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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:
[1]龔超,羅毅,涂光瑜;計算機視覺技術及其在電力系統自動化中的應用[J].電力系統自動化,2003年01期
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保化發展前景,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保化方向發展,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.
引言
近幾年來,隨著計算機和通信技術的不斷發展,電力系統已經發展成為融計算機、通信、控制和電力電子裝備為一體的系統。電力系統自動化處理的信息量越來越大,觀測范圍也越來越廣,閉環控制的的對象也越來越豐富。為確保電力系統安全、平穩、健康的運行,對電力系統的各個元件、局部、全系統,采用具有自動檢測、決策和控制功能的裝置,通過信號和數據傳輸的系統,就地或遠距離進行自動監視、調節和控制等,從而達到合格的電能質量。
1 電力系統自動化與智能控制系統
1.1 電力系統自動化
電力系統自動化主要是指通過具有自動控制功能和自動檢測功能的設備對電能傳輸和生產的全過程進行自動化管理和自動化調度。使用自動化技術能夠實現對電力系統遠程和就地的自動控制、調節和監視,為電力系統穩定、安全、正常的運行提供保障,最大限度的滿足電能質量的實際需求。實現電力系統化自動化對提高電力系統運轉水平有著極為重要的現實意義,其自動化主要包括變電站自動化、配電網自動化和以及調度電網自動化等方面。實現電力系統自動化能夠為電力系統穩定、安全的運行提供保障,提高電力系統供電質量,實現電力企業的經濟效益和管理效率。
1.2 智能技術與電力系統自動化的結合
智能技術的發展為電力系統自動化的發展提供了更高的平臺。在電力系統自動化中應用智能技術不僅能夠發展和完善電力自動化技術,而且通過智能系統的有效應用,可以有效協調電力系統的不穩定性。考慮到當前電力系統的發展還不是很成熟,因此為了盡可能的滿足公眾對廉價和便利的電力網絡需求,將智能技術應用到電力系統當中十分必要。但當前我國電力系統自動化水平還不是很高,各方面發展不太成熟,都不同程度的存在一些問題和不完善的地方。
2 電力系統中的自動化技術
2.1 變電站自動化
目前,我國變電站自動化的發展已經取得一定成效,使得變電站運行成本得到了很大程度的降低,增強了電網調度和輸配電的可能性。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。由于變電自動化具有運行狀態穩定、自動化程度高等方面的特點,在各級變電站中得到了廣泛運用。利用自動化技術,能夠將電話人工操作和人工監視取代,從而使得安全運行水平和工作效率大大提高。
2.2 電網調度自動化
電網調度自動化主要包括核心計算機控制系統以及用于實時分析、計算的軟件系統。電網調度自動化技術能夠在進行電力生產時,利用對電網系統安全性和運行狀態的分析和監控,對電力市場進行自動調度,滿足電力市場實際運營需求。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。在發電廠和變電站進行信息收集的部分為遠動端,調度端則主要用于對遠動端收集來的信息進行調度。
2.3 變電綜合自動化
變電綜合自動化通過對現代電子技術、信息處理技術以及計算機技術的運用,對變電站設備、儀器進行優化設計和功能組合,實現對變電站主要線路和相關設備的測量、自動控制以及監視等全面管理。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。該技術具有維護調試和操作簡便等方面的特點,使得變電站保護性能大幅增強,從根本上實現了變電站遠程監控管理手段。
2.4 配電網自動化
配電網自動化技術通過將配電線路和配電變電站結合,共同合成配電網,具有分散、點多、面廣等方面的特點。該技術能夠對配電網運行狀態進行實時監控,從而對配電網運行模式進行改進和優化,當配電網發生故障,出現運行異常現象時,配電網自動化技術能夠將故障及時找出,并予以有效的處理措施。
3 電力系統中的智能技術
3.1 模糊控制
模糊控制主要采用的是一種模糊的宏觀控制系統,它具有易操作性、非線性、隨機性、簡單化和不確定性等特點,這些特點使得監理模糊關系模型變得十分簡單容易,并且具有非常大的優越性。模糊控制方法的優越性在任何地方都體現出來,包括家用電器中,他使得控制操作變得非常容易掌握并且十分的簡單。這種模糊理論的智能技術在電力系統自動化的控制中具有非常實用的價值,因為他能夠模擬人的決策過程和模糊推理過程。
3.2 線性最優控制
最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分,也是將最優化理論用于控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多,最成熟的一個分支。盧強等人提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題,取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。電力系統線性最優控制器目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用,發揮著重要的作用。
3.3 專家系統控制
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。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用。但仍存在一定的局限性。
3.4 神經網絡控制
神經網絡控制是通過人工神經網絡發展而成的,它主要應用在學習方面以及模型結構方面,并且已經得到了廣泛的傳播和成果。神經網絡控制的非線性是目前最受人們關注的,此外它的魯棒能力、處理能力以及自主學習能力也同樣受到人們的關注。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神經網絡。根據具體問題的不同,已經有多種神經網絡結構及其訓練算法在電力系統中得到了應用,主要的神經網絡理論研究有神經網絡的硬件實現問題研究和神經網絡學習算法研究等。
4 智能技術與自動化的發展趨勢
目前, 自動化正由單個單元逐步發展為部分區域乃至整個系統,有單一功能逐步發展為一體化、多功能。在控制策略問題上日益向著適應化、最優化、區域化和智能化方向發展。隨著我國科技水平不斷進步,智能化技術已廣泛運用于各個領域,對電力系統而言,其意義尤為重要。雖然在電力電力系統中,智能技術已得到了廣泛運用,當就目前的發展趨勢來看,以計算機軟硬件為基礎的智能技術在電力系統中還將得到更為全面的應用。此外,智能技術與自動化技術將會得到更加緊密的結合,在電網系統中得到為好的運用。
5 結束語
隨著計算機技術,控制技術及信息技術的發展,電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域,而信息技術的發展,不僅會推動電力系統監測的發展,也會推動電力系統控制向更高水平發展。
參考文獻
中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:
隨著信息化水平的不斷提高,電力系統自動化調度的水平將會越來越高,電力系統傳輸、處理電力信息的能力將會越來越強,對于故障信息的分層處理的效率也將會越來越高。實行電力系統的自動化調度,可以對電力信息進行規范、有序地管理,提高信息的利用價值,縮短事故處理的時間,保證電力系統的迅速恢復,提高電力系統供電運行的經濟效益和社會效益。在我國的電力系統調度中,尤其是對遠距離高壓直流電的傳輸,傳統的電力系統自動化調度模式已經不能適應這種情況,電力系統的高度運行性對電力系統調度提出了更高的要求。由此了更新型的自動化調度理念誕生。
1 電力系統中自動化調度的發展現狀
隨著人們對電力系統需求量的增大,社會的發展,科技的進步都將對電力系統自動化調度起到積極的促進作用。電力系統的自動化調度使電力工作人員的工作變得更加地簡便、有效,對電力系統的運行實行全方面地監控,保證電力系統供電運行的可靠性。
在電力系統自動化調度中,最早是應用電子載波的明線傳輸,在科技發展的輔助下,漸漸使用微波等通信手段,現在已經采用光纖環網來載波通信,提高電力系統自動化調度運行的有效性、快速性,同時保證了電力系統自動化調度傳輸信息的質量與準確,為電力系統的發展打下堅實的基礎。
目前,國內一些電力自動化調度系統,為了保證電力傳輸能在發生故障時正常運行,多數采用雙網、雙機的配置方式來保證電力系統運行的可靠性。但是,這種配置只能解決系統內部故障,一旦發生自然災害導致的系統全面停工的情況,當前的電力系統自動化調度,就不能有效地對電力系統實行監視、控制的功能。
隨著計算機網絡技術的發展,自動化調度連接到網絡上,實行綜合自動化監控電力系統內部的各個設備的運行情況,真正實現電力系統自動化調度,使經濟效益與社會效益都達到最大。
2 電力系統中自動化調度的必然性
在電力系統自動化調度中,數據采集與監控、計算機系統是自動化調度的基礎。自動化調度系統在對電力系統信息的收集、處理中,同時兼顧電力系統的監控、安全分析等職責,以達到電力系統運行水平提高的目的。另外,實行電力系統自動化調度,還可以對電力系統實施經濟調度,通過計算機的輔助計算,降低電力系統運行的成本。
作為監控電力系統運行情況的電力系統的自動化調度,它對國家、社會都有其不可替代的作用。首先,我國西電東送、全國電力系統聯網的建設,使電力系統的運行越來越復雜,出現問題的幾率越來越高。在人力達不到的情況下,實行自動化調度是電力系統建設的大勢所趨;其次,隨著人們對電力的需求量不斷升高,電力市場將會不斷地發展,自動化調度在電力市場中的經濟效益也將不斷提高,適應了電力市場的發展;最后,自動化調度最主要的作用是實現電力系統的無人自動化調度,保證電力系統運行的安全性,在這種環境下,自動化調度對保證國家電力系統的安全性有重大作用。
3 電力系統中調度自動化的合理設計
隨著計算機網絡的普及,電力系統將發展為巨型聯網的發雜系統,常規性的分布式自動化調度已經不能適應龐大的信息數據的收集、處理,所以應該建設更進一步的自動化調度系統。
3.1 自動化調度有關原則
在自動化調度處理電力系統故障的設計中,應該注意一下幾點原則。建設規劃性:自動化調度中心必須及時對可能實現的應用提出預期目標;數據完整性:在電力系統中的信息是根據區域進行自動化調度的,因而在對于電力系統信息的處理上應該注意其完整性,通過故障錄波器進行信息補充;系統安全性:確定故障錄波器錄入數據的安全性,避免自動化調度做出錯誤調度;信息流程規范化:嚴格監控變電站的信息流動,調度信息流程,使其向規范化發展。
3.2 故障信息自動化調度
在電力系統運行中,系統內部或者由于環境影響,都有可能產生電力系統故障問題。自動化調度在處理電力系統故障時,應該以分層過濾為原則,過濾冗余信息,將直接反應故障的信息送到調度中心進行處理,但是在變電站應保留原始信息。自動化調度系統針對不同的故障信息,進行有效地計算、處理,實現信息的訂購與機制,及時有效地解決電力系統故障。
在故障信息的計算、處理過程中,系統應該按照統一規劃、分步實施、逐步完善原則進行,主站在信息不完整情況下,進行可能實現的應用做出合理的預期;在故障信息系統中設置故障錄波器,補充事件量信息,為自動化調度做準備;任何情況下都要把安全設計放在首位,設置設備監控裝置,對保護設備的定值變更、信號復位等進行監控,保證自動化調度的安全性。
3.3 多層自動化調度系統
集中自動化調度往往會暴露一些信息處理準確性與迅速性的問題,為了解決這種問題,現代化的大型電力系統普遍采用多層自動化調度系統,對電力系統的運行可靠性進行監控。多層自動化調度系統將電力系統調度中心加以分層,主調度中心主要負責分配電力系統的調度任務,區域和地區調度中心則負責相關區域的電力信息調度,以保證各區域電力系統的正常運行。
在多層自動化調度中,首要的是注意自動電壓的控制。多層調控將電壓調節分為一、二、三級調節,實行電壓的快速、無規則變化與變化的自動化相結合的自動化調度。但是由于存在電壓分散測量誤差,所以以后的多層自動化調度系統的研究方向即為減少電壓分散測量誤差,實現電力系統自動化調度的低成本、高效性運行。
4 實行電力系統中自動化調度的有效實例
1965年紐約大面積停電事故的發生,使人們認識到電力系統自動化調度的重要性,從而開始加大建設電力系統自動化調度的力度。電力系統的自動化調度的建設涉及到很多的技術問題,包含工業控制、計算機網絡、通信等技術,這些技術為電力系統自動化調度的建設提供了有力的保障,隨著科技技術的發展,電力系統自動化調度的建設也將越走越遠。
在安徽六安供電公司的調度中心,電力系統采用了SCADA系統進行調度自動化設計。它可以對電網功率、溫度等參數進行監控,同時開放網絡界面,加入了人工監控;簡化了系統語句,使可編譯功能的實施更加順暢;對自動化調度的安全、穩定性實行了雙保險。采用SCADA系統要求調度員的業務水平要高,對調度過程中的數據等計算、處理更加熟練,自身的專業素質也要隨著系統的不斷升級而不斷加強,以便適應調度自動化的發展。
較為先進的自動化調度設計還有EMS系統,它將生產、運行、管理為一體,融入了眾多新生技術,設計自動報警系統、計算機運行系統等,為電網的預警、調度方式、狀態等作出快速評估,并且直觀地進行智能調度策略、數據挖掘等,為電網的可靠性、安全性、穩定性作出貢獻。
這些電力系統調度自動化的設計,主要目的都是要減輕工作人員的勞動力,比如,計算機聯網、智能預警系統的裝備等,還有系統自動化數據處理系統,降低事故的發生率,保證電力系統的安全、穩定、可靠。
5 結束語
在我國的電力系統調度理念中,將減少能源消耗,實行輸電與配電的協調運行,保證電力系統的安全、優質、經濟的運行作為目標,并且努力實現電力系統的自動化調度,為電力系統的穩定、安全運行做出貢獻。
參考文獻:
中圖分類號:TM713
前言
根據變電站自動化監測系統特點,電力系統自動化系統一般是指電工二次系統,即電力系統自動化指采用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置并通過信號系統和數據傳輸系統對電力系統各個元件、局部系統或全系統進行就地或遠方自動監視、協調、調節和控制以保證電力系統安全穩定健康地運行和具有合格的電能質量。
1變電站電力系統自動運行中存在的技術問題
1.1后臺監控機運行中存在的技術問題
目前,關于在小型變電站是否設置后臺監控機有兩種觀點:一種是設置后臺監控機,一種是不設置后臺監控機。前一種觀點是認為當前變電站仍然是有人值班或少人值班,設置后臺監控機便于現場監控和管理,便于監控保護系統的安裝和調試,便于保護定值的試驗、調整和事故記錄的查詢等;后一種觀點是認為變電站將最終變成無人值班形式,故無需設置后臺監控機。實際上,由于一次設備狀況以及舊的變電站改造等問題,有不少地方尚未建立調度自動化系統和不能立即實現無人值班等原因,目前新建和改造的變電站很多仍然設置值班人員,即使以后能夠實現真正的無人值班,也還需較長一段時間,因此,從實際需要出發,變電站應設置后臺監控機,所以在訂購變電站自動化系統時,應同時訂購后臺監控機及相應監控軟件,防止不能滿足實際需要而重新訂購,增加投資。
1.2保護監控系統運行中存在的技術問題
目前,在一些變電站的保護監控系統不具有故障濾波裝置。作為變電站自動化系統,故障濾波裝置應是必備一種裝置,當配出線發生故障跳閘時,故障濾波裝置能夠記錄故障跳閘前后10或更多周波內電流的變化以及故障電流值,便于分析故障原因。
1.3遠動數據和信息發送中存在的技術問題
一些變電站自動化系統的遠動數據和信息是通過后臺監控系統發送到調度主站,當后臺監控系統不能正常工作時,則遠動數據和信息的發送不能發送,這種方式不利于遠動數據和信息的發送,應在保護和監控系統的通訊單元直接向調度主站發送遠動數據和信息,不受后臺監控系統控制。由于遠動數據和信息的發送受后臺監控系統的控制,曾經有變電站由于后臺監控機不能正常工作而停止向調度主站發送遠動數據和信息。這種情況只能由生產廠家來給以處理。
2變電站自動化系統的選擇
2.1系統的組網結構
選擇合理的系統組網結構型式,是成功設計的前提。由于國內尚未制定出完善的變電站自動化系統的標準和相關的規程,再加上研制、開發廠家的起點不同和基本指導思想的差異,可以說目前市場上這一領域是“百花齊放”。盡管有些產品的系統構成和功能已達到比較理想的程度,但作為工程實用產品,還必須針對當地運行管理部門的實際情況,進行一些適當的調整。目前仍以RS-485網絡構造的分層分布式監控保護系統、“一對一”模式為主流,雖然有的觀點認為控制保護單元裝置分散布置于被控對象上,當監控系統死機或發生故障時,可能會因為走錯間隔而造成不必要的誤操作或延誤操作時間,但這一問題可以通過完善綜合操作系統得以解決。分層分布式系統結構模式的優點是:①可靠性高,各個單元模塊集測量、保護、控制、遠傳等功能于一體,既相互獨立,又相互聯系;②減少了設備的投資,各個單元模塊與上位機之間僅需屏蔽雙絞線連接即可;③抗干擾能力強。
2.2后臺操作系統(監控系統)的選定
后臺操作系統是變電站自動化系統成功的關鍵。隨著自動控制技術、通信技術、多媒體技術的不斷發展,用戶對后臺操作系統的要求也越來越高、越來越多樣化。選擇時主要考慮以下幾個方面:
(1)先進性與繼承性。在計算機技術日新月異的今天,選擇后臺操作系統要有發展的眼光,如DOS操作系統很快被Windows95取代,而現在真正32位的Windows98卻成為主流。這并不是說一味地追求升級,而是要把系統的穩定性、可靠性和設備的安全性放在第一位,這一點一定要謹慎。盡量選用一些已有運行經驗和發展前景的成熟產品、新技術,如防死鎖和交流采樣自適應同步等技術。
(2)系統的完整性和開放性。選擇后臺綜合操作系統時,系統功能的完善性是重要的抉擇條件之一,如是否采用了先進的防死鎖技術、是否留有與五防閉鎖裝置的接口、是否包含必要的通信軟件、“四遙”軟件等。隨著變電站運行管理水平的不斷提高,在不影響監控系統可靠性的前提下,還要求系統的管理功能比較完善,如增加設備資料情況、運行日志管理,繼電保護定值及動作情況統計分析管理,電能計量管理等管理模塊。另外,后臺操作系統的開放性也是考察的重要條件之一,因為任何一個變電站在建成之后并不是一成不變的。例如,一些用戶在運行一段時期之后會有增加一臺變壓器、母線變色、修改運行數據、報表修改等需要,這就要求后臺操作系統有很好的開放性。
3變電站電力系統自動化的技術的應用
3.1神經網絡控制技術的應用
由于神經網絡具有本質的非線性特性、并行處理能力、強魯棒性以及自組織自學習的能力,所以受到人們的普遍關注。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。神經網絡將大量的信息隱含在其連接權值上,根據一定的學習算法調節權值,使神經網絡實現從 m維空間到n維空間復雜的非線性映射。目前神經網絡理論研究主要集中在神經網絡模型及結構的研究、神經網絡學習算法的研究、神經網絡的硬件實現問題等。
3.2 模糊邏輯控制技術的應用
模糊方法使控制十分簡單而易于掌握,在家用電器中也顯示出優越性建立模型來實現控制是現代比較先進的方法,實踐證明它有巨大的優越性。模糊控制理論的應用非常廣泛。例如我們日常所用的電熱爐、電風扇等電器。這里介紹用模糊邏輯控制器改進常規恒溫器的例子。電熱爐一般用恒溫器來保持幾檔溫度,以供烹飪者選用,模糊控制的方法很簡單,輸入量為溫度及溫度變化兩個語言變量,每個語言的論域用5組語言變量互相跨接來描述。
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。雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用,但仍存在一定的局限性,如難以模仿電力專家的創造性。
3.4線性最優控制技術的應用
最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分,也是將最優化理論用于控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多,最成熟的一個分支。有專家提出了利用最優勵磁控制手段提高遠距離輸電線路輸電能力和改善動態品質的問題,取得了一系列重要的研究成果。該研究指出了在大型機組方面應直接利用最優勵磁控制方式代替古典勵磁方式。另外,最優控制理論在水輪發電機制動電阻的最優時間控制方面也獲得了成功的應用。
4結論
電力系統自動化控制技術近年來得到了快速的發展,并在電力行業展示出其獨有的魅力,自動化控制技術的改進和自動化元器件性能的提高,對電力系統的穩定性、安全性和經濟性起重要的作用。
參考文獻:
電力系統自動化是對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理。電力系統是一個地域分布遼闊,由發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。電力系統自動化的領域包括生產過程的自動檢測、調節和控制,系統和元件的自動安全保護,網絡信息的自動傳輸,系統生產的自動調度,以及企業的自動化經濟管理等。電力系統自動化的主要目標是保證供電的電能質量(頻率和電壓),保證系統運行的安全可靠,提高經濟效益和管理效能。
一、電力系統自動化總的發展趨勢
(一)當今電力系統自動控制技術的發展趨勢
電力系統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;在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題;在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論;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;在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
(二)整個電力系統自動化的發展趨勢
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);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);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;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;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;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;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。
二、電力系統的智能化技術
(一)變電站自動化
是在微機技術和網絡通訊技術的基礎上發展起來的。變電站自動化系統集保護、測量、控制、遠傳等功能為一體,采用微機化產品,并充分利用微機的數字通信的優勢來實現數據共享的一套電力系統二次設備的自動化裝置。它取代了常規的儀表盤、柜,以及一些中央信號裝置,節省了變電站的占地面積,節省了電纜的投資。整個變電站要實現自動控制,一套優秀的監控軟件是必須的。當操作人員進入變電站時,可以從自動化系統的當地監控軟件上了解變電站當前的運行情況和歷史記錄。當地監控軟件通過密碼實現多權限多級管理,一般操作人員可以看主接線圖、遙信遙控遙測表、特殊功能顯示圖、SOE等圖表,系統管理員可以修改軟件配置、各級權限范圍、各種圖表,操作員和監督員同時認可才能進行遙控操作。登入登出過程、執行操作后軟件都會詳細記錄操作人姓名、密碼、操作等信息。軟件根據設定自動記錄所需的四遙量并進行統計,形成曲線、棒圖等。
(二)建立堅強、靈活的網絡拓撲
堅強、靈活的電網結構是未來智能電網的基礎。我國能源分布與生產力布局很不平衡,為了緩解此現狀所帶來的不利影響,我國開展了特高壓聯網工程、直流聯網工程、點對點或點對網送電等工程的實施建設。如何進一步、優化特高壓和各級電網規劃成為需要解決的關鍵問題。隨著電網規模的擴大、互聯電網的形成,電網的安全穩定性與脆弱性問題越來越嚴重,對主網架結構的規劃設計要求也相應地提高了。只有靈活的電網結構才能應對自然災害和社會災害等突發災害性事件對電網安全的影響。
(三)實現開放、標準、集成的通信系統
智能電網的發展對網絡安全提出了更高的要求,智能電網需要具有實時監視和分析系統目前狀態的能力:既包括識別故障早期征兆的預測能力,也包括對已經發生的擾動做出響應的能力,其監測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋,為電網運行、綜合管理等提供外延的應用支撐,而不僅局限于對電網裝備的監測。
(四)CAN總線技術在電力調度自動化系統的應用
CAN總線在電力調度的大系統中作為站點內部智能數據模塊與計算機之間的通信網絡,在通信速度、通信距離、抗干擾等方面完全能滿足控制系統的要求。隨著計算機科學的發展,現場總線控制系統在數據交換的實時性、準確性、快速性方面的突破性進展,為電力網系統經濟、合理的調度運行提供了技術保證和技術支持。CAN總線是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。
在該電力調度系統,每個分站點均由工控機和若干測控接點組成。所有測控點都以“平等主體”掛接在總線上,每一點對應35kV回路或6kV回路的測控。測控點能夠采集對應回路的遙信量及遙測量,能根據接收到的命令主動將數據發送到CAN總線,通過預先設定的驗收碼和驗收屏蔽碼可以控制該測控點從總線上接收哪些數據或命令。站點工控機通過CAN卡從CAN總線上接收各節點數據進行處理,再通過網卡到集團千兆網,轉發到總調度中心。該智能測控節點的軟件由兩部分組成:一部分為初始化程序,包括對單片機本身的中斷、定時器串行口等的初始化和CAN控制器的初始化;另一部分為測控供電回路電量參數的數據采集處理。CAN總線比其它形式總線在速度、抗干擾能力及高性能上有著巨大的區別,CAN總線設計靈活、可靠性高、布線方便,更加適合于工業領域到各種集散控制系統
(五)電力載波技術在自動抄表中的應用
目前在電能表遠程抄收中,最適宜采用的方式為低壓電力線載波與10kV電力線載波所組合而成的系統。其技術構成如下:
1.在硬件方面,為了減少各個電路部分相互之間的串擾,要合理劃分弱信號電路,強信號電路;合理劃分數字電路部分和模擬電路部分;對于模擬信號輸出和輸入口均采用磁路耦合方式進行隔離,同時對于輸入信號使用具有高的帶外衰減系數的無源帶通濾波器;對于外部數字信號接口電路部分使用具有良好電磁兼容性能的集成電路;在各輸入和輸出端口添加相應的保護器件;另外,還要使用具有高穩定性、高抗干擾性的電源,進一步提高整體的抗干擾能力。
2.在軟件方面,使用內置式看門狗,使之能夠有效地監測軟件運行故障,在合理的較短時間內從故障中恢復;在MCU軟件設計中使用分布式軟件陷阱,以監測軟件的運行并從故障中恢復;對端口采樣時,使用重復采樣判別技術,防止慢上升速率信號中疊加的噪聲對采樣精度的影響。
3.在數據傳輸方面,為了提高傳輸的可靠性,克服信道中噪聲對判決錯誤的影響,除了合理選擇調制與解調方法外,還要采用差錯控制編碼技術(也稱糾錯編碼),最大限度地保證數據傳輸的可靠。
(六)配電網自動化
輸配電線路是電力能源輸送的重要環節。在實際中易受到各種因素影響,維護難度較大。加強電力能源輸配的輸送管理,提升管理人員業務素質能力,有利于輸配電線路安全可靠優質經濟的運行。筆者就此進行了簡要的概述和探討。
1 分析電力自動化系統現狀
1.1 配電自動化技術目前情況
配電自動化分三個發展階段:
第一階段是基于彼此的自動開關設備的配電自動化的階段,主設備為重合和分割等,不要求通信網絡和計算機系統的結構。配電自動化系統的這一階段只限于自動重合器和備用電源自動投入裝置。
第二階段是根據通信網絡,終端單元和計算機網絡的配電自動化系統,在正常操作中,分配網絡也可以與電網監測和遠程控制播放來改變動作,通過遠程故障隔離區域調度員恢復健全。
第三階段是在增加配電自動化系統的基礎上自動控制功能,形成了一套分銷網絡的SCADA系統,配電地理信息系統,需求側管理(DSM),調度員仿真調度,故障呼叫服務系統和工作管理,集成綜合自動化系統,形成了一套變電站自動化的開關和控制,電容器組調節和控制,用戶負荷控制系統和遠程抄表的分銷網絡管理系統(DMS)之一,具有多達140余種。
1.2 變電、配電自動化的問題
配電網絡的建設工作應該從以往的繁瑣復雜電學元件配合輸電線路變化成現在的自動化控制集成電子信息元件,利用電子集成技術配合電腦的信息技術進行統一的電力調配運輸供給工作,并且在配電線路上進行相關的改造,是自動化進程更加快速全面,建立全方面的自動配電信息化配電網絡。通過電腦進行整個自動的電力網絡控制達到配電自動化信息化的電力調配控制目的。
隨著電力科技的日新月異,變電技術也不斷更新變化,由原來的繁瑣程序到現在的系統自動化,給人們帶來了方便快捷的生活方式。變電自動化技術在今天也開始廣泛應用,變電站通信體分為兩層:一是分隔層,二是變電站層。兩者是相輔相成的,變電站層通過分隔層來對數據進行收集和分析,完成監管和控制。隨著科技的發展,變電自動化系統對電力系統有著監督的作用,使管理者方便管理與維修機械設備,減少工作人員的工作量,一體化、現代化的科學應用減少操作失誤。一套變電自動化系統設計研究有著廣闊的發展前景,設計人員應利用現有的科學知識以及計算機應用發展,設計適用于我國電力系統發展的變電自動化系統。
2 運行設備管理
2.1 運行維護管理
在電力自動化網絡設備的運行過程中是必須要嚴格按照巡檢的規章制度來進行巡檢,并且對于出現問題的部分設備的維修要及時維護,并且在日常運行過程中要注意巡檢力度,對于一些不容易發現的隱患問題也要及時發現處理,對于一些細節處的小問題在管理上要進行常規管理和特殊措施兩方面的維護管理,對于維護設備的人員專業知識素養也要過硬,并且定期對電學新興技術的維護維修工作進行學習,負責運營和維護每個階段的人,繼續實現安全的輸出功率和穩定性。
為了使長的管線和設備能夠維持穩定的操作,除了注意定期負載,在運行時間,增加定期維護。如果周圍環境嚴重污染,雷電和更多的極端氣候的存在,比如雪或洪水等自然災害,或者有惡劣的地質條件等,來檢查能源的合理分配,根據地形條件,對于安全有關的細節,也能保證始終把握動態,并排除隱患。
2.2 運行程序管理
對于檢查線路和設備的長期監測結果,被用來作為參考的數據線維修計劃,季度或年為周期,根據線路和設備的運行情況,對有關問題進行分析,并提出項目。在一般情況下,銷售網絡提出的并報上級單位批準每月詳細的維護計劃。當該計劃已發回原來的單位,要組織按照規劃工作,在線路維護工作中落實。
2.3 施工與質量管理
在線路維護過程中,建設單位應當在工程建設計劃前準備,安全操作流程,人員管理等基礎工作,劃分工作區域邊界,并分別為每個區域確定的施工隊的責任,質量計劃和施工圖設計文件的編制,為施工階段的監督和管理提供可靠的依據。仔細檢查建設工程質量和施工現場發生及時處理問題的進度實施,堅持做巡邏日志,可以有效地把握建設的各個方面的細節,以達到及時完成施工進度的要求。
為了確保施工單位的管理機構應進行審查,以確保環境安全,應加強安全教育,員工應落實安全措施。施工期間在現場跟蹤指導,嚴禁違章作業,對施工方案,合理安排,以消除安全隱患。根據安全措施的條件建設,可能需要在如火如荼的保障措施,消除一切安全隱患。 簽訂有效施工合同或協議下的正式驗收的工程,并切換完成報告撰寫的條款。
2.4 運行維護管理
電力系統設備一般是大型設備,高價回收成本,應盡量提高在日常使用中的運營效率,延長了使用壽命,降低了爆發的故障率。必須認真落實維護制度,加強經營管理,嚴格控制維修作業的過程。 對于線路和設備的維護操作,還是要堅持在操作和維護過程中設備檢修的準則,以減少線的數量確保穩定的電源。大修時,最大限度地提高電源的效率。先進的維修設備和利用現代科學技術方法,確保維修工作質量,延長線的使用壽命。
我們的信息技術能力和一些國家的發展相對較晚比較稚嫩,但隨著新技術的發展,企業電力信息化發展的力量來維持安全運行和管理的信息化已經演變。信息技術的發展,涉及創新、業務流程優化,系統規劃、方案設計、系統選型實施,運行和維護的各個環節的管理一個復雜的系統工程。其核心是由一個完整的體系結構的制度建設的各個方面的內容。該架構是基于具體情況需要不同的企業,從企業需求出發,以服務于企業發展戰略為目標,結合同類企業信息化和IT最佳實踐構建的趨勢,包括功能架構的應用,信息資源架構,應用架構,系統平臺架構,網絡和基礎架構,信息安全架構,信息技術的組織。
3 結束語
加強制度建設和有效管理,有利于保證輸配電線運行,提高配電網絡的使用效率,穩定電力質量。從工作人員的責任意識、業務規程、崗位習慣等抓起,有效保證電力正常傳輸。
參考文獻
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中圖分類號:TM7文獻標識碼: A
引言
隨著科學技術的發展,電力系統中的配電系統也發生了天翻地覆的變化,尤其是隨著智能化和自動化技術的發展以及在配電系統中的應用使得電力系統配電技術得到了相當大的提高,優化了電力系統配電過程。配電自動化的實現能夠很好地解決供電和用電之間存在的矛盾,對緩解供電企業和用戶之間的關系非常有利。配電系統自動化以及智能化發展對供電企業的利益能夠進行保證,同時,對供電用電雙方之間的利益能夠進行平衡,對電力行業的發展有很大幫助。
一、我國電力系統配電自動化現狀
我國供電企業在發展過程中自動化配電系統存在著不同的模式,配電系統線路建設方面實現了樹狀布局,然后利用分段器和重合器對電壓進行制動轉變,將高電壓轉化為日常生活中所需的電壓,這種自動化配電方式在電力系統發生故障的時候能夠將其從電力系統中隔離,利用其他方法實現繼續供電。配電系統的樹狀模式發展,在配電過程中對電力系統中的相關設置進行節約,使得配電工作變得非常簡單,電力企業在發展過程中也能降低配電成本。電力企業在發展過程中對供電的環境也要進行考慮,在城市和鄉村供電要采取不同的方式,城市在發展過程中對電能的需求量非常大,而且,城市發展過程中出現了道路越來越擁堵的情況,因此,利用多環網絡線路能夠實現供電的合理化,同時滿足城市發展中對電能的需求。
二、電力系統配電自動化的內容
1、在配電系統饋電線路中實現了自動化
電力配電系統主要是指電力饋電線路的檢測控制和故障的診斷處理等內容,而一旦在這一點上對整個饋電線路實現自動化不僅能夠有效地節約電力系統的人員使用,還能極大地提高故障處理效率,有效確保電力線路的有序運行,其主要是利用遙控以及遙感技術實現了智能化控制,對配電系統中出現的故障能夠進行智能診斷,在故障出現的時候能夠實現遠程隔離,在處理方面也實現了智能處理。
2、配電系統管理的自動化
配電系統的管理是很重要的一部分內容,其主要是采集傳輸以及處理相關的電力系統信息,在這一點上實現完全自動化就能夠很好地提高配電系統的運行效率,直接在配電系統中心采用計算機就可以完成整個的管理操作,極大地方便了管理人員的工作,配電系統的自動化管理對先進的通訊技術以及計算機技術進行了利用,真正地實現了配電系統的智能化和自動化管理。
三、電力系統中配電自動化的管理對策
1、將配電功能實行分層式布置
傳統的電力系統配電方式主要是采用配電網節點之間的點對點式通信技術,這種技術是較為落后的,也不利于配電系統的發展,針對這一點我們可以采用先進的載波通信技術,利用DPS來實現實時譯碼,最終達到分層式布置的目的,極大地提高配電系統的工作效率。
2、增強配電網的自我保護功能
當前配電系統的自我保護功能還是存在著一定的缺陷,針對這一點我們急需提高配電系統的自我保護功能,這也是未來電力系統配電自動化的一個發展趨勢,主要的發展方向就是采用SCADA、GIS和PAS技術來真正地實現整個配電線路的現代化管理,加強線路的監控以及故障的發現和處理功能,最終確保配電線路的安全。
3、提高電能的質量
質量一直是人們追求的一個主要指標,這一點在電力的使用過程中也不例外,這也給我們的配電工作提出了新的挑戰,有鑒于此,我們在配電系統中實現自動化的過程中應該加強配電線路供電的穩定性、靈活性和可靠性,提高電能的質量。
4、主站式一體配電系統
主站式一體配電系統也是未來電力系統配電自動化發展的一個主要方向,其主要的目的就是提高配電系統的集成性,完善配電系統的各個方面,建立強大的數據庫資源,真正地實現配電系統的主站式一體化。
5、提高配電網的自我診斷能力
對于電力企業而言,為了能實現對電力系統運行的實時監測,一定要進一步完善相應的系統監督系統,方便在電力輸送的過程中,對系統的運行狀況進行全面的檢測、了解、修復以及記錄,并且及時有效地處理系統的故障問題,為供電系統的高效、順利運行提供有效的保障。同時,隨著現代科學技術的不斷發展,電力企業一定要積極引進新技術、新設備,進一步提高系統的自我診斷能力,確保在無人操控的情況下,也能實現對設備運行的實時監督和管理,從而確保系統運行的穩定性和安全性。
四、電力系統配電自動化應注意的要點及未來趨勢
1、應注意要點
1.1自動化建設模式。根據本企業的實際需求和本地區配電系統的現狀以及一次網架發展規劃,供電企業應選擇合適的配電自動化建設模式,做好總體建設方案設計和分步實施方案。
1.2關聯性。在命名規則、模型導入、圖形交換、和拓撲合并要考慮周密,形成有效的互補,好重點設計和解決好DMS/SCAD和GIS之間的關聯.
1.3實用性。提高配電自動化系統實用性的關鍵所在于遵循相關標準。
1.4智能化處理。在提高配電終端的可靠性和耐用性的前提下增強其靈活性,可以加強配電終端的自身處理能力,滿足相對獨立于主站的區域配電故障智能化處理的需要,方便地按需要配置和升級。
1.5配電自動化與用電營銷管理的互動。例如建立停電管理系統,把配電和用電的應用相結合起來,使停電處理的時間得到縮短,從而提高客戶滿意度。
1.6配電網智能自愈等功能。結合智能電網的建設,研究和實現分布式電源/儲能/微電網的接入與控制,以及建立在快速仿真和預警分析基礎上的配電網智能自愈等功能。
1.7適用性和局限性。配電通信的接入層可以是多種通信方式綜合應用,但骨干層盡量采用光纖。其中可利用的資源和手段是中壓載波和無線公網,但是它們的適用性和局限性時必需要注意的,應該根據實際需求有針對性地采用。
2、未來趨勢
2.1多樣化。由于要考慮各地區的差異性,配電自動化就要具有多樣化的實現模式,并且需要有各自的適用范圍。就有了簡易型、實用型、標準型、集成型、智能型的五種實現方式,各供電企業可根據自身的需求和特點,分階段選擇合適的實現方式。這五種實現方式有的可以并存,每一種都可以由低到高地升級和轉化,這要根據配電網結構、一次設備、通信條件的改善,以及相關應用系統的成熟等情況。
2.2集成化。配電自動化的數據點多面廣,涉及實時、非實時和準時實時信息,需要從其它應用系統中去獲取。比如,從PMS系統中獲取配電設備參數;從GIC獲得用戶信息;從地調自動化系統中獲取主供電網和變電站信息;從GIS系統中獲取配電線路拓撲模型和相關圖形等。因此,配電自動化的系統將多個與配電有關的應用系統的信息交互和集成,使“孤島效應”得以消除,才能滿足綜合應用。
結束語
電力系統中,配電系統自動化能夠很好地解決我國供電過程中出現的矛盾,配電系統的自動化需要對先進科學技術進行很好的利用,同時,也能更好地促進我國電力行業的發展。配電系統的自動化能夠降低電力系統中工作人員的工作強度,同時也能提高電力工作人員的安全保障。自動化配電系統能夠很好地解決電力系統運行中存在的問題,對保障人們的用電需求非常有利。
參考文獻
[1]吳建國.淺談電力系統的配電自動化[J].民營科技,2012(19):54-55.
社會經濟的發展水平不斷的提高,同時人們對電能的需求也大大的增加,在這樣的情況下電能的可靠性和安全性也提出了更高的要求,最近幾年,計算機技術也在不斷的發展和完善,所以電力調度工作的質量和水平也在不斷的提升,如何提高電力系統調度自動化的水平也成為了當前非常重要的內容之一。
1.電力調度自動化概述
電網調度自動化通常就是指借助電網運動化和數字化會發展,在市場經濟發展的條件下,電網的規模也不斷的增大,人們的在用電量上有更高需求的同時也使得用電的可靠性和安全性都提出了更高的要求,在這樣的情況下,如果一個部件出現了問題就很有可能會使得整個電網有癱瘓的風險,這樣就會出現大范圍停電現象。因為人民生活水平都在不斷的提升,為了保證工作的過程中不能產生停電現象,所以就必須要對電力的供應進行嚴格的控制,同時還要在停電之前貼出通知,電力企業在這樣的情況下就要面臨非常嚴峻的考驗,所以在這一過程中必須要對電力調度自動化系統進行嚴格的控制。
1.1電力調度系統的發展
在電力系統最早起源于20世紀中期,最早是為了解決電網在工作中很難控制的一些問題,在那個階段主要的目的就是對系統信號進行及時的控制,在實施控制的過程中采用的技術主要有接點遙控或者是其他裝置對其進行有效的控制,在當時主要是為了可以更好的對電網頻率予以適當的調整和控制。通常我們所說的電力系統自動化通常就是指在實際的工作中采用現代化先進技術對設備的運行情況進行實時的監測和控制,這樣就可以很好的體現出其自身的安全性和穩定性,這樣才能更加充分的體現出其自身的優勢,保證人們正常生產和生活上的電力供應。
1.2電力調度自動化分析
在很長時間的社會實踐和研究之后,相關人員得出了如下結論。在電力系統的運行和發展中,要想有效的提高電力調度控制和管理的工作質量一定要在實際的工作中采用適當的方法對其進行有效的控制,而只有這項工作的質量能夠得到保證,才能更好的確保電網的正常運行。在實際的工作中,它一方面可以有效的提高電網的工作質量,同時也能夠提高電力企業在發展中所獲得的經濟效益,在節能方面也越來越成熟,在這樣的情況下電力行業的發展就成為了社會發展中一個非常重要的問題。而電力調度方面的研究也更加的深入。通常所指的電力調度是在電力企業的發展中以計算機作技術作為主要的依托,以現代化的信息技術作為發展的條件,將電力調度作為調度工作中采用的主要方法,在應用的過程中,它的運行方式也是有著自身獨到特點的。
1.2.1信息采集與命令系統
該系統是電力調度自動化系統中一個非常重要的組成部分,這一系統的出現也是當今系統發展過程中一個剛剛起步的時期,在運行的過程中它主要是通過電廠、發電終端以及相關的設備對運行中相關的信息予以有效的整理,這樣就可以將這些信息傳遞給計算機集控平臺,從而可以對系統進行有效的遠程控制。
1.2.2信息傳輸環節
信息傳輸是整個工作中最為關鍵的一部分,在過去的信息傳輸工作中,因為信息傳輸技術的不科學而引發了許多的工作控制失誤,給工作的開展造成嚴重的損失,甚至是給人們生活帶來一定的影響。近年來,隨著無線電通信技術、電磁波通信等新方式的產生,信息傳輸控制工作逐漸得到改善與優化,為整個電網調度系統工作的開展打下了堅實的指導基礎。
1.2.3信息收集、處理和控制環節
為了實現對電力系統調度自動化的管理和控制工作,在目前的管理工作中我們可以通過從技術標準、管理策略方面入手,為實現對整個電網進行監測和控制功能,需要在工作中收集分散在各個發電廠和變電站的實時信息,并對這些信息及時的加以歸納和總結,并將結構顯示給調度員,產生相關的系統控制方法。
2.電力系統調度自動化技術在國外的應用
2.1西門子SPECTRUM系統
該系統是由德國西門子公司基于32比特SUN點的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平臺,引入軟總線概念,服務器之間及內部各進程與實用程序問的信息交換實現標準化開發的。采用了分布式組件、面向對象等技術,廣泛應用于配電公司、城市電力司和工業用戶。
2.2 CAE系統
該系統采用64比特ALPHAI作站、客戶I服務器體系結構和雙以太網構成的EMS硬件平臺,選用分布式應用環境開發研制的,集DAC、SYS、APP、COM于一體。該系統功能分布于各節點,能有效地減少網絡數據流,防止通信瓶頸問題。
2.3 VALMET系統
該系統適用于多種硬件平臺,可連接SUN、IBM、PHA工作站該系統包括實時數據、歷史數據和應用軟件三個服務器。
3.自動化系統技術的產生背景
隨著我國電力系統的不斷發展,網絡分布也越來越廣。電力系統網絡的運營與維護同樣需要大量的人力、物力與財力。傳統的人工抄表、監測技術已經不再滿足目前日益發達的電力系統現狀。自動化系統能夠對目前應用的電力系統進行全面監測,對在系統運營過程中出現的故障進行記錄與處理,大大提升了電力系統運行的穩定性。
4.電力系統應用互聯現狀
目前,我國應用的電力調度自動化系統在應用中主要有以下幾種:首先是CC一2000型電力調度自動化系統,它由部分高等院校與研究機構合作而成,充分利用了標準化技術為軟件提供接口,此電力調度自動化系統采用實時數據采集的方式,在不同的服務器分布相對的應用功能,即使在某一區域發生故障,也不會對整個系統的正常運行造成干擾。現代電力系統的自動化技術已經體現出更多的成熟的特點,開始廣泛應用于我國電力系統的建設與運行中。SD一6000~量管理系統具有統一的支持平臺,具有較大屏幕與調度自動撥號功能,在信息的傳遞時具有高實時性與超高質量的人機界面,是目前國內相對先進的的EMS系統,在我國的南方地區已經得到應用。OPEN一2000,量管理系統能夠實現監控與數據采集功能、自動發電控制技術功能等軟件,把調度與管理等應用于一體,具有開放型與分布式的特點,適合于省高調等新一代管理系統。此系統維護方便,已經在我國部分的市調項目上得以應用,并取得了不錯的效果。
5.電力系統調度自動化技術的發展趨勢
5.1模塊化與分布式
電力系統調度自動化系統軟件設計的重要思想就是模塊化和分布式。組件技術是一種標準實施的基礎,能夠實現真正的分布式體系結構,基于平臺層解決數據交換的異構問題,是一種重要的電力系統調度自動化技術。
5.2電力系統調度綜合自動化
全面建立調度數據庫系統,提高電力系統調度自動化的綜合管理水平,使電力系統運行達到最優化,避免電力系統崩潰或大面積停電事故,提高電力系統的安全性和可靠性;建立并完善電氣事故處理體系,使事故停電時間降到最短,降低各種不必要的影響。
6.結束語
電力企業逐漸涌入了市場化的發展大潮當中,在這樣的情況下,市場參與者和競爭者都在實際的工作中引入了調度自動化系統,這樣就可以對信息進行查詢等操作,雖然國家相關部門已經出臺了相應的規定,但是我國電力調度自動化系統還是需要不斷的改進和完善。
前言
在我國,電氣自動化這一技術已經經過了五十多年的發展歷程。雖然這一技術引入國內以后也經過了不斷的探索和改革,但在以往的電力系統當中,電氣自動化技術的發展并不順利。同發達國家進行對比,國內電氣自動化這一電力技術的綜合能力和水平仍然存在著非常大的差距。伴隨國內近幾年來不斷的進步和發展,科學技術的水平有了很大提高,在電力系統當中,電氣自動化這一技術的優勢也在不斷的探索和完善過程中顯現出來,而電力系統的發展也進入到了一個全新的階段。電氣自動化這一技術在不斷的探索和創新當中,適用性是非常廣泛的,并且專業性也極強,隨著國家對電網和電力系統事業加大建設力度,電氣自動化的發展也日益蓬勃。
1 國內現階段電氣自動化的情況
1.1 電氣自動化的系統維護
建國初期,由于經濟能力和科學技術能力都有限,因此電氣自動化沒能很好地發展,但是,伴隨國內社會的發展建設不斷改革和完善,在科學技術層面有了非常大的飛躍,電氣自動化技術也在越來越多的領域中廣泛地普及和應用。自從頒布了國際電工委員會制定研發的可編程邏輯控制器標準(IEC61131),再加上OPC這一技術的出現,廣泛沿用了電子計算機與現代化多媒體技術,電氣自動化的發展可謂蒸蒸日上。
從現階段構成電氣自動化的系統來看,仍然是將Windows NT和Internet Explore作為主要的技術支持[1]。在電力系統的發展進程當中,這些技術已然形成了非常標準的操作方法與執行語言,同時構建了非常標準的技術操作平臺。在科學技術不斷的創新和進步之下,與電氣自動化相關的操作界面也比從前更加美觀和完善,各大企業單位也更容易接受這種操作方式。除此以外就,基于這一平臺的電氣自動化技術在系統維護方面也更加完善。
1.2 分布式控制應用
分布式控制又被稱作分散控制,是通過多臺電腦對生產過程當中的控制回路加以控制,同時能夠集中對數據資源加以獲取、集中對生產過程進行控制和管理的自動控制系統。在電氣自動化系統進行工作期間,需要其對每一個運行的構成部分展開有效、合理的管理和調控,同時需要處理設備和線路之間的聯系,分布式控制系統的作用因此而體現了出來。
2 電氣自動化的發展
2.1 由低頻向高頻發展的變換器電路
電力系統的飛快發展在很大程度上加快了電子器件的更換速度,變換器電路由以往的低頻朝著高頻的方向發展。普通晶閘管具有交流變頻這一特點,以往在使用這種普通的晶閘管時,直流電路一直是以“交-直-交”這種狀態進行交替變換,直到PWM變換器的誕生代替了以往生產期間所使用的普通晶閘管,不僅明顯地將電力系統當中的功率加以提高,同時及時解決了低頻區電動機的轉矩脈動現象[2]。
2.2 全控型電力電子開關
半控型晶閘管誕生于二十世紀五十年代末,是電力系統的發展歷史當中第一批電力電子相關器件。半控型器件的誕生標志國內電氣自動化技術開辟了新的發展道路,為電力系統的生產和發展帶來了良好的效益。隨著時代不斷進步,科學技術水平有了進一步提升,技術人員在半控型晶閘管的基礎上研發出了新的全控型電力電子器件,其中最為典型的便是可關斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(GTR)和電力場效應晶體管(MOSTEFT)。在這些電力電子器件當中,額定的電壓、電流和開關時間都各有不同,因此,這些全控型電力電子開關的適用范圍也各有不同。
2.3 綜合的自動化技術
隨著電氣自動化技術的不斷改革和創新,相關技術人員對電力系統當中繼電保護方面的理論加大了重視程度,同時將國內科技水平的實際情況與國外先進的理論技術加以融合,將研究成果應用到了繼電保護這一裝置當中。從這時開始,電力系統的新興保護裝置進入了全面智能的新時代,在很大程度上加強了電力系統的穩定性能。與此同時,國內相關的科學技術研究人員也針對電氣自動化系統展開了細致的研究,研發出了分層分布式綜合自動化裝置[3]。
2.4 實時仿真系統
關于軟件的仿真研究,技術人員針對電力系統實時仿真的建模和負荷動態特性監測展開了相當深入的探索,通過引進國外電力系統公司所研制的基于數字模擬的實時仿真系統,在國內成立了混合型的實時仿真環境實驗室。這一套仿真系統的構建能夠對電力系統在不同環境下的工作狀態進行實時模擬,為國內科研事業帶來一定幫助。
3 電氣自動化的發展前景
在第三次科技革命中,有許多新型技術得以推廣和使用,而電氣自動化技術也在這次革命中大放異彩,開辟出了一條廣闊的發展新道路。關于電氣自動化這一技術,不僅能夠應用在科學技術的創新發展,更可以廣泛地在工業生產當中運用[4]。隨著國家電網的建設和發展,電氣自動化這一技術有了更廣闊的發展和進步空間。同發達國家相比,國內電力系y的起步稍顯落后,技術能力方面自然也存在差距。縱觀現今國內電氣自動化技術的發展歷程,對于國外發達國家先進的研發技術,國內相關工作人員需要做的不僅是學習和借鑒,更應當結合當前國情和科學技術的能力制定出更加適合國內電力系統的發展方案。
4 結束語
伴隨國內綜合實力的不斷增強,科學技術水平有了相當大的飛躍。在電力系統的發展和創新下,電氣自動化技術的應用越來越廣泛,并在電力系統的生產發展進程當中取得了相當優異的成績。通過技術人員堅持不懈的努力和潛心鉆研,電氣自動化技術使得電力系統的運行和管理都發生了變化。一些新的生產技術和新的理論知識被應用在電氣自動化技術當中,極大地推動了生產線的發展,也為國家電網和電力系統事業帶來了非常大的好處。
參考文獻
[1]張倩.電力系統中電氣自動化技術的應用及發展方向分析[J].電子測試,2016(23):130+123.