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試論電力系統中電氣自動(dòng)化技術(shù)
隨著(zhù)我國各項事業(yè)的快速發(fā)展,電氣自動(dòng)化領(lǐng)域也在根據國家發(fā)展的需求不斷更新自身發(fā)展的目標,以適應市場(chǎng)發(fā)展需求,提高自身發(fā)展的技術(shù)含量。電力系統的電氣自動(dòng)化的發(fā)展也走入了一個(gè)新的歷史階段,在不斷的創(chuàng )新和完善的過(guò)程中,其因適用性更廣、專(zhuān)業(yè)面更寬等特點(diǎn)而逐漸的顯現出更大的應用優(yōu)勢。
一、 電氣自動(dòng)化系統的現狀與發(fā)展
我國從20世紀90年代以后,利用電氣監控納入分散控制系統實(shí)現熱工控制協(xié)調,標志著(zhù)電氣系統開(kāi)始進(jìn)入DCS時(shí)代。DAS是早期進(jìn)入DCS的數據采集系統,主要是在DCS中實(shí)現對重要電氣開(kāi)關(guān)量和模擬量以及電度脈沖量的狀態(tài)監視、 越限報警和事故順序記錄、打印報表等工作。計算機監控系統也廣泛的應用于網(wǎng)絡(luò )控制室中。然而現階段的電氣控制系統中,電氣控制系統還沒(méi)能取消常規的手動(dòng)控制方式,電氣控制屏還得以大量的保留。不僅無(wú)法減少單元控制室的面積,而且也加大了電氣控制系統的投資,并沒(méi)有實(shí)現真正意義上的計算機控制。
網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )可靠性的不斷提高,電氣控制和電氣保護設備也在不斷的發(fā)展,這些都為電氣網(wǎng)絡(luò )化的實(shí)現提供了優(yōu)越的外部條件。電力系統電氣部分的綜合化,必將隨著(zhù)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )的不斷擴大而實(shí)現,并最終歸入DCS系統中,從而實(shí)現信息資源在全廠(chǎng)范圍內的共享,整個(gè)電力系統的自動(dòng)化水平也必然會(huì )達到一個(gè)新的高度。
二、自動(dòng)化技術(shù)系統的配置應用
1.遠程監控技術(shù)
智能化遠程控制、集中控制以及現場(chǎng)總線(xiàn)系統控制方式是電氣自動(dòng)化系統配置的應用主體。智能化遠程控制利用硬接線(xiàn)電纜將采集柜和現場(chǎng)的信號進(jìn)行連接,并利用光纖、雙絞線(xiàn)等將 DCS主機和采集柜進(jìn)行連接,這種方式將電纜材料極大的節省了,簡(jiǎn)化了安裝環(huán)節,降低了操作成本,有效降低了控制面積,將整體系統的可靠性和智能型提升了一個(gè)較高的層次,實(shí)現了自檢、數據處理及自校正等功能。集中控制主要是通過(guò)利用現場(chǎng)的電氣饋線(xiàn)設置設備的接口,然后采用硬接線(xiàn)電纜合理連接集散控制系統的通道,實(shí)施對發(fā)電全場(chǎng)的監控。其具有良好的維護運行效果,較為快速的對應速度,針對監控站實(shí)施的防護水平適中,DCS 的系統成本造價(jià)也相對合理等特點(diǎn)。
2.集中式監控技術(shù)應用
集中式監控技術(shù)在電氣工程中得到廣泛使用的原因在于該系統具有設計比較容易、操作比較簡(jiǎn)單且日常維護方便都比較容易等特點(diǎn)。在電氣工程中能夠更加容易的滿(mǎn)足工程的需要,不需要投入太多其他設備,大幅度減少成本支出。集中式就是在一個(gè)系統中對全部項目運行進(jìn)行處理。由于之間的單獨散亂的監控需要用到多個(gè)處理器,需要的電纜數量也比較多,這就造成成本投資的增加,加上多種電纜攪合在一起,會(huì )造成系統引入安全性和可靠性低現象。同時(shí),電氣工程中的斷路器以及隔離刀閘均在使用硬接線(xiàn),而這種硬接線(xiàn)由于其質(zhì)地比較硬在連接時(shí)其緊密度比較弱,因此,常出現連接點(diǎn)連接失靈的問(wèn)題,直接影響整個(gè)電氣工程的所有設備在一段時(shí)間內無(wú)法運行,短時(shí)間的暫停運行直接造成整體的極大損失。因此,通過(guò)選擇集中式監控技術(shù),實(shí)行統一監控,不但使電氣工程處于一種有序運行的模式,還減少工程的投入。
3.現場(chǎng)總線(xiàn)監控技術(shù)應用
現場(chǎng)總線(xiàn)監控技術(shù)是當前電氣工程使用最為廣泛且有效性最高的一項技術(shù)。它的主要工作原理是根據電氣工程實(shí)際的不同間隔采取相對應的措施,其監控具有較好的針對性�，F場(chǎng)總線(xiàn)監控技術(shù)能夠適量的減少隔離設備以及端子柜等的使用,能夠減少電氣工程的大量設備成本投入[2]。加上這種技術(shù)擁有遠程監控技術(shù)的特點(diǎn), 所有電氣工程設備均是采取現場(chǎng)安裝,選擇最直接最省電纜的方式,并且是以通訊方式來(lái)連接監控設備完成全部監控過(guò)程,這種模式能夠大量節約成本資金,增加電氣工程的效益。同時(shí),由于設備之間主要是通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )信號設備相互連接,其獨立性和靈活性相對比較強,一個(gè)設備出現故障不會(huì )波及全部設備,提整個(gè)電氣工程的安全性和可靠性。
三、電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統中的應用
1、電力系統調度自動(dòng)化
電力系統調度自動(dòng)化技術(shù)是目前發(fā)展最快的技術(shù)之一,其功能的強大性能夠確保電力系統在運行過(guò)程中的準確性、可靠性和經(jīng)濟性。電力系統的數據采集和監控功能是調度自動(dòng)化的基礎,此外,電力系統的市場(chǎng)運營(yíng)和決策也是不可忽略的環(huán)節。
2、變電站自動(dòng)化
變電站自動(dòng)化技術(shù)是采用現代通信技術(shù)、先進(jìn)的計算機技術(shù)、電子技術(shù)以及信息處理技術(shù),實(shí)現對變電站的二次設備的重新組合和優(yōu)化設計,對變電站全部設備的運行都能夠實(shí)現實(shí)時(shí)監控。變電站自動(dòng)化除了滿(mǎn)足變電站運行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分,是電力生產(chǎn)現代化的一個(gè)重要環(huán)節。這種綜合性的自動(dòng)化監測系統能夠提高變電站運行的穩定性,降低運行維護的成本,實(shí)現輸電過(guò)程的高質(zhì)量,保證經(jīng)濟效益。
3、配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)
長(cháng)期以來(lái),配電網(wǎng)只能夠采取手工操作的控制方法,隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,逐漸能夠運用獨立的孤島自動(dòng)化技術(shù),但是對電能的分配方面還是存在不足之處,因此,配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)對于電能的分配和監控十分重要。配電網(wǎng)自動(dòng)化主要包括饋線(xiàn)自動(dòng)化和自動(dòng)制圖、設備管理、信息分析和配電網(wǎng)分析自動(dòng)化,它依靠大量的智能終端、豐富的后臺軟件和數據庫資料支持,通過(guò)信息技術(shù)的帶動(dòng),實(shí)現配電網(wǎng)自動(dòng)化,確保了對電能的充分利用。
四、電力系統及其自動(dòng)化的研究方向
1、電力市場(chǎng)理論與技術(shù)
第一,認真研究有關(guān)電力市場(chǎng)的運營(yíng)模式,深入探討運營(yíng)過(guò)程中各步驟的具體規則和流程。第二,提出適合我國現階段狀況,電力市場(chǎng)運營(yíng)模式的期貨交易、轉運服務(wù)等模塊的具體數學(xué)模型和算法。第三,緊緊圍繞我國模擬電力市場(chǎng)運營(yíng)中亟待解決一些的理論問(wèn)題。
2、光電式電力互感器
光電互感器根據高壓側工作單元是否需要供電,可分為有源型光電互感器和無(wú)源型光電互感器兩大類(lèi)。光電互感器有著(zhù)傳統電磁式互感器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),是電磁式互感器理想的替代品。雖然,國內在光電式電流互感器的研究方面特別是高電壓等級上還面臨一些問(wèn)題,但是隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和研究的深入,光電互感器取代傳統互感器將只是一個(gè)時(shí)間上的問(wèn)題,必將使電力互感器技術(shù)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。
3、電力一次設備在線(xiàn)狀態(tài)檢測
對電力系統一次設備如汽輪機、發(fā)電機、斷路器、變壓器以及開(kāi)關(guān)等設備進(jìn)行連續長(cháng)期的在線(xiàn)監測,不僅可以監視設備的運行狀態(tài),而且還可以分析各參數的變化趨勢,判斷是否存在故障的先兆,從而延長(cháng)設備的維修保養周期,提高設備的利用率,為電力設備由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)度提供保障。
4、變電站綜合自動(dòng)化與智能保護
此理論針對電力系統保護的新原理進(jìn)行了研究,將國內外最新的網(wǎng)絡(luò )通信、人工智能、自適應理論、綜合自動(dòng)控制理論以及微機新技術(shù)等應用于新型的繼電保護裝置中,使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點(diǎn),從而大大提高了電力系統的安全水平。
5、電力系統分析與控制
對在線(xiàn)測量技術(shù)實(shí)施相角測量、研究電力系統穩定控制理論與技術(shù)、選擇小電流接地選線(xiàn)方法、探討電力系統振蕩機理及抑制方法、研究發(fā)電機跟蹤同期技術(shù)和調速控制、電力負荷預測方法、電網(wǎng)調度自動(dòng)化仿真、電網(wǎng)故障診斷理論與技術(shù)等。在非線(xiàn)性理論和小波理論在電力系統應用方面,以及在電力市場(chǎng)條件下電力系統分析與控制的新模型、新理論、新算法和新的實(shí)現手段進(jìn)行了研究。
結語(yǔ)
電力系統是一個(gè)較為復雜的系統,雖然當前在電力系統中自動(dòng)化技術(shù)使得電力無(wú)論是在控制、操作,還是處理過(guò)程中變得較為簡(jiǎn)便易行,由于電力系統自身的復雜性,加之我國自動(dòng)化發(fā)展技術(shù)與國際發(fā)展水平相比還有一段差距,所以,我國電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展還應不斷汲取他國的先進(jìn)技術(shù),以促進(jìn)我國電力系統朝向更為健康的方向發(fā)展。相信隨著(zhù)科技的日新月異,我們會(huì )迎來(lái)科技含量更高的電力系統。
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