等,這些自動化系統彼此聯系并相互協調,從而構成一個分層式的電力系統自動化管理體系。比如一個地區的變電站和發電廠及其位于中間部分的省、市調度中心、樞紐變電站就構成了一個自動化管理系統中,最高級別的調度中心負責對整個系統的調度與管理,是整個系統的管理中樞。
2電力系統的基本特點
2.1供電安全穩定的現實意義
現代社會,電能是社會活動開展的主要能源種類,電力設備的應用遍及人類活動的各個方面。電力供應是否穩定正常,對于國計民生,乃至國防安全都有著至觀重要的影響。電力正常供應得不到保障,不僅會影響到人們的正常生活和社會經濟活動的順利開展,甚至會給國家安全帶來嚴重威脅。無論從個人角度還是社會、國家的角度看,都必須想方設法保證電力供應正常穩定。
2.2電能的非存儲性對于電能使用管理的影響
由于電能自身特性的原因,電能不能大量儲存,電能的使用、輸送和生產一般都是等量進行的。電力系統生產出來的電能總量和電力使用端使用消耗的電能與輸電線路上消耗的能量之和相等?;谶@些原因,要保障電力系統運行安全,必須確保電源功率平衡。不僅同一時刻發出的總電能要等于消費的總電能,還要保證電能在中間環節的順利傳輸。如果這期間有某個環節出現問題,就會給整個電力系統的正常運行帶來嚴重的負面影響。
3電力系統自動化技術分析
3.1發電廠測控系統自動化技術分析
發電廠的控制系統基本上采用的是分層分布式結構,整個控制系統包括多個控制單元,主控模件和智能模件共同組成了過程控制單元的主體,二者之間以智能總線為通信通道,負責主控模件和智能模件間的通信業務。在電力生產的過程中,各個環節的運行數據匯集到過程控制單元,由其進行相應的處理,從而實現對電力生產過程的質量檢測與控制。
3.2變電站自動化技術分析
變電站的自動化技術最主要的特點是通過管理機制的改變,消除人為因素在變電站運營管理過程中的影響,從而提高變電站運營管理的長期性、穩定系和高效性。大量先進信息技術和設備的應用,使得變電站由人工操作方式轉為自動操作方式,使得變電站長期無人值守的工作模式得以實現。在變電站的自動化技術實現過程中,計算機網絡技術以及光纖、電纜等設備的使用是其主要內容。藉由這些現代化的網絡技術,控制中心對變電站設備運行情況予以全過程、全方位的監控,對各部位設備運行情況進行數據采集,并匯集到控制中心,實現信息的共享,大幅提高變電站信息的使用效率,促進變電站運行管理工作效率的提升。此外,變電站自動化系統也是電力運行調度自動化體系中的一個重要組成部分,在電力系統自動化運行管理中發揮著重要作用。
3.3電網調度自動化技術分析
電網調度自動化是當前電力系統自動化控制的一個重要形式。電網運行調度質量的高低,直接決定這電網運行情況的好壞。通過電網調度自動化技術,電力系統的工作信息得以在電網各層級控制中心間迅速傳遞和共享,使得控制中心得以對電力系統的運行情況及時掌握,并對出現的問題做出迅速反應,使得電力系統運行維持在安全范圍內。
4電力系統自動化技術未來發展展望
4.1科學技術的發展是電力系統自動化前進的內在動力
電力系統自動化技術是一門跨學科的綜合性工程技術。計算機技術、網絡技術、通信技術、數控技術等都是構成自動化技術的重要單元。自動化技術的普及和發展,有賴于這些技術的進一步成熟和完善。
4.2電力系統自動化有賴于電力設施自動化
電力設備是電力系統的客觀載體。要實現電力系統的自動化,首先要實現電力設施、設備的自動化。目前,電力系統自動化正以電力運行調度自動化為中心,以構建動態、靜態相結合的監測機制為著力點,建立全面實時數字控制體系。自動化系統在事故檢查、自動合閘等部分擁有智能化特征。自動化配電裝置的發展會推動電力系統自動化整體快速發展。
5結束語
【關鍵詞】 電力系統自動化 發展 應用
1 電力系統自動化總的發展趨勢
1.1 當今電力系統的自動控制技術正趨向于
(1)在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。(2)在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。(3)在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。(4)在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。(5)在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
1.2 整個電力系統自動化的發展則趨向于
(1)由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。(2)由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。(3)由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。(4)由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。(5)裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。(6)追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制。(7)由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。
2 電力系統自動化技術的應用能力數據處理能力
數據共享能力伴隨著電力系統的自動化技術方面的發展,系統模型通常集中在對相關地理空間屬性方面的描述上,但是在實際的相關應用中,電力系統方面的控制對象通常具有比較復雜的電力的處理結構。對于這種基礎而言,主要包括2個方面:
(1)物理實體的幾何屬性方面的標準定義與表達。其包含了電力系統服務能夠覆蓋的空間區域方面的幾何屬性。
(2)物理屬性數據方面的標準定義以及表達。對于相關的電力系統來說,其不僅包含了物理結構,而且還包含各種組成部件、整體方面的物理性能和運行規范方面的信息共享以及動態、多維的應用分析等。數據整合能力電力系統的發展和形成是由市場經濟的需求所產生的驅動結果。比如:在用電高峰,提高變電站的電壓,加大輸出功率;在用電低谷,降低變電站的功率。這樣既可滿足用戶的需求,也可極大地減少損耗,降低成本。所以只有將傳統信息的孤島打破,進行數據方面的整合,對數據方面的整合能力進行加強,才能進行無縫連接,才能把空間計算引人主流的計算之中,同時多角度地展示數據之間那些潛在的關聯,這也是未來電力系統自動化發展方面的必然趨勢。對數據的整合能力進行提高,能夠滿足現在的電力企業已經存在的和未來復雜多樣性的應用。對數據進行整合的方式主要有以下幾種功口強電力系統的自動化和信息化。加強對數據方面的可操作性,讓用戶對擁有圖標的相關用戶界面進行支持,由于電力系統方面的自動化運行作為一個實時性要求比較高的過程,通過對系統代碼進行調整,具體來說就是對自己所需要的那些數據類型以及操作方法進行定義,從而增強對系統的可擴充性以及開發性。加強電力企業方面的功能性。對于電力企業而言,要求電力系統的平臺對分布的應用服務進行有效供給。每一個地方可以由自己維護和管理所管轄區域里的數據,同時,不同級別的相關數據庫之間也可以構成那種分布式類型的數據庫,并且可以通過網絡進行調用和共享其他一些地方的數據,在所賦予的權限范圍內,以分散數據管理和存儲為基礎,對數據的安全性和實時性加以保證。更加完善的數據庫。通過運用各種數據庫,對各種數據進行存儲和管理,它的數據備份機制、安全機制等方面都是其他的文件管理方式所不能比擬的。
3 安全穩定能力電力應用是社會經濟發展過程中的支柱,它也是一個實時性運行的相關系統,同時,其安全穩定性也是首要考慮的問題
自動化安全監視能力由于人無法做到24h專注,因此自動化監視能力就顯得尤為重要。電力系統的自動化監視能力不同于其他系統,因為其他系統只需要反映并記錄客觀現象、客觀數據即可,例如:某發電機組在用電低谷時反而溫度較高,發電功率異常增大,這就需要監控系統發出警告,以提示風險。自動化安全保障能力電力系統具有對于不同類型以及規模的數據與使用對象都不能有崩潰的相關特征,應具備靈活的相關恢復機制,因此對安全保障極其有用。其保障能力的應用具體包括保障電力系統的日程運行。
(1)保障電力數據的及時存儲和恢復。日常記錄的數據對于制定發電站的預算、節約成本、進行系統更新、安全指標的修訂均具有重要意義。(2)保障從業人員的安全。由于自動化系統具有監控功能,所以當系統出現異常,特別是出現安全隱患危及生命時,自動化系統可采取相應措施降低風險。在安全生產的同時,保障生產者安全,也是自動化系統的職責之一。電力系統綜合自動化的發展方向對于我國電力系統綜合自動化的技術而言,其發展方向就是對DMS系統進行全面的建立,通過DMS系統,可以提高電氣的綜合管理水平,以適應現代化電力系統技術發展的需要;使電氣設備保護方面的控制得到一定的優化,消除大面積的停電故障,提高供電系統的可靠性;電量、電壓以及功率等各種類型的運行參數,對電力平衡、精確計量、負荷監控等多種功能有著相關影響;改變了現行的變電值班模式以及運行操作,實現了真正意義上的無人值守的變電站的管理模式,真正達到了精兵簡政的目的。數據共享作為變電站自動化的一個主要特點,將監控和保護功能集成在同一裝置里,是實現數據共享的主要途徑之一。對于而言,其所需的多項數據與繼電保護所進行處理的數據是相同的,所以將分布式類型的變電站SCADA集成到相關的微機保護中,使監控和保護對一個硬件平臺進行共用,那么就可以實現非常明顯的經濟性。
4 結語
目前,電力系統的綜合自動化已經進人以計算機技術和監控技術發展為重點標志內的階段,但對于我國這樣一個電力需求大、電網建設復雜而電力系統綜合自動化改革開始比較晚的國家來說,在追趕先進技術的同時,還必須要注重對傳統技術和設備的改進,只有這樣才能保證電力系統綜合自動化的早日全面實現。
參考文獻:
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[2]姚剛,賀家李,王鋼,李繼平.電力系統自動化設備的電磁兼容技術[J].電力系統及其自動化學報,2000年04期.
目前變電站自動化系統中遠動數據和信息都是通過后臺監測系統來進行發送到主站的,這就存在著一旦后臺監測系統無法正常運行時,這些遠動數據和信息則會無法發送,而無論是廠家來人進行修理還是自行修理都是需要一定時間的,使系統的正常運行受到較大的影響。所以為了避免這種情況的發生,可以將利用監控系統的通訊單元向調度主站進行直接發送,這樣這部分數據和信息就不需要經過監測系統,即使監測系統發生故障,也不會對這些數據和信息的發送受到影響。
2電力系統自動化發展的必備條件
2.1信息技術的應用電力系統自動化的實現是經信息技術為基礎而進行的,所以需要通過對計算機的控制情況進行充分的了解,這樣才能更好的推進自動化的實現。電力系統中各個電子設備在運行過程中,都需要利用計算機信息技術來實現全面的監控功能,這樣才能有效的確保其正常的運行。同時還存在著各種不同的問題,這與電子設備處所位置也極大的關系,所以存在的問題也存在較大的差別,在這種情況下,則需要利用計算機技術實現有效的排查和分析,能過數據推算功能,能夠使問題得到較好的解決。計算機信息技術在這一過程中有效的發揮了其計算和研究的功能,代替了人的工作,所以電力系統自動化的運行和實現離不開信息技術的應用。
2.2需要具有較高素質的人員電力系統自動化的實現,并不是說不需要員工進行工作了,相反對員工的專業技能水平有了更高的要求,所以電力企業需要加強對員工專業技能的培養,使其能夠對先進技術進行準確的濱,這樣在自動化系統運行時才能夠及時發現問題并進行有效的控制,只有員工整體素質提升了,才能更好的在電力系統自動化建設中履行好自己的職責,從而加快電力系統自動化建設的快速發展。
2.3具有非常好的市場發展前景電力系統的自動化建設需要依靠先進的技術為指導,從而實現全面的整合發展,實現電力系統整體的控制能力,實現全網的集中控制,一體化的發展,所以電力系統自動化具有良好的發展前景。
3電力系統自動化技術的應用
3.1計算機智能控制技術的應用計算機智能技術是基于神經網絡所具有非線性、并行處理能力和自組織自學習的能力發展起來的,由于神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的,而且其信息隱含在連接權值上,而要想實現對權植進行調節,則需要依據一定的學習算法來進行,從而實現神經網絡從M維空間到N維空間復雜的非線性映射。
3.2變壓器的設備在線狀態監測電氣設備的檢修維護大致經歷了故障檢修、定期檢修和狀態檢修三個階段。要實現電氣設備的狀態檢修,最基本的是要實現狀態監測,要對電氣設備的運行狀態進行實時地、全面地、真實地掌握,并及時的檢測出電氣設備在運行中各種狀態參數及其變化趨勢。這樣才能對設備可能存在的缺陷及故障進行準確的分析和判斷。
3.3專家系統控制技術的應用專家系統在電力系統中的應用范圍很廣,包括對電力系統處于警告狀態或緊急狀態的辨識,提供緊急處理,系統恢復控制,非常慢的狀態轉換分析,切負荷,系統規劃,電壓無功控制,故障點的隔離,配電系統自動化,調度員培訓,電力系統的短期負荷預報,靜態與動態安全分析,以及先進的人機接口等方面。
3.4自動化安全保障能力自動化系統通過對日程運行及電力數據的存儲和恢復都起到了保障作用,這樣利用這些數據可以更好的制定預算計劃,進行系統更新和安全指標的修訂,而且還可以在系統運行存在安全隱患和危及生命安全時,及時采取有效措施,降低風險,使從業人員的安全得到保障。
4結束語
摘要:現代社會對電能供應的“安全、可靠、經濟、優質”等各項指標的要求越來越高,相應地,電力系統也不斷地向自動化提出更高的要求。電力系統自動化技術不斷地由低到高、由局部到整體發展,本文對此進行了詳細的闡述。
關鍵詞:電力系統自動化;發展;應用
1 電力系統自動化總的發展趨勢
1.1 當今電力系統的自動控制技術正趨向于。
①在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。
②在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。
③在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。
④在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。
⑤在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
1.2 整個電力系統自動化的發展則趨向于:
①由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。
②由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。
③由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。
④由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。
⑤裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。
⑥追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制。
⑦由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。
近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。
2 具有變革性重要影響的三項新技術
2.1 電力系統的智能控制。電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:
①電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。
②具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。
③不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。
智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
2.2 FACTS和DFACTS。
2.2.1 FACTS概念的提出。在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術――柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。
所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。
2.2.2 FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀。各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。
ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。
2.2.3 DFACTS的研究態勢。隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關??梢哉f,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。
DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
2.3 基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統。
2.3.1 基于GPS統一時鐘的新一代EMS。目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。
2.3.2 基于GPS的新一代動態安全監控系統。基于GPS的新一代動態安全監控系統,是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統,主要由同步定時系統,動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術,為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物――PMU(相量測量單元)設備,正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。
【關鍵詞】電力系統;系統自動化
一、自動化控制技術分析
分層分布式自動化系統從軟硬件上分層分級考慮了變電站的控制與防誤操作,提高了變電站的可控性及控制與操作的可靠性。綜合自動化站可采用遠方、當地、就地3級控制,而常規站只能通過控制屏KK把手控制;常規站電氣聯鎖設計聯系復雜,在實際使用中,設備提供的接點有限且各電壓等級間的聯系很不方便,使得閉鎖回路的設計出現多余閉鎖及閉鎖不到的情況。綜合自動化站可方便地實現多級操作閉鎖,可靠性高。
1.常規站,人是整個監控系統的核心,人的感官對信息的接受不可避免地存在誤差,其結果就會導致錯誤的判斷和處理。人接受信息的速度有一定限制,對于變化快的信息,有時來不及反應,可能導致不正確的處理。而且個人的文化水平、工作經驗、責任心等因素都會影響信息的處理,可以說常規站人處理信息的準確性和可靠性是不高的。運行的實踐證明,值班人員的誤判斷、誤處理常有發生。綜合自動化站的核心為系統監控主機,用成熟可靠的計算機系統實現整個變電站的控制與操作、數據采集與處理、運行監視、事件記錄等功能,可靠性高且功能齊全。
2.變電站自動化系統簡化了變電站的運行操作,可方便地實現各種類型步驟復雜的順控操作,且操作安全快速,對于全控的變電站,線路的倒閘操作幾分鐘便可完成;而常規站實現同樣的操作往往需要幾個小時,且仍存在誤操作的隱患。
3.常規變電站控制一般采用強電一對一的控制方式,信息及控制命令都是通過控制電纜傳輸。計算機監控系統控制命令的傳輸由模擬式變成數字指令,提高了信息傳輸的準確性和可靠性。特別是分層分布式自動化系統,各保護小間與主控室之間采用光纜傳輸,提高了信息傳輸回路的抗電磁干擾能力。分散式布置,控制電纜長度大為縮減,在相同控制電纜截面時,斷路器控制回路的電壓降減少,有利于斷路器的準確動作。規劃院最近將全國5個500 kV站作為綜合自動化的試點,也從側面反應電力系統業內人士對自動化監控系統可靠性的認同。
二、我國電力系統綜合自動化的發展方向
我國電力系統綜合自動化的發展方向就是全面建立DMS系統,通過DMS系統,一,可以提高電氣綜合管理水平,適應現代電力系統技術發展的需要;二,使電氣設備保護控制得到優化,消除大面積停電故障,提高供電系統的可靠性;三,能夠建立快速電氣事故處理機制,使故障停電時間減到最短,對生產裝置的影響也可以大大降低;管理人員可以隨時掌握整個電力系統運行情況以及電流。電壓、電量、功率等各種運行參數,實現電力平衡、負荷監控、精確計量和節約用電等多種功能;四,改變了現行的運行操作及變電值班模式,實現了真正意義的無人值守變電站管理方式,達到大幅度減員增效的目的。
三、對電力系統綜合自動化的幾點思考
電力系統綜合自動化是一個集傳統技術改造與現代技術進步于一體的技術總體推進過程。雖然,當前電力系統的綜合自動化已經進入以計算機技術和監控技術開發為主要標志內的階段,但對于我國這樣一個電力需求大、電網建設復雜而電力系統綜合自動化改革開始較晚的國家來說,在追趕先進技術的同時,還必須要注重對傳統技術和設備的改進,只有這樣才能保證電力系統綜合自動化的早日全面實現。
四、具有變革性重要影響的新技術
1.電力系統的智能控制
電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:
(1)電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。
(2)具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。
(3)不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。
智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
2.FACTS和DFACTS
(1)FACTS概念的提出
在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術——柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。
所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。
(2)FACTS的核心裝置之一——ASVC的研究現狀
各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。
ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。
(3)DFACTS的研究態勢
隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關??梢哉f,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。
DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
關鍵詞:自動化系統
Abstract: with the increase of the China's overall strength, the expansion of international exchange, the people's living standard is improved, now the application of electric power system in our country has made some achievements, at present the application of high-tech matures, especially advanced system of our country electric power industry equipment make obtained the rapid development, along with the social various departments of the efficiency of the production is increasing day by day, this paper dielectric according to the many years of work experience in the power system occupying the present situation of the operation, the author put forward some debugging strategy application effective management measures, as to the automation of electric power systems research aspects of a reference.
Keywords: automation system
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:
1綜合自動化系統
電力系統結構圖紙設計完成之后,電力自動化得到了開放式的管理與lED并網,可實際相關的靈活系統運行,已不能滿足了高類別的變電站的運行需求。
1.1變電站電網自動化系統結構功能
電力自動化系統結構的功能:
(1)微機保護。含母線保護、多次重合閘、電容器保護、變壓器的保護、備用電源能的自投。
(2)電力數據采集相近與采集的狀態。
①電力模擬量的采集:每個系統進出線的電力回路功率與電力的電流值、各階段母線電壓;配電網相位及電力頻率等電力的電量的參數以及變壓器的壓力,溫度等非電參數。
②狀態的采集:有變壓器分、接地刀閘狀態、開關的狀態、斷路器狀態等,信號多數使用光電隔離方式開關量中斷進行輸入。
(3)關于時間上的記載和障礙點的記錄。包括保護行動序列記錄,及開關跳閘的記錄,可存放100個時間記錄。
(4)規劃整定保定值。對保護裝置,可以是設置多方面的定值,顯示需要進行切換。
(5)操作與控制??梢詫ψ儔浩鬟M行分別接頭調節控制,對進行控制隔離開關合與分,還可對斷路器調換。
(6)電容器自動調控、電壓的自動調控以及備用電源的自動投入,電容器可以自動的切換通過電壓和功率因子的自控變壓器。如果主電源失效,可以自動投入備用的電源。
(7)和遠程調控中心互相通信??梢詫⒉杉臓顟B量實時送往遠程調控中心,方便裝置的遠程調控,接受遠程調控中心所發來的一些指令。
(8)數據統計以及記錄。整點數據日報表、每日峰值以及谷值、輸電線的功率、電壓等數據被系統所采集,主要是一些脈沖量、狀態量以及數字量等,對這些進行一些處理,并送往監控系統的調控中心,對這些數據進行操作控制以及進行修改和對記錄的歸檔等操作。
(9)人機通信功能。無論變電站有無人值班,都可以對系統進行實時的監控,有人時可以在當地的后臺機上進行操作,無人時可以在遠方的調控中心進行遠程的調控,通信界面主要是屏幕以及鍵盤和鼠標等。
1.2變電站自動化常見的通信方式
變電站的自動化系統通常采用的接口有以太網數據以及串行數據的接口等。
2變電站自動化的調試的內容、目的與常見的故障
2.1調試的目的
變電站的自動化調試的目的是檢驗各變電站無人值班自動化系統的各部分(信息傳輸系統、調控信息處理系統以及自動化中斷裝置),包括各部分控制對象的計量及其控制、各種參數的測量、自動裝置動作的信號、繼電保護以及位置狀態信號燈有關信息是否正確,運行是否能正常。
2.2調試的內容
變電站自動化系統調試的內容主要是指針對系統所包含的設備進行的安裝調試的工作,包括GPS衛星時鐘、網絡交換機、網絡設備、后臺計算機以及二次電纜和通訊線等的調試安裝工作,還包括裝置參數的設置以及數據庫和內部的監控系統軟件等方面工作。
2.3經常性的調試困難與故障
由于多方面的原因,像廠家過多,中間的環節比較多,調試的內容比較復雜,在安裝變電站調試過程當中會造成如下的困難:
(1)在本體的調試當中,由于中間的環節多,出現遙測、遙信等故障之后,找到故障的點比較困難,這樣就把很多的時間和精力都花費在故障的排除上面。
(2)變電站與調度是聯系密切的,變電站需要變電站與調度端之間相互配合才能順利進各項數據的采集,上報,調度等各項命令工作。
(3)小電流和直流等設備廠家比較多,并且多數有自己的通訊的規約,不同的規約方式帶來了通訊的調試的困難。
3 電力系統及其自動化研究方向
(1)智能保護與變電站綜合自動化 將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點,大大提高電力系統的安全水平。研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于35kV~500kV各種電壓等級變電站變電站綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。
現階段,我國在通信技術、電力技術及微機技術等方面取得了較快的技術突破,相應地,電力系統自動化及智能化技術也開始嶄露頭角,并在電力系統領域得到了實際應用。隨著我國各行業電力需求數量猛增,探究電力系統自動化實際應用及其未來發展態勢就更顯重要。
關鍵詞:
電力系統;自動化;應用;發展態勢
電力系統自動化是電力調度的重要技術手段,在應對電網輸配電壓力方面彰顯出其技術優越性。本文從電力系統自動化的應用概況分析入手,簡要分析電力系統自動化的相關應用技術,展望電力系統自動化技術的未來發展前景及趨勢。
一、現階段我國電力系統及其自動化的主要技術類型及其應用
1、電力數據的獲取及劃分
從技術形態上看,電力系統自動化技術可以經由電力系統網絡獲取基本的原始數據,也可以借助于對電網原始數據的分析,獲得更為詳盡的動態數據[1]。電力系統自動化技術的最大技術特點及優勢在于其可以從紛繁復雜的電網數據中進行更加細致的數據劃分,其主要的技術應用要點集中在以下幾點:首先,電力系統自動化憑借其數據儲存裝置可以實時收集電力系統網絡產生的原始數據,為數據再加工創造條件。其次,對電力系統設備裝置具備的基本參數及數據加以歸集,進而可以全程跟蹤了解電力系統裝置設備的運行狀況。第三,電力系統在供配電服務時,會與電力使用用戶產生信息數據上的對接,電力系統自動化技術也能夠對該部分數據進行整理,然后通過對該數據進行深度解析,可以了解電力網絡的運營情況。
2、電網電力自動化調度
電力系統是一個整體的網絡架構構成,其中涉及到多層次的電力調度及調配,而電力系統自動化能夠憑借其在電力數據采集、整理、跟蹤、分析等方面的技術優勢,更好更全面地調度全網電力。從實際應用上看,電網電力自動化調度也是電力系統自動化真正體現其技術優越性的表現,一方面電力系統整體運行狀況可以在電力系統自動化技術下得到實時反饋,另一方面根據電力供配電及電力調度的緊急程度,電網電力自動化調度可以在滿足電網供電安全穩定的前提下,提高各級電力調度的經濟性,以優化電力企業運營成本。
3、電力系統監控網絡的布設及應用
現階段用于電力系統運行信息及狀態監控的裝置主要是電力網絡錄波儀,其主要是通過對電網電磁的運行隱患及數據故障進行深入分析,以得出相應的電網運行實時狀態信息。但隨著電力網絡更趨復雜,電力信息數據更新日漸頻繁,這一電力系統監控措施逐漸顯露出不足。在通信技術、監控技術、GPRS技術走向更高的技術成熟度的背景下,電力系統自動化衍生出一種可以借助于光纖設備及測量裝置的新式電力系統監控網絡[2]。其應用流程如下:首先,針對電力用戶電表計量裝置,借助GPRS技術獲取相關電力數據信息,并將其傳輸到電力系統監控設備處理中心。其次,架設可以將電力系統監控網絡與電力用戶電力計量裝置相連接的電力信息數據采集匯總中心,再借助于GPRS技術,實現用電用戶信息數據與電力企業的實時數據傳輸,在做出相關電力調度及調配操作指令后,電力系統監控網絡可以第一時間將指令傳達到電力系統中央控制處理器內,最終實現電力系統運行狀態的保持或實時調整。
二、電力系統及其自動化技術未來發展態勢展望
電力系統及其自動化技術在技術成熟度上逐漸完備,一方面有賴于我國電網系統架構的完善,另一方面依附于電力及智能化控制技術的日益改進。縱觀電力系統及其自動化應用概況,可以從下述兩方面對電力系統及其自動化技術的未來發展進行展望及預估:
1、基于電力行業大方向的電力系統自動化發展趨勢
在社會各行業用電需求大幅攀升的背景下,電力系統及其自動化除了要具備技術環節的先進性外,還要著力在電力系統供配電的及時性、安全性、可靠性等方面加以提高改進[3]。而電力系統及其自動化在技術演進上也大致要緊隨電力行業及市場的發展大勢,在以下幾方面改善其技術表現并實現動態持續發展:第一,電力網絡系統中電力自動化技術的普遍及廣泛應用,在國家、省級、地方各級供配電系統中,電力系統及其自動化都能夠充分發揮出其供配電時效快,技術穩定性好等特征。第二,電力系統及其自動化兼具經濟實用性及技術可靠性,應在電力系統自動化裝置及設備日益完備的趨勢下,再次提高自動化技術在電力行業中的匹配性。第三,電力系統構成較為復雜,電力系統自動化能夠在最優化的電力系統運行環境下,最大化地縮減電力行業及電力設備裝置的能耗比重,這既契合電力行業環?;l展前景,又是電力系統自動化技術的可達方向。
2、基于電力系統技術環節的電力自動化發展演變
電力系統各個環節作為有機構成部分,其在技術上也有著一些較為清晰的發展輪廓,具體而言,電力系統技術環節領域內,電力系統自動化發展趨勢前景如下:首先,電力系統自動化在電力系統故障排查,電力信息數據采集整理等環節將依托于通信技術及模糊控制技術的發展,實現故障排查的高效化及電力信息數據處理的精準化。其次,電力系統自動化在電力系統各組件的運轉協調方面逐步向著智能化及環?;较虬l展,電力系統自動化將帶有更強的智能操作屬性。
三、結語
綜上所述,電力系統在滿足人們生產生活用電需求方面起到不可代替的關鍵作用,而電力系統自動化的出現及發展則為電力系統網絡架構的正常穩定運行提供了必要的技術支撐。在電力技術不斷發展向前的當下,電力企業及電力行業技術人員應對電力系統自動化的應用流程及發展趨勢進行分析及把握,以使電力系統真正發揮其社會效益和經濟效益。
參考文獻:
[1]任金花.電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用[J].商品與質量,2015,(46):262.
[2]魏亞莉.淺談調控一體化在電力系統自動化中的應用[J].科技與企業,2016,(5):84.