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淺談電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用
國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了科技的進(jìn)步,而科技的進(jìn)步又反作用于國(guó)民經(jīng)濟(jì),提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。在這樣的背景環(huán)境下,我國(guó)出現(xiàn)了很多高新技術(shù),這些高新技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)中,促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)作為一種新型技術(shù),將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中可以改變電力系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)狀,大大提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率,提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn),在電力系統(tǒng)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)是具有一定合理性的。本文將從介紹我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀入手,介紹電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用方向,分析電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體運(yùn)用,研究電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
1我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)出現(xiàn)了電氣自動(dòng)化技術(shù),但由于當(dāng)時(shí)電氣自動(dòng)化技術(shù)還不成熟,無(wú)法將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。而且,在當(dāng)時(shí)的情況下電力系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)模比較小,在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中更多的是依靠人工操作。在人工操作的情況下,電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中也沒(méi)有出現(xiàn)太大的問(wèn)題,因此也就不需要運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)。后來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們生產(chǎn)生活過(guò)程中的用電量不斷增加,人們對(duì)電力系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的要求越來(lái)越高。在這種情況下,電力系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,所承擔(dān)的壓力越來(lái)越大。在電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的過(guò)程中,電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性出現(xiàn)了較大的問(wèn)題,人們開(kāi)始尋找提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性的途徑。經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)現(xiàn),將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于電力系統(tǒng)中可以有效解決電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率,保證電力系統(tǒng)服務(wù)的質(zhì)量。隨著科技不斷發(fā)展,電氣自動(dòng)化技術(shù)越來(lái)越成熟,在電力系統(tǒng)中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)愈加凸顯。進(jìn)入21世紀(jì)以后,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,電氣自動(dòng)化技術(shù)也發(fā)生了較大的變化,電氣自動(dòng)化技術(shù)智能化成為一種主流的發(fā)展趨勢(shì)。目前,我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模仍處于不斷擴(kuò)大之中,運(yùn)行過(guò)程變得越來(lái)越復(fù)雜。在這種情況下,依靠人工操作是不能保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,必須要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行,F(xiàn)在,電力系統(tǒng) 五遙的目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn),隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,電力系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化程度會(huì)越來(lái)越高,這樣就可以有效減輕工作人員的工作量,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。
2電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用方向
2.1電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)方向
將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于仿真系統(tǒng)中可以獲取大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí),該種仿真系統(tǒng)還可以同步進(jìn)行多種電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的模擬。此外,基于電氣自動(dòng)化技術(shù)的仿真系統(tǒng)還能夠幫助科研人員完成新裝置的測(cè)試工作。仿真系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中可以和多種控制裝置兼容,這樣就可以和這些控制裝置形成閉環(huán)系統(tǒng),以便為輸電系統(tǒng)的研究和智能保護(hù)控制策略的研究提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。電力系統(tǒng)中的數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是從國(guó)外引進(jìn)的,該種仿真系統(tǒng)可以進(jìn)行電力系統(tǒng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)和仿真建模等方面的研究。同時(shí),還可以利用該種仿真系統(tǒng)建立具有仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室,以便科研人員進(jìn)行相關(guān)方面的研究。
2.2電力系統(tǒng)中的人工智能方向
隨著人們生活水平的不斷提高,人們對(duì)電力行業(yè)服務(wù)質(zhì)量的要求越來(lái)越高,進(jìn)而也就提高了對(duì)電力系統(tǒng)的要求。在這種情況下,傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行模式已經(jīng)不能滿足人們的需要,必須要建立更加先進(jìn)的電力系統(tǒng)。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化運(yùn)行,進(jìn)而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率和服務(wù)的質(zhì)量。目前,人工智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是為了提高查找電力系統(tǒng)運(yùn)行故障的準(zhǔn)確度和效率。電力系統(tǒng)比較復(fù)雜,在運(yùn)行的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)故障,如果不及時(shí)找到故障發(fā)生的位置并解決故障將帶來(lái)嚴(yán)重的后果。但是依靠人工查找故障的難度是比較大的,而且效率也比較低。人工智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用可以有效解決這一問(wèn)題,不僅能提高故障排查的效率,同時(shí)還可以提高故障排查的準(zhǔn)確度,從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。
2.3電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化方向
配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)比較先進(jìn)的技術(shù),該種技術(shù)采用的是國(guó)際上最為先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)信息模型,在使用的過(guò)程中不僅考慮到了配電網(wǎng)的實(shí)際情況,同時(shí)還應(yīng)用了輸電網(wǎng)的理論算法。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用需要通過(guò)高級(jí)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中需要使用到兩種算法,一種是人工智能灰色神經(jīng)元算法,該種算法主要是用于負(fù)荷預(yù)測(cè)。另一種是配網(wǎng)遞歸虛擬流算法,該種算法主要是用于計(jì)算潮流。這兩種算法的出現(xiàn)使得配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍變得更廣。就目前的情況來(lái)看,配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)具有較為廣闊的應(yīng)用前景。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)不僅可以應(yīng)用于信息配電網(wǎng)一體化模型建設(shè)方面,還可以用于解決配電網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中存在的問(wèn)題,從而使得提高配電網(wǎng)運(yùn)行效率。
2.4電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)與智能保護(hù)方向
現(xiàn)階段,我國(guó)關(guān)于綜合自動(dòng)化技術(shù)的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平,關(guān)于智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)的研究也已經(jīng)追趕上了國(guó)際水平。我國(guó)研發(fā)出的分層式綜合自動(dòng)化裝置具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,可以在各種類型的電站中使用。將較為先進(jìn)的綜合自動(dòng)化技術(shù)和智能保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置中,不僅可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,同時(shí)還可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的智能化水平。
3電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用
隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性,減輕了工作人員工作的負(fù)擔(dān)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括兩方面,分別為計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
3.1計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中具有較為廣泛地應(yīng)用,是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的技術(shù)保障。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣,F(xiàn)階段,在配電、輸電、發(fā)電等環(huán)節(jié)中均需要使用到計(jì)算機(jī)技術(shù)。下文將具體介紹一下計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
第一,介紹智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)中都具有較為廣泛地應(yīng)用,信息管理系統(tǒng)是其中一個(gè)典型代表。在電力系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合在一起,從而形成了可以對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控的智能化控制技術(shù),也被稱之為智能電網(wǎng)技術(shù)。智能電網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的概率比較高,無(wú)論是在配電環(huán)節(jié)還是在調(diào)度環(huán)節(jié)都使用了智能電網(wǎng)技術(shù)。此外,計(jì)算機(jī)技術(shù)還被應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)中。例如在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中和調(diào)度柔性交流輸電系統(tǒng)中都使用到了計(jì)算機(jī)技術(shù),F(xiàn)階段,我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè),進(jìn)行數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)的目的有兩個(gè),一個(gè)是為了提高電網(wǎng)運(yùn)行的效率,保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。另一個(gè)是為未來(lái)的智能化電網(wǎng)建設(shè)做準(zhǔn)備。智能化電網(wǎng)在建設(shè)的過(guò)程中不僅需要使用到智能電網(wǎng)技術(shù),同時(shí)還需要使用到計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的通信技術(shù)等。此外,在智能化電網(wǎng)系統(tǒng)中還應(yīng)包括信息管理系統(tǒng),這樣才能保證智能化電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性;
第二,介紹變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行是電力系統(tǒng)自動(dòng)化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要保證,是其中比較關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。變電站自動(dòng)化運(yùn)行目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)主要是依靠計(jì)算機(jī)技術(shù),在變電站自動(dòng)化運(yùn)行目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中使用到了大量的計(jì)算機(jī)技術(shù)。此外,計(jì)算機(jī)技術(shù)在變電站中的應(yīng)用還實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備集成化、網(wǎng)絡(luò)化的目標(biāo),不要再使用電力信號(hào)電纜,取而代之的是計(jì)算機(jī)電纜和光纖。要想實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化運(yùn)行的目標(biāo)必須要保證記錄統(tǒng)計(jì)工作自動(dòng)化、操縱自動(dòng)化和監(jiān)視自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。變電站對(duì)于供電企業(yè)實(shí)現(xiàn)供電目標(biāo)具有重要的作用,如果沒(méi)有變電站和輸配線路的存在則無(wú)法實(shí)現(xiàn)供電的目標(biāo)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于變電站運(yùn)行管理中不僅對(duì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化具有重要的意義,同時(shí)也可以滿足變電站的使用功能;
第三,介紹電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化包括很多內(nèi)容,而電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化則是其中最為重要的一部分內(nèi)容,F(xiàn)階段,我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)可以分成五種不同的級(jí)別,分別為國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度、跨區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度和縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度,這些電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都是依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化,需要在電網(wǎng)調(diào)度控制中心建立一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)控制電網(wǎng)的調(diào)度工作。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包括很多的設(shè)備,例如工作站、變電站終端設(shè)備、打印設(shè)備等。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中不僅可以對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)還可以獲取電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷情況進(jìn)行評(píng)估。
3.2 PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
PLC是可編程控制器的英文縮寫,PLC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也是依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)。PLC的組成和計(jì)算機(jī)很相似,其中也有存儲(chǔ)器、處理器、輸入輸出設(shè)備等。其中,存儲(chǔ)器不僅可以存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息,同時(shí)還可以執(zhí)行操作指令。PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)中具有較為廣泛地應(yīng)用,PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有效解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題,提高了電力控制系統(tǒng)運(yùn)行的效率,降低了能耗。
第一,介紹PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)處理。可編程控制器本身就具有數(shù)據(jù)處理的功能,利用可編程控制器可以收集數(shù)據(jù),并按照一定的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。同時(shí),還可以將數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)處理的結(jié)果傳輸?shù)狡渌脑O(shè)備中。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)處理功能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的目的;
第二,介紹PLC技術(shù)的閉環(huán)過(guò)程控制。過(guò)程控制的對(duì)象只能是具有連續(xù)變化特點(diǎn)的數(shù)據(jù),例如溫度、壓力等均可以成為過(guò)程控制的對(duì)象。PLC實(shí)現(xiàn)閉環(huán)PID控制主要是通過(guò)I/O模塊。此外,通過(guò)I/O模塊還可以進(jìn)行數(shù)字量和模擬量之間的轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行閉環(huán)PID控制時(shí)對(duì)PID沒(méi)有限制,可以是專用的PID,也可以是PID的子程序;
第三,介紹PLC技術(shù)的開(kāi)關(guān)量控制。在電力系統(tǒng)中存在兩種控制形式,一種是順序控制,另一種是開(kāi)關(guān)量控制,F(xiàn)在,很多行業(yè)都采用開(kāi)關(guān)量控制方式,而該種控制方式是通過(guò)可編程控制器實(shí)現(xiàn)的。例如,電機(jī)控制、機(jī)床電氣控制等均采用的是開(kāi)關(guān)量控制方式。開(kāi)關(guān)量控制方式還可以細(xì)分成不同的類型,在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用頻率最高的開(kāi)關(guān)量控制方式是開(kāi)關(guān)量邏輯控制。采用開(kāi)關(guān)量邏輯控制方式可以擴(kuò)展控制的輸入、輸出點(diǎn)數(shù);
第四,介紹PLC技術(shù)的順序控制。近年來(lái),隨著科技的不斷發(fā)展,很多大型的火電廠都開(kāi)始使用PLC控制系統(tǒng),代替了傳統(tǒng)的繼電控制器。PLC控制系統(tǒng)在電力行業(yè)中的應(yīng)用不僅可以降低能源消耗,同時(shí)還可以提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求越來(lái)越高,PLC控制系統(tǒng)可以滿足生產(chǎn)的要求。
4電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣,在電力系統(tǒng)中的地位愈加凸顯。在這種情況下,必須要重視電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。未來(lái),隨著科技的不斷發(fā)展,電氣自動(dòng)化技術(shù)也將呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)。
第一,電氣自動(dòng)化技術(shù)將向著保護(hù)、測(cè)量、控制一體化的方向發(fā)展,F(xiàn)階段,由于人員配備、專業(yè)分工等多方面因素的影響,我國(guó)現(xiàn)行的電力自動(dòng)化系統(tǒng)主要是用于站內(nèi)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,還是一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較獨(dú)立的系統(tǒng),可以提供較為詳細(xì)的事故分析數(shù)據(jù)。未來(lái),隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展,電力自動(dòng)化系統(tǒng)將逐漸向保護(hù)、測(cè)量、控制一體化的方向發(fā)展,這樣不僅可以減少整個(gè)電力系統(tǒng)中設(shè)備的數(shù)量,同時(shí)還可以精簡(jiǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行程序,從而更好地凸顯電力自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì);
第二,電氣自動(dòng)化技術(shù)將逐漸向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠近,和國(guó)際接軌。目前,國(guó)際上有IEC61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),為了和國(guó)際接軌,我國(guó)在進(jìn)行電氣系統(tǒng)研究的過(guò)程中也逐漸向該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求的電氣自動(dòng)化技術(shù)是有一定合理性的,對(duì)于促進(jìn)電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要的作用。
5結(jié)語(yǔ)
總之,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使得人們對(duì)電力系統(tǒng)的要求越來(lái)越高,使得電力系統(tǒng)承擔(dān)的壓力越來(lái)越大。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用緩解了電力系統(tǒng)的壓力,提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性,同時(shí)也提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率。
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