電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討

1、<p>　　電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討</p><p>　　【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)供電系統(tǒng)的技術(shù)要求越來(lái)越高，對(duì)電力系統(tǒng)的安全性也提出了新的要求，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅提高了電力系統(tǒng)的安全性，也使得電力系統(tǒng)更加智能和高科技化。本文作者圍繞著電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用 &

2、lt;/p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　現(xiàn)今，創(chuàng)新的自動(dòng)化系統(tǒng)控制著復(fù)雜的工藝流程，并確保過(guò)程運(yùn)行的可靠及安全，為先進(jìn)的維護(hù)策略打造了相應(yīng)的基礎(chǔ)。電力過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)的日新月異和控制水平的不斷提高，為電力工業(yè)解決能源資源和環(huán)境約束的矛盾創(chuàng)造了條件

3、。隨著社會(huì)及電力工業(yè)的發(fā)展，電力自動(dòng)化的重要性與日劇增。傳統(tǒng)的信息、通信和自動(dòng)化技術(shù)之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術(shù)，包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線、變頻器及人機(jī)界面、控制軟件等，大大提升了過(guò)程系統(tǒng)的效率和安全性能。 </p><p>　　1電力自動(dòng)化的發(fā)展 </p><p>　　我國(guó)是從20世紀(jì)60年代開(kāi)始研制變電站自動(dòng)化技術(shù)。變電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)

4、改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價(jià)，這已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。然而，技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的，隨著智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，勢(shì)必對(duì)已有的變電站自動(dòng)化技

5、術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。 </p><p>　　2電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的基本要求 </p><p>　　第一，針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的各個(gè)局部系統(tǒng)以及電氣元件的運(yùn)行參數(shù)要能夠迅速并且正確的進(jìn)行收集和處理。第二，同時(shí)確保電力系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)局部系統(tǒng)和各層次以及各元件之間的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，以此實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和安全性的最優(yōu)化配置。第三，能夠根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，以及系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)

6、局部系統(tǒng)和元件的運(yùn)行狀態(tài)，為系統(tǒng)的操作人員提供有效的控制和決策，或者能夠直接針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)個(gè)局部子系統(tǒng)以及元件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。第四，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化要求能夠在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，減輕人為的勞動(dòng)，節(jié)省人力和物理，同時(shí)減少電力系統(tǒng)發(fā)生安全事故的幾率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，進(jìn)而全面提高設(shè)備的運(yùn)行能力，尤其是在發(fā)生局部系統(tǒng)故障的時(shí)候，能夠確保整個(gè)系統(tǒng)正常的運(yùn)行。減少大面積的停電等其他事故的發(fā)生。 </p><p>　　3幾種電

7、力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)探討 </p><p>　　3.1 電力自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)技術(shù) </p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，隨著工業(yè)電網(wǎng)的日益復(fù)雜工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)版權(quán)所有，人們對(duì)電網(wǎng)的安全要求也越來(lái)越高，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)作為一門(mén)新興的控制技術(shù)必將取代過(guò)去的控制方式而應(yīng)用在電力自動(dòng)化中。 </p>&l

8、t;p><b>　　3.2 無(wú)線技術(shù) </b></p><p>　　無(wú)線通訊技術(shù)因其不必在廠區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行繁雜、昂貴的布線，因而有著誘人的特質(zhì)。位于現(xiàn)場(chǎng)的巡視和檢修維護(hù)人員借此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯(lián)系，并實(shí)現(xiàn)信息共享。此外，無(wú)線技術(shù)還具有高度靈活性、易于使用、通過(guò)遠(yuǎn)程鏈接可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方設(shè)備或系統(tǒng)的可視化、參數(shù)調(diào)整和診斷等獨(dú)特功能。無(wú)線技術(shù)的出現(xiàn)及快速進(jìn)步，正在賦予電力工業(yè)領(lǐng)域以

9、一種嶄新的視角來(lái)觀察問(wèn)題，并由此在電力流程工業(yè)領(lǐng)域及資產(chǎn)管理領(lǐng)域，開(kāi)創(chuàng)一個(gè)激動(dòng)人心的新紀(jì)元。 </p><p>　　盡管目前存在多種無(wú)線技術(shù)漢陽(yáng)科技，但僅有幾種特別適用于電力流程工業(yè)。這是因?yàn)闊o(wú)線信號(hào)通過(guò)空間傳播的過(guò)程、搭載的數(shù)據(jù)容量(帶寬)、抗RFI(射頻干擾)/EMI(電磁干擾)干擾性、對(duì)物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性，還有成本，都因無(wú)線技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的不同而不同。因此，很多用戶都傾向于“依據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)合，來(lái)

10、選定合適的無(wú)線技術(shù)”?？刂朴玫臒o(wú)線技術(shù)主要有GSM/GPRS(蜂窩)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自組織網(wǎng)絡(luò)等，其中尤以Wi-Fi和WIMAX應(yīng)用增長(zhǎng)速度最快，這是因?yàn)槠湓趲捄桶踩阅芊矫孑^優(yōu)、在數(shù)據(jù)集中和網(wǎng)絡(luò)化方面具備卓越的安全框架、具有主機(jī)數(shù)據(jù)集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。 </p><p>　　3.

11、3 信息化技術(shù) </p><p>　　電力信息化包括電力生產(chǎn)、調(diào)度自動(dòng)化和管理信息化兩部分。廠站自動(dòng)化歷來(lái)是電力信息化的重點(diǎn)，大部分水電廠、火力發(fā)電廠以及變電站配備了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；相當(dāng)一部分水電廠在進(jìn)行改造后還實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班、少人值守。發(fā)電生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平。電力調(diào)度的自動(dòng)化水平更是國(guó)際領(lǐng)先，目前電力調(diào)度自動(dòng)化的各種系統(tǒng)，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省電力調(diào)度機(jī)

12、構(gòu)全部建立了SCADA系統(tǒng)，電網(wǎng)的三級(jí)調(diào)度100%實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。華北電力調(diào)度局自動(dòng)化處處長(zhǎng)郭子明說(shuō)，早在20世紀(jì)70年代華北電力調(diào)度局就用晶體管計(jì)算機(jī)調(diào)度電力，從國(guó)產(chǎn)121機(jī)到176機(jī)，再到176雙機(jī)，華北電力調(diào)度局全用過(guò)，到1978年已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。 </p><p><b>　　3.4 安全技術(shù) </b></p><p>　　電力是社會(huì)的命脈之一，當(dāng)

13、今人類(lèi)社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的依賴(lài)已到了難以想象的程度。電力系統(tǒng)發(fā)生大災(zāi)變對(duì)于社會(huì)的影響是不可估量的，因此電力系統(tǒng)最重要的是運(yùn)行的安全性，但這個(gè)問(wèn)題在全世界均未得到很好解決，電力系統(tǒng)發(fā)生大災(zāi)變的概率小但后果極其嚴(yán)重，我國(guó)電力系統(tǒng)也出現(xiàn)過(guò)穩(wěn)定破壞的重大事故。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需求，電力工業(yè)將會(huì)繼續(xù)以空前的速度和規(guī)模發(fā)展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國(guó)聯(lián)網(wǎng)等重大工程的實(shí)施，我國(guó)必將出現(xiàn)世界上最大規(guī)模的電力系統(tǒng)。 </p>

14、<p><b>　　3.5 傳動(dòng)技術(shù) </b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置稱(chēng)為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路以及控制器(MCU/DSP)等部分組成。變頻器作為節(jié)能降耗減排的利器之一，在電力設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛而成熟。對(duì)于變頻器廠商而言，在未來(lái)三十年，變頻器，尤其是高壓變頻器在電力節(jié)能降耗中的作用極為明顯，變頻器也成為越來(lái)越多電力行業(yè)改造技術(shù)的

15、首選。 </p><p>　　在業(yè)內(nèi)，以ABB為首的電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商，ABB建立了全球最大的變壓器生產(chǎn)基地及絕緣體制造中心。自1998年成立以來(lái)，公司多次參與國(guó)家重點(diǎn)電力建設(shè)項(xiàng)目，憑借安全可靠、高效節(jié)能的產(chǎn)品性能而獲得國(guó)內(nèi)外用戶的好評(píng)。其公司多種產(chǎn)品，包括：PLC、變流器、儀器儀表、機(jī)器人等產(chǎn)品都在電力行業(yè)中得到很好的應(yīng)用。 </p><p><b>　　3.6 人機(jī)界面

16、</b></p><p>　　發(fā)電站、變電站、直流電源屏是十分重要的設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，搜企網(wǎng)，單片機(jī)技術(shù)的日趨完善，電力行業(yè)中對(duì)發(fā)電站、變電站設(shè)備提出了更高精密、更高質(zhì)量的要求，直流電源屏是發(fā)電站、變電站二次設(shè)備中非常重要的設(shè)備，直流電源屏承擔(dān)著向發(fā)電站、變電站提供直流控制保護(hù)電源的作用，同時(shí)提供給高壓開(kāi)關(guān)及斷路器的操作電源，因此直流電源屏的可靠性將直接關(guān)系到發(fā)電站的安全運(yùn)行，直流電源屏的

17、發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了很長(zhǎng)的時(shí)間，從早期的直流發(fā)電機(jī)、磁飽和直流充電機(jī)到集成電路可控硅控制直流充電機(jī)、單片機(jī)控制可控硅充電機(jī)、高頻開(kāi)關(guān)電源充電機(jī)等，至目前直流電源屏已很成熟。 </p><p>　　直流電源屏整流充電部分仍然采用目前國(guó)際最流行的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，將工頻交流經(jīng)過(guò)多級(jí)變換，最后形成穩(wěn)定的直流輸出，直流電源屏系統(tǒng)控制的核心部件是V80系列可編程控制器PLC，它將系統(tǒng)采集的輸入輸出模擬量以及開(kāi)關(guān)量經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理，最終控制

18、高頻開(kāi)關(guān)電源模塊使其按電池曲線及有人為設(shè)置的工作要求更可靠地工作。 </p><p>　　4電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化未來(lái)的發(fā)展方向 </p><p>　　對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的技術(shù)而言，其發(fā)展方向就是對(duì) DMS 系統(tǒng)進(jìn)行全面的建立，通過(guò) DMS系統(tǒng)，可以提高電氣的綜合管理水平，以適應(yīng)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的需要；使電氣設(shè)備保護(hù)方面的控制得到一定的優(yōu)化，消除大面積的停電故障，提高供電系統(tǒng)的可

19、靠性；電量、電壓以及功率等各種類(lèi)型的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)電力平衡、精確計(jì)量、負(fù)荷監(jiān)控等多種功能有著相關(guān)影響；改變了現(xiàn)行的變電值班模式以及運(yùn)行操作，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無(wú)人值守的變電站的管理模式，真正達(dá)到了精兵簡(jiǎn)政的目的。 </p><p>　　數(shù)據(jù)共享作為變電站自動(dòng)化的一個(gè)主要特點(diǎn)，將監(jiān)控和保護(hù)功能集成在同一裝置里，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主要途徑之一。對(duì)于 SCADA 而言，其所需的多項(xiàng)數(shù)據(jù)與繼電保護(hù)所進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)是相同的，所

20、以將分布式類(lèi)型的變電站 SCADA 集成到相關(guān)的微機(jī)保護(hù)中，使監(jiān)控和保護(hù)對(duì)一個(gè)硬件平臺(tái)進(jìn)行共用，那么就可以實(shí)現(xiàn)非常明顯的經(jīng)濟(jì)性。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　當(dāng)前，電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)開(kāi)發(fā)為主要標(biāo)志內(nèi)的階段，但對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)電力需求大、電網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜而電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化改革開(kāi)始較晚的國(guó)家來(lái)說(shuō)，在追趕

21、先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，還必須要注重對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)。只有這樣才能保證電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的早日全面實(shí)現(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1. 廖海彬.董曉龍.對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的探討[J].科技與生活2010(14) </p><p>　　2. 顧恒濤.淺析電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫