浅述电力系统中电气自动化技术的应用
作者:佚名; 更新时间:2017-02-02

  电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,以下是搜集整理的一篇探究电气自动化技术应用方向的论文范文,供大家阅读借鉴。

  【摘 要】目前,随着社会的发展,电气自动化已经成为时代发展的趋势,其在电力系统中的应用越来越广泛。本文结合作者多年来的工作实际经验,主要对应用在电力系统中的电气自动化技术进行了探讨,并阐述了该技术的未来发展趋势,希望能够为促进我国电力系统的自动化发展提供一定的指导意义和借鉴意义。

  【关键词】电力系统;电气自动化技术;应用;发展趋势

  引言

  随着科学技术不断发展,电气自动化技术对电力系统的作用也越来越重要。虽然我国对应用于电力系统中的电气自动化技术研究起步比较晚,但是近年来还是取得了一定的成绩。当然,目前国内的这些技术与国外先进水平相比,仍存在比较大的差距。所以,对应用在电力系统中的电气自动化技术展开研究已经迫在眉睫。

  1、电力系统中电气自动化技术应用方向

  1.1 电力系统自动化实时仿真系统的应用

  随着科学技术的不断进步,电气自动化技术的应用逐步得到普及,这得益于计算机技术的日趋完善,该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下,还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行,还能用以协助科研人员测试新装置,且多种控制装置都能与其构成闭环系统,从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进,方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究,从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。

  1.2 综合自动化技术与智能保护的应用

  目前,国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平,智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平,研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中,对电力系统自动化保护的新原理进行了研究,可以大大提高电力系统的安全水平,使得新型保护装置具有智能控制的特点。

  1.3 电力系统中人工智能的应用

  电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究,并且结合电力工业发展的需要,开展了电力系统智能控制理论与应用的研究,同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。

  1.4 电力系统配电网自动化技术

  该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型,输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合,负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行,最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破,主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面,最终,解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题,正是因为采用数字信号处理技术,才得以提高了载波接收灵敏度。

  2、电气自动化技术在电力系统中的应用

  2.1 计算机技术在电力系统自动化应用

  计算机技术是电气自动化相关技术中最主要的技术,其应用涉及到电力系统运行中的输电、配电、变电、发电、供电的各个环节。

  2.1.1智能电网技术的应用

  信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一,电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,是一个最具典型性的技术,涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机技术的系统中,同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。目前这种数字化电网建设,一定程度上可以说是智能电网的雏形,实际上也为我国建设智能电网做着准备工作。智能电网中较为典型的有智能电网的通信技术,同时在建设的过程中需要很多依托计算机的技术,需要具备实时性、双向性、可靠性的特征,需要先进的现代网络通信技术的应用,而且该系统也是完全依托计算机技术而存在的,同时具有信息管理系统。

  2.1.2 变电站自动化技术的应用

  可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。

  2.1.3 电网调度自动化的应用

  电网调度自动化是电力系统自动化中最主要的组成部分,目前我国将电网调度自动化分为五级,其中各级电网的自动化调度都是与计算机技术的应用分不开的,从高到低分别是:国家电网、区域、省级、地区以及县级调度。其中最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统,这些装置在计算机系统的连结下形成一个自动化的电网调度系统,将整个的结合起来。其他的主要组成部分有工作站、服务器、变电站终端设备、调度范围内的发电场、大屏蔽显示器、打印设备。计算机在电网调度自动化的作用不仅要实现对电网运行安全分析的监控,还要实现实时数据的采集,更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计等功能。因此种种这些,都是通过电力系统专用广域网连结的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。

  2.2 电力系统自动化中PLC技术的应用

  PLC是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物,其存储器采用了可编程序以实现在其内部存储进行控制、运算、记录等操作指令。该技术是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。该技术近年来被广泛应用于电力系统自动化中,解决了传统控制系统内可靠性低、接线复杂、灵活性较差以及耗能高等缺点。   2.2.1 PLC技术的数据处理

  PLC可以完成数据的采集、分析及处理,具有排序、查表、数学运算、数据转换、数据传送以及位操作等功能。这些数据可以利用通信功能传送到别的智能装置,可以完成一定的控制操作,与存储在存储器中的参考值比较,也或将它们打印制表。数据可用于过程控制系统,也可以处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统。

  2.2.2 PLC技术的闭环过程控制

  闭环过程控制是指对压力、温度、流量等连续变化的模拟量的闭环控制,PLC通过模拟量I/O模块对模拟量进行闭环PID控制,并且实现数字量与模拟量之间的D/A、A/D转换。可使用专用的PID模块,也可用PID子程序来实现。

  2.2.3 PLC技术的开关量控制

  火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。在许多行业中应用到PLC进行开关量控制,如机床电气控制、电机控制以及电梯运行控制、汽车装配线和啤酒灌装生产线等。PLC技术的输出和输入信号都是通 / 断的开关信号。工业控制中应用最多的控制是开关量的逻辑控制。控制的输出、输入点数均可通过扩展实现,从十几个到成千上万个,均可以不受限制地自动化控制,节省人力,提高效益的作用十分明显。

  2.2.4 PLC技术的顺序控制

  随着国家对节能减排要求的逐步提高以及改革的深入,近年来大型火电企业的辅助系统均已由原来的继电控制器升级成PLC控制系统,该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益,已成为各企业的管理最终目标。因此随着科技的进步,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,而采用PLC控制系统不仅可以通过信息模块单独控制某个工艺流程,并且可以与通信总线连接来协调全厂生产工作。

  3、综合自动化技术发展趋势

  由于我国电力系统综合自动化技术起步较晚,在很多方面与国外技术水平还有很大差距,所以需要我们在学习和借鉴国外先进技术的同时,结合我国的实际情况,研究和开发更加符合我国国情的综合自动化系统。

  3.1 保护、控制、测量一体化

  鉴于目前的运行体制、人员配备、专业分工,我国的自动化系统主要采用站内监控采集数据而保护相对独立的模式,以提供较清晰的事故分析和处理的界面。但是从技术合理性、减少设备重复配置、简化维护工作量以及发展趋势等方面考虑,将保护与控制、测量结合在一起会更有优势。

  3.2 国际标准的应用

  近年来,IED电力自动化方面有了广泛应用。为了实现不同厂家IED 设备的信息共享和互操作性,使厂站电气综合自动化系统成为开发系统,国际电工委员会制定了IEC61850国际标准。为了与国际接轨,国内已经开始了基于IEC61850标准的电气综合自动化系统的产品研发,相信这将是未来自动化系统的一个发展方向。

  3.3 以太网技术的使用

  随着经济和社会的发展,人们对电力的需求与日俱增,加之电网系统越来越复杂化,其涉及的数据和信息也越来越多。在这种背景下,电气综合自动化系统所需要采集和传输的数据日益庞大,对通讯的实时性和传输速度提出了更高的要求。以太网具有传输数据量大、传输数据快的优势,能够满足电气综合自动化系统的发展需求,因此,以太网在电气综合自动化系统中必然会有更多的应用。

  4、结语

  综上所述,随着社会的快速发展,电气自动化已经成为时代发展的趋势,其在电力系统中的应用越来越广泛。但我国目前的电气自动化系统也存在问题,阻碍了电气自动化的进一步发展,需要从技术、管理等方面采取措施来解决问题,保障电气自动化技术的不断发展。此外,电子元件的更新换代速度越来越快,电气自动化技术水平的发展速度也在加快,这就要求我们紧跟自动化技术的发展前沿,积极引进先进技术,促进我国电气自动化技术的不断发展。

  参考文献:

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  [3]张锋.浅谈电力系统调度自动化及其发展方向[J].广东科技,2008(8).

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