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【關鍵詞】電力;自動化;技術應用
電力系統(tǒng)綜合自動化基本工作流程是,在相對中心地帶的調控中心裝置現(xiàn)代化的計算機,以此向四周輻射網(wǎng)絡系統(tǒng),圍繞這一中心的發(fā)電廠、變電站之間則設置信息服務和反饋的遠方監(jiān)視控制裝置,并時時進行監(jiān)控,從而形成了一個立體化的網(wǎng)絡覆蓋面,形成全面的暢通的信息傳達和指令傳輸,按所管轄功能范圍分擔和綜合協(xié)調控制功能,以達到系統(tǒng)合理經(jīng)濟可靠運行目的的控制系統(tǒng)。
1.電力系統(tǒng)自動控制的基本要求
(1)迅速而正確地收集、檢測和處理電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)的運行參數(shù)。
(2)根據(jù)電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術、經(jīng)濟和安全要求,為運行人員提供調節(jié)和控制的決策,或者直接對各元件進行調節(jié)和控制。
(3)實現(xiàn)全系統(tǒng)各層次、各局部系統(tǒng)和各元件間的綜合協(xié)調,尋求電力系統(tǒng)優(yōu)質供電、經(jīng)濟性和安全性的多目標的最優(yōu)運行方式。
(4)電力系統(tǒng)自動控制不僅能節(jié)省人力,減輕勞動強度,而且還能減少電力系統(tǒng)事故,延長設備壽命,全面改善和提高運行性能,特別是在發(fā)生事故情況下,能避免連鎖性的事故發(fā)展和大面積停電。
2.電力系統(tǒng)自動化技術探討
(1)主動的對象數(shù)據(jù)庫技術及其在電力系統(tǒng)自動監(jiān)視與控制中的運用面向對象技術在軟件的重用性、繼承性、封裝性、開放性及軟件工程等方面帶來革命性的影響,已經(jīng)深刻影響軟件系統(tǒng)開發(fā)與設計的各方面,如面向對象的分析、面向對象的設計、面向對象的編程等。新一代的電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)應該全面地采用面向對象技術,支持面向對象的標準。主動的對象數(shù)據(jù)庫與一般的關系數(shù)據(jù)庫相比,主要的優(yōu)勢在于主動功能以及對對象技術的支持。關系數(shù)據(jù)庫要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的判斷(如數(shù)據(jù)發(fā)生變化,數(shù)據(jù)越限)以及數(shù)據(jù)的分析都是由外來程序完成的。而在主動的對象數(shù)據(jù)庫中,利用數(shù)據(jù)庫的觸發(fā)子可以實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視功能,利用數(shù)據(jù)庫中對象的函數(shù)可以實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。由于引入觸發(fā)機制以及對象技術,這就可以在數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)自動監(jiān)控,在節(jié)省數(shù)據(jù)讀出和寫入時間的同時,又充分地利用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的管理功能,提高數(shù)據(jù)可靠性,維護數(shù)據(jù)的一致性,便于數(shù)據(jù)的共享等。隨著數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展,以及對監(jiān)控系統(tǒng)中觸發(fā)子和對象的函數(shù)功能的進一步研究,有望實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動監(jiān)視與控制的更加復雜的功能。
(2)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)?,F(xiàn)場總線技術(FCS)實際上是將安裝在工業(yè)過程現(xiàn)場的智能自動化儀表和裝置與設置在控制室內的儀表和控制設備連接起來的一種數(shù)字化、串行、雙向、多站的通信網(wǎng)絡。現(xiàn)場總線技術將專用微處理器置人傳統(tǒng)的測量控制儀表,使它們各自都具有了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力,采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線,把多個測量控制儀表連接成的網(wǎng)絡系統(tǒng),并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議,在位于現(xiàn)場的多個微機化測量控制設備之間以及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換,形成各種適應實際需要的自動控制系統(tǒng)。
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)既是一個開放通信網(wǎng)絡,又是一種全分布控制系統(tǒng)。它作為智能設備的聯(lián)系紐帶,把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡節(jié)點的智能設備連接為網(wǎng)絡系統(tǒng),并進一步構成自動化系統(tǒng),實現(xiàn)基本控制、補償計算、參數(shù)修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動化功能。這是一項智能傳感器、控制、計算機、數(shù)字通信、網(wǎng)絡為主要能容的綜合技術。在我國電力系統(tǒng)中,目前DCS系統(tǒng)得到廣泛的應用。這種控制方式的實現(xiàn)需要通過傳感器、變送器將所有被控設備的狀態(tài)、電量、非電量信號收集到中央控制室的主控計算機上,然后在計算機上按照規(guī)定的數(shù)學模型進行計算、判斷、進而向被控設備發(fā)出指令。其在本質上仍然為數(shù)字控制器與模擬變送器組成的模擬-數(shù)字混合系統(tǒng),在電廠或變電站內受電磁干擾嚴重,難以達到嚴格的計算精度,并實施準確控制。另一方面,模擬變送器位于測控現(xiàn)場,而控制器位于集中控制室。這從構成控制系統(tǒng)的信號流的角度來看,在現(xiàn)場把被控參數(shù)轉換為測量信號后,被送往位于集中控制室的控制器,再把所得到的控制信號由控制室送往現(xiàn)場的調節(jié)閥或控制電機。這樣,即使是一個簡單的回路控制系統(tǒng),其信號的必經(jīng)路徑也將會很長,因而會引起許多弊端和隱患。將FCS引入電力系統(tǒng)將在根本上優(yōu)化控制系統(tǒng)的各種性能。將整個生產(chǎn)過程的控制功能分散,為每個被控設備就地配備專用的底層前置控制計算機,這些專用的前置機根據(jù)控制要求負責管理被控設備的有關信息。這些信息經(jīng)前置機處理后通過通訊接口由現(xiàn)場總線與上位計算機相聯(lián)。此時上位機的任務已不再是全面監(jiān)控所有設備,而是擔負人機對話或向上級調度遠傳信息的任務。在上位機可以根據(jù)前置機上傳的信息構造各種畫面、圖象、圖表、曲線來直觀地反映現(xiàn)場設備的運行情況。不僅前置機可以配合PLC根據(jù)所取的實時數(shù)據(jù)對被控設備實行必要的調節(jié)和控制,而且上位機也可以直接通過前置機對被控設備進行實時性不強的調節(jié)和控制,把控制功能下放到現(xiàn)場,僅由現(xiàn)場儀表就可以實現(xiàn)控制功能。這樣無疑增強整個電力系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)組織的靈活性。并且基于這種現(xiàn)場總線技術的系統(tǒng),還可與其它計算機、節(jié)點通訊,構成高性能的控制系統(tǒng)。
(3)光互連并行處理器陣列在電力系統(tǒng)自動控制和繼電保護中的應用研究。光互連技術的特點:①光互連不受電容性負載的影響,其輸入輸出可根據(jù)需要具有很大靈活性。②光互連的扇出數(shù)主要受探測器功率限制。光互連既可解決無終端的電互連線受到臨界線長度的限制的問題,又可解決有終端線受到沿該線輸出端密度限制的問題,它可以在計算系統(tǒng)內部實現(xiàn)高性能互連。它以光速傳遞信息,可將時鐘扭曲問題減小到最小程度。③光互連不受平面和準平面的限制,光在光波導中可以大于10°的交叉角相互交叉,自由空間光束可相互穿越而不相互作用,可提高系統(tǒng)集成度。研究結果表明,互連網(wǎng)絡采用光子傳輸與電子交換相結合的方法,拓撲結構具有靈活的編程重構特性。光互連網(wǎng)絡的帶寬不受傳輸長度的影響,具有很強的抗電磁干擾能力,體現(xiàn)了光互連技術在并行處理器陣列系統(tǒng)中具有很大的應用潛力,為并行處理器陣列中的高速數(shù)據(jù)通訊和結構設計提供了方便。從而表明了光互連并行處理器陣列在電力系統(tǒng)自動控制和繼電保護中具有遠大的應用前景,將使電力系統(tǒng)自動控制和繼電保護的水平提高到一個新的高度,保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、可靠的運行。
【關鍵詞】電力系統(tǒng);遙控系統(tǒng);監(jiān)控;調度;管理
社會經(jīng)濟的發(fā)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(fā)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(tǒng)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(wǎng)調度自動化通常就是指借助電網(wǎng)運動化和數(shù)字化會發(fā)展,在市場經(jīng)濟發(fā)展的條件下,電網(wǎng)的規(guī)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(xiàn)了問題就很有可能會使得整個電網(wǎng)有癱瘓的風險,這樣就會出現(xiàn)大范圍停電現(xiàn)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(chǎn)生停電現(xiàn)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(yè)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(tǒng)進行嚴格的控制。
1.1電力調度系統(tǒng)的發(fā)展
在電力系統(tǒng)最早起源于20世紀中期,最早是為了解決電網(wǎng)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(tǒng)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(wǎng)頻率予以適當?shù)恼{整和控制。通常我們所說的電力系統(tǒng)自動化通常就是指在實際的工作中采用現(xiàn)代化先進技術對設備的運行情況進行實時的監(jiān)測和控制,這樣就可以很好的體現(xiàn)出其自身的安全性和穩(wěn)定性,這樣才能更加充分的體現(xiàn)出其自身的優(yōu)勢,保證人們正常生產(chǎn)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(tǒng)的運行和發(fā)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?shù)姆椒▽ζ溥M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(wǎng)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(wǎng)的工作質量,同時也能夠提高電力企業(yè)在發(fā)展中所獲得的經(jīng)濟效益,在節(jié)能方面也越來越成熟,在這樣的情況下電力行業(yè)的發(fā)展就成為了社會發(fā)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(yè)的發(fā)展中以計算機作技術作為主要的依托,以現(xiàn)代化的信息技術作為發(fā)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(tǒng)
該系統(tǒng)是電力調度自動化系統(tǒng)中一個非常重要的組成部分,這一系統(tǒng)的出現(xiàn)也是當今系統(tǒng)發(fā)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(fā)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(tǒng)進行有效的遠程控制。
1.2.2信息傳輸環(huán)節(jié)
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(fā)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(chǎn)生,信息傳輸控制工作逐漸得到改善與優(yōu)化,為整個電網(wǎng)調度系統(tǒng)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(huán)節(jié)
為了實現(xiàn)對電力系統(tǒng)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(xiàn)對整個電網(wǎng)進行監(jiān)測和控制功能,需要在工作中收集分散在各個發(fā)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(chǎn)生相關的系統(tǒng)控制方法。
2.電力系統(tǒng)調度自動化技術在國外的應用
2.1西門子SPECTRUM系統(tǒng)
該系統(tǒng)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(xiàn)標準化開發(fā)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(yè)用戶。
2.2 CAE系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用64比特ALPHAI作站、客戶I服務器體系結構和雙以太網(wǎng)構成的EMS硬件平臺,選用分布式應用環(huán)境開發(fā)研制的,集DAC、SYS、APP、COM于一體。該系統(tǒng)功能分布于各節(jié)點,能有效地減少網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流,防止通信瓶頸問題。
2.3 VALMET系統(tǒng)
該系統(tǒng)適用于多種硬件平臺,可連接SUN、IBM、PHA工作站該系統(tǒng)包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和應用軟件三個服務器。
3.自動化系統(tǒng)技術的產(chǎn)生背景
隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡分布也越來越廣。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的運營與維護同樣需要大量的人力、物力與財力。傳統(tǒng)的人工抄表、監(jiān)測技術已經(jīng)不再滿足目前日益發(fā)達的電力系統(tǒng)現(xiàn)狀。自動化系統(tǒng)能夠對目前應用的電力系統(tǒng)進行全面監(jiān)測,對在系統(tǒng)運營過程中出現(xiàn)的故障進行記錄與處理,大大提升了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
4.電力系統(tǒng)應用互聯(lián)現(xiàn)狀
目前,我國應用的電力調度自動化系統(tǒng)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(tǒng),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(tǒng)采用實時數(shù)據(jù)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(qū)域發(fā)生故障,也不會對整個系統(tǒng)的正常運行造成干擾?,F(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動化技術已經(jīng)體現(xiàn)出更多的成熟的特點,開始廣泛應用于我國電力系統(tǒng)的建設與運行中。SD一6000~量管理系統(tǒng)具有統(tǒng)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(tǒng),在我國的南方地區(qū)已經(jīng)得到應用。OPEN一2000,量管理系統(tǒng)能夠實現(xiàn)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集功能、自動發(fā)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(tǒng)。此系統(tǒng)維護方便,已經(jīng)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(tǒng)調度自動化技術的發(fā)展趨勢
5.1模塊化與分布式
電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)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(xiàn)真正的分布式體系結構,基于平臺層解決數(shù)據(jù)交換的異構問題,是一種重要的電力系統(tǒng)調度自動化技術。
5.2電力系統(tǒng)調度綜合自動化
全面建立調度數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),提高電力系統(tǒng)調度自動化的綜合管理水平,使電力系統(tǒng)運行達到最優(yōu)化,避免電力系統(tǒng)崩潰或大面積停電事故,提高電力系統(tǒng)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(yè)逐漸涌入了市場化的發(fā)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(tǒng),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(jīng)出臺了相應的規(guī)定,但是我國電力調度自動化系統(tǒng)還是需要不斷的改進和完善。
【參考文獻】
【關鍵詞】電力系統(tǒng);配電網(wǎng);自動化技術;功能;應用
就目前自動化技術在我國電力系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀而言,雖然其在發(fā)電廠、智能變電站以及電力調度等方面得到了廣泛應用,并具有較好的發(fā)展前景,但因投入資金的欠缺等方面原因,該技術長期集中在電源及電網(wǎng)建設中,而忽略了其在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應用,導致配電網(wǎng)因設備老舊、技術落后等方面原因嚴重制約了自身運行的安全穩(wěn)定性,直接影響了我國電力系統(tǒng)供配電的可靠性。因此,有必要加強自動化技術在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中應用研究,實現(xiàn)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的自動化發(fā)展。
1電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中自動化技術應用的主要功能簡介
自動化技術在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應用是實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化、智能化發(fā)展的必要技術支撐,同時也是優(yōu)化配電網(wǎng)結構,提高配電網(wǎng)供配電能力的重要技術前提,就其在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應用功能而言,主要集中在以下幾個方面:
1.1在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)搜集功能
即自動化技術在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應用不僅能實現(xiàn)對配電網(wǎng)的全面監(jiān)控、全過程連續(xù)性遠程監(jiān)控,實現(xiàn)對配電網(wǎng)供配電過程中各項電流電壓數(shù)據(jù)信息的搜集,同時還可集成先進的信息交流及反饋控制系統(tǒng),實現(xiàn)配網(wǎng)中電壓電流數(shù)據(jù)的雙向交流,進一步完善配電網(wǎng)的在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)搜集體系,方便相關工作人員隨時查看配電網(wǎng)的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患,提高配電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性。
1.2饋線自動化功能
電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中該功能的實現(xiàn)使得配電網(wǎng)具有一定的“自愈”功能,對于進一步保障配電網(wǎng)的運行質量具有重要的作用。該功能具體是指,在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運行過程中,可將自動化技術中的廣域測控技術應用到配電網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)測中,這樣以來,自動化監(jiān)測系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)運行中存在的故障問題就可及時作出反應,采取相應的保護措施,進行故障的自動診斷和自動修復或者是縮小故障的影響范圍,起到降低配電網(wǎng)運行故障負面效果的作用。
1.3停電管理的自動化功能
將自動化技術運用到電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中,則可實現(xiàn)對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)等方面信息的搜集,并在此基礎上實現(xiàn)對配電網(wǎng)停電的自動化管理,即依托自動化技術而成的停電自動化管理系統(tǒng)可以根據(jù)其所搜集的相關數(shù)據(jù),對停電故障的原因、位置等方面因素進行判斷,并及時判斷出停電范圍,提供相應的供電恢復信息等,為故障維修人員提供相應的工作便利性。
2電力系統(tǒng)中自動化配電網(wǎng)模式分析
自動化技術在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應用最終促使配電網(wǎng)形成了自動化配電網(wǎng)模式,推動了電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的自動化發(fā)展。電力系統(tǒng)自動化配電網(wǎng)模式具體表現(xiàn)如下:
2.1自動化配電網(wǎng)模式的方案構成
自動化配電網(wǎng)模式的構成及其功能的實現(xiàn)主要依賴于以下四個部分:2.1.1主斷路器及饋線斷路器部分該部分的構成主要以兩個電源為主要支撐,其中的饋線斷路器主要在配電網(wǎng)的自動化運行過程中與變電站的保護開關共同構成環(huán)網(wǎng)式的供電方案,實現(xiàn)電網(wǎng)及故障信息的自動化監(jiān)控;2.1.2自動重合器自動化配電網(wǎng)模式中的重合器能自發(fā)的將由饋線斷路器及變電站保護開關構成的環(huán)網(wǎng)進行分段,這樣以來,一旦其中的某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障問題,自動重合器就會對故障環(huán)網(wǎng)段自發(fā)進行隔離處理,縮小故障的影響范圍;2.1.3自動重合分段器其主要是依據(jù)故障信息診斷來決定送電與否;2.1.4自動饋線其主要是對自動重合分段器及自動重合器等相關自動化裝置進行自動化控制,以便于及時接收和處理故障信息,降低配電網(wǎng)分段故障對配電網(wǎng)正常運行狀態(tài)的影響,實現(xiàn)停電管理的自動化。
2.2自動化配電網(wǎng)模式的人員培訓
自動化配電網(wǎng)模式的實現(xiàn)依舊需要部分人員的人工操作以及故障診斷、消除。但與傳統(tǒng)配電網(wǎng)模式不同的是,自動化配電網(wǎng)模式下的人員培訓是以配電網(wǎng)自動化技術系統(tǒng)中的仿真技術為主要依據(jù)的,即通過仿真技術科為員工提供逼真的培訓環(huán)境,如模擬配電網(wǎng)運行故障的出現(xiàn)等,以幫助員工在最短時間內掌握最多的電網(wǎng)操作及管理技術,以便于其電力系統(tǒng)自動化配電網(wǎng)的管理過程中,能及時分析出自動化監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送的故障信息,找出故障原因及位置,盡快解決故障,恢復電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的正常運行。
2.3自動化配電網(wǎng)模式的配電自動化
配電自動化的實現(xiàn)是現(xiàn)代化配電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,亦是自動化配電網(wǎng)模式實施的重要目的。就目前我國自動化配電網(wǎng)運行模式而言,配電自動化的實現(xiàn)主要包括以下幾種方式:(1)在10kv輻射或者是樹狀線路的設計及施工鋪設過程中可以結合使用自動重合器及自動重合分段器,以實現(xiàn)對10kv配電網(wǎng)運行的自動化控制;(2)環(huán)網(wǎng)的設置,就目前來講,在城市的現(xiàn)代化建設過程中,傳統(tǒng)用于供配電的架空線路敷設存在諸多的不便性及不安全因素,基于此,可以在城市配電網(wǎng)線路改造過程中,可以采用環(huán)形電纜配網(wǎng),配之一重合器或者是增設FTU,形成自動化的環(huán)形電纜配網(wǎng)。
2.4自動化配電網(wǎng)模式的信息技術及GPS技術
信息技術及GPS技術是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)實施自動化配電網(wǎng)模式的重要技術支撐,其主要應用在自動化配電網(wǎng)運行的在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)搜集、故障位置定位及預測等環(huán)節(jié),是有效實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化運行以及管理監(jiān)督,提高配電網(wǎng)運行安全穩(wěn)定性的重要構成部分。
3結語
綜上所述可知,自動化技術在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應用是配電網(wǎng)各項自動化功能實現(xiàn)的重要技術支撐,有力的推動了配電網(wǎng)的自動化、智能化發(fā)展,促進了自動化配電網(wǎng)模式的形成,提高了配電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性以及效率性。因此,在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的相關技術研究過程中,要加強對自動化技術的應用研究,為保障更加穩(wěn)定的電力資源提供強大的技術支撐,進一步推動我國電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。
參考文獻
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【關鍵詞】電力系統(tǒng);電氣自動化;監(jiān)控
【中圖分類號】TM 【文獻標識碼】A
【文章編號】1007-4309(2013)01-0133-1.5
一、電氣自動化控制系統(tǒng)
1.集中監(jiān)控方式這種監(jiān)控方式優(yōu)點是運行維護方便,控制站的防護要求不高,系統(tǒng)設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統(tǒng)的各個功能集中到一個處理器進行處理,處理器的任務相當繁重,處理速度受到影響。
2.遠程監(jiān)控方式最早研發(fā)的自動化系統(tǒng)主要是遠程控制裝置,主要采用模擬電路,由電話繼電器、電子管等分立元件組成。這一階段的自動控制系統(tǒng)不涉及軟件。主要由硬件來完成數(shù)據(jù)收集和判斷,無法完成自動控制和遠程調解。它們對提高變電站的自動化水平,保證系統(tǒng)安全運行,發(fā)揮了一定的作用,但是由于這些裝置,相互之間獨立運行,沒有故障診斷能力,在運行中若自身出現(xiàn)故障,不能提供告警信息,有的甚至會影響電網(wǎng)安全。
3.現(xiàn)場總線監(jiān)控方式現(xiàn)場總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設計更加有針對性,對于不同的間隔可以有不同的功能,這樣可以根據(jù)間隔的情況進行設計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外,還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等,而且智能設備就地安裝,與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接,可以節(jié)省大量控制電纜,節(jié)約很多投資和安裝維護工作量,從而降低成本。另外,各裝置的功能相對獨立,裝置之間僅通過網(wǎng)絡連接,網(wǎng)絡組態(tài)靈活,使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高,任一裝置故障僅影響相應的元件,不會導致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
二、綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)應用
1.集中模式。集中模式也就是傳統(tǒng)的硬接線方式,將強電信號轉變?yōu)槿蹼娦盘?,采用空接點方式和4mA-20mA標準直流信號,通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關量信號一對一接至DCS的I/O模件柜,進入DCS進行組態(tài),實現(xiàn)對電氣設備的監(jiān)控。這種模式又分為直接I/O接入方式和遠程I/0接入方式兩種,前者是將電纜接至電子間集中組屏,后者是在數(shù)據(jù)較集中且離主控室較遠的電氣設備現(xiàn)場設立遠程I/0采集柜,然后通過通信方式與DCS控制主機相連,兩者具有相同的實現(xiàn)技術,本質上沒有區(qū)別。電氣量的采集集中組屏,便于管理,設備運行環(huán)境好;硬接線方式成熟,響應速度快。缺點主要有:電纜數(shù)量大,電纜安裝工程量大,長距離電纜引進的干擾也可能影響DCS的可靠性;DCS系統(tǒng)按“點”收費,不僅投資大,而且只有重要的電氣量才能進入DCS,系統(tǒng)監(jiān)測的電氣信息不完整;所有信息量均要集中匯總至DCS系統(tǒng),風險集中,影響系統(tǒng)可靠性;由于DCS調試一般是最后進行,采用集中模式通常難以滿足倒送廠用電的要求;沒有獨立的電氣監(jiān)控主站系統(tǒng),無法完成較復雜的電氣運行管理工作(如防誤、事故追憶、繼電保護運行與故障信息自動化管理、錄波分析等高級應用功能),不能實現(xiàn)電氣的“綜合自動化”。
2.分層分布式模式。分層分布式模式從邏輯上將ECS劃分為三層,即站級監(jiān)控層、通信層和間隔層(間隔單元)。間隔層由終端保護測控單元組成,利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計,將測控單元和保護單元就地分布安裝在各個開關柜或其他一次設備附近。網(wǎng)絡層由通信管理機、光纖或電纜網(wǎng)絡構成,利用現(xiàn)場總線技術,實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、規(guī)約轉換、轉送數(shù)據(jù)和傳控制命令的功能。站級監(jiān)控層通過通信網(wǎng)絡,對間隔層進行管理和交換信息。間隔層測控終端就地安裝,減少占用面積,各裝置功能獨立,組態(tài)靈活,可靠性高。模擬量采用交流采樣,節(jié)省二次電纜,降低了成本,抗干擾能力增強,系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)精度大大提高。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)量提高,監(jiān)控信息完整,能實現(xiàn)在遠方對保護定值的修改及信號復歸,運行維護方便。分布式結構方便系統(tǒng)擴展和維護,局部故障不影響其他模塊(部件)正常運行。設置獨立的電氣監(jiān)控主站,便于分步調試和投運,滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統(tǒng)的運行、維護和檢修。
三、綜合自動化技術發(fā)展趨勢
由于我國電力系統(tǒng)綜合自動化技術起步較晚,在很多方面與國外技術水平還有很大差距,所以需要我們在學習和借鑒國外先進技術的同時,結合我國的實際情況,研究和開發(fā)更加符合我國國情的綜合自動化系統(tǒng)。
1.保護、控制、測量一體化鑒于目前的運行體制、人員配備、專業(yè)分工,我國的自動化系統(tǒng)主要采用站內監(jiān)控采集數(shù)據(jù)而保護相對獨立的模式,以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術合理性、減少設備重復配置、簡化維護工作量以及發(fā)展趨勢等方面考慮,將保護與控制、測量結合在一起會更有優(yōu)勢。
2.國際標準的應用近年來,IED電力自動化方面有了廣泛應用。為了實現(xiàn)不同廠家IED設備的信息共享和互操作性,使廠站電氣綜合自動化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng),國際電工委員會制定了IEC61850國際標準。為了與國際接軌,國內已經(jīng)開始了基于IEC61850標準的電氣綜合自動化系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā),相信這將是未來自動化系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。
3.以太網(wǎng)技術的興起隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,綜合自動化系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多,對通訊的實時性要求越來越高,以速度快、傳輸數(shù)據(jù)量大為特點的以太網(wǎng)滿足了這一要求。以太網(wǎng)最典型的應用形式是Ethernet+TCP/IP。未來的發(fā)展應該是在繼承了以太網(wǎng)技術的基礎上,結合工業(yè)過程應用,產(chǎn)生新一代以以太網(wǎng)為核心的現(xiàn)場總線技術。
四、結語
自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用越來越廣泛而深入,這也使電網(wǎng)管理方式產(chǎn)生翻天覆地的變化。新技術、新理論的應用使一些概念不斷被更新和修正,傳統(tǒng)的技術界線逐漸模糊,各種原來看似不相關聯(lián)的技術會彼此融合和滲透,這些推動著電力自動化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和變化。
【參考文獻】
關鍵詞:電力系統(tǒng);自動化技術;國家電網(wǎng)
作者簡介:蔣曉光(1964-),男,福建羅源人,羅源供電有限公司,工程師。(福建 羅源 350600)
中圖分類號:TM73 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)08-0182-02
一、電力系統(tǒng)自動化技術的問題和現(xiàn)狀分析
1.電力系統(tǒng)自動化技術設計不合理
我國電力的發(fā)展在世界上來說相對落后,尤其是我國經(jīng)歷了幾次大型的城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造,加上電力系統(tǒng)自動化技術上的不成熟,導致目前電力系統(tǒng)自動化技術的設計沒有統(tǒng)一的標準,在我國當前的國家電網(wǎng)建設和工作運行中電力系統(tǒng)自動化技術的應用受到了極大的限制,從而在具體的電網(wǎng)工作運行中出現(xiàn)了安全事故。我國電網(wǎng)建設起步較晚,雖然經(jīng)歷了幾次大型的城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造,但是沒有從根本上解決城鄉(xiāng)電網(wǎng)的統(tǒng)一指揮管理問題。正因如此,在對電力系統(tǒng)自動化技術進行應用時,電力系統(tǒng)自動化技術無法滿足不同設備之間接口的問題,甚至出現(xiàn)了無法連接的問題。而且由于國家電網(wǎng)覆蓋范圍廣大,各地對電網(wǎng)的建設和發(fā)展程度不統(tǒng)一,采用的電力設備產(chǎn)品和型號十分復雜,在對電力系統(tǒng)自動化技術設計上的不合理便造成了電力系統(tǒng)自動化技術的管理難題。這不僅僅造成了各地電網(wǎng)的資源浪費和重復開發(fā)的現(xiàn)象,而且為我國國家電網(wǎng)的安全埋下了隱患。因此在對電力系統(tǒng)自動化技術的開發(fā)和設計上應該充分考慮不同地區(qū)電力設備的互操作性,從而使電力系統(tǒng)自動化技術能夠滿足各種電力設備運行的要求。
2.電力系統(tǒng)自動化技術中電力設備的質量問題
在對電力系統(tǒng)自動化技術進行應用時,往往會由于電力設備的問題在工作運行中出現(xiàn)安全事故。這就是因為電力設備和電力系統(tǒng)自動化技術性能不達標而造成的。比如在電力設備的選擇上,過分重視經(jīng)濟成本,忽視了電力設備的性能和實用性。在電力系統(tǒng)自動化技術的應用上,對技術成分要求過高甚至在設備質量之上,從而導致在工作運行中缺乏有力的安全保障。特別是由于工作人員的專業(yè)素質不夠高,在對電力系統(tǒng)自動化技術的操作上認識沒能達到水平和要求,在工作運行中出現(xiàn)很多的漏洞和問題,尤其是在電力系統(tǒng)自動化技術的管理上經(jīng)驗不足,從而導致電力系統(tǒng)自動化技術出現(xiàn)安全問題,對我國的國家電網(wǎng)安全構成威脅。不僅如此,電力系統(tǒng)自動化技術在實際的電力設備工作運行中經(jīng)常會出現(xiàn)抗干擾的現(xiàn)行。這個問題在電力系統(tǒng)自動化技術中非常重要,卻十分容易被忽視,但是由于各種問題無法保證電力系統(tǒng)自動化技術擁有有效的抗干擾措施,無法保證電力系統(tǒng)自動化技術的運行可靠和穩(wěn)定,對我國的電網(wǎng)安全形成較大的隱患。因此要對電力系統(tǒng)自動化技術進行反復的定型試驗,盡可能確立一個定量的指標,并將電力系統(tǒng)自動化技術加以應用,減少電網(wǎng)事故和問題的出現(xiàn)。
3.電力系統(tǒng)自動化技術的管理不科學
電力系統(tǒng)自動化技術的管理需要高素質的專業(yè)人員,但是在實際中電力系統(tǒng)自動化技術的維護人員水平素質并不符合要求,而且在電力系統(tǒng)自動化技術的維護上主要還是依靠廠家,在對電力系統(tǒng)自動化技術的專業(yè)管理上缺乏人才,甚至是忽略了培養(yǎng)人才的重要性,從而在具體的電力系統(tǒng)自動化技術的操作和維護上出現(xiàn)事故問題處理不及時和不科學的現(xiàn)象,從而增加維護成本,同時也為我國國家電網(wǎng)的安全埋下隱患。因此要解決電力系統(tǒng)自動化技術的安全問題,必須要培養(yǎng)出一支專業(yè)素質較高的維護人員隊伍,并加大電力安全宣傳教育,從根本上處理好電力系統(tǒng)自動化技術的安全問題。電力系統(tǒng)自動化技術管理不科學不僅僅是由于維護人員的專業(yè)素質水平低,電力系統(tǒng)自動化技術的管理體制也并不合理,比如當電力系統(tǒng)自動化技術出現(xiàn)問題時,經(jīng)常會出現(xiàn)多個單位一起解決電力問題的現(xiàn)象,從而造成個人造成責任推卸的問題,造成了人力資源和資金極大的浪費。不僅如此,如果問題十分復雜,則會在事故區(qū)域形成一個“三不管地帶”,影響維護電網(wǎng)工作的展開,影響工作和業(yè)務水平。
二、電力系統(tǒng)自動化技術的安全管理措施
1.提高電力系統(tǒng)自動化技術的維護水平
通過建立一批在電力系統(tǒng)自動化技術方面具有高專業(yè)素質的人才隊伍,并不斷加強培訓和教育,全面提高電力系統(tǒng)自動化維護人員的技術水平和專業(yè)素質,從根本上解決電力系統(tǒng)自動化技術管理上推卸責任和三不管現(xiàn)象。而且近年來隨著科學技術的迅猛發(fā)展,信息技術在人們的生產(chǎn)生活中越來越重要,因此在電力系統(tǒng)自動化技術中應該將信息化大力發(fā)展,數(shù)字化電網(wǎng)和數(shù)字化變電站的開發(fā)能夠有力地保證我國電網(wǎng)工作的運行效率和安全。電力系統(tǒng)自動化技術通過利用信息化手段可以使電網(wǎng)中的運行數(shù)據(jù)進行綜合信息和通信信息進行高效的采集和處理,從而達到規(guī)范和統(tǒng)一電網(wǎng)的有效管理目標,而且能夠大幅提高電力系統(tǒng)自動化技術的信息化、智能化和可視化的水平,使我國的國家電網(wǎng)運行更加穩(wěn)定和安全,并且能夠應對激烈的市場競爭環(huán)境,有效降低工作運行成本,這對于我國的城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造具有重要的發(fā)展意義。
2.加強電力系統(tǒng)自動化技術的管理工作
隨著科學技術的發(fā)展和信息化時代的到來,電力系統(tǒng)自動化技術得到普遍的重視和支持。在電力系統(tǒng)自動化技術管理工作上一定要正確地判斷形勢,掌握電力系統(tǒng)自動化技術未來的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢,從而深刻地認識到電力系統(tǒng)自動化技術的功能和優(yōu)勢,在此基礎上加以開發(fā)和探索,從而在電力系統(tǒng)自動化技術上開辟出一條優(yōu)化我國國家電網(wǎng)工作運行能力和保障我國國家電網(wǎng)安全的道路。
(1)科學合理地對電力系統(tǒng)自動化技術模式進行設計。由于在電力系統(tǒng)自動化技術上我國并沒有足夠的經(jīng)驗,因此在對我國國家電網(wǎng)綜合自動化的規(guī)劃設計上要充分考慮各種因素,從而科學、合理、高效地進行設計,盡可能控制事故的發(fā)生頻率。從專業(yè)的角度上看,為了保證電網(wǎng)工作運行安全和效率,一般可以通過以下三種方式來進行設計。第一,對電力系統(tǒng)自動化技術進行分布式的結構設計,通過電力系統(tǒng)中的所有控制、保護、測量、報警等信號在單元內處理層數(shù)據(jù)信號的模式并通過管線來傳輸至電力系統(tǒng)的控制設備,在結構設計上讓各個單元相互獨立,避免單元內的相互影響。第二,可以加強電力系統(tǒng)的可擴展性和兼容性來進行自動化技術的管理。由于電力系統(tǒng)自動化技術是由標準化的硬軟件組成的,并在電力系統(tǒng)中配有標準的串行通訊接口,在不同的電網(wǎng)環(huán)境中能夠靈活地適應自動化的需要,并能夠在未來的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展和電網(wǎng)改造中實現(xiàn)變電規(guī)模和電網(wǎng)功能擴充的需要。第三,通過簡化電力系統(tǒng)來實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化技術的安全管理,對電力系統(tǒng)大幅的簡化二次接線,并使用高質量的多功能繼電器來對傳統(tǒng)和有質量問題的繼電器進行替換,再對開關柜和主控制之間的界限進行合理地分布式設計,從而達到開關柜內接線簡化的效果,有效避免因操作不慎造成安全事故問題。這三種模式能夠有效地提高電力系統(tǒng)自動化技術的安全管理水平,并確保電網(wǎng)工作運行安全。
(2)實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化技術的應用標準化。只有充分保證電力系統(tǒng)自動化技術應用和工作運行中的標準化,才能夠實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化技術的安全管理,保證電網(wǎng)運行工作的有序性和高效性,同時實現(xiàn)標準化能夠避免電力系統(tǒng)因無法統(tǒng)一標準而出現(xiàn)問題。因此,電力系統(tǒng)自動化技術的應用是確定適合電力系統(tǒng)自動化技術發(fā)展的統(tǒng)一標準和規(guī)范條件,并在實際的工作運行中使這種標準在電力系統(tǒng)的功能發(fā)揮上達到高效。對于電力系統(tǒng)自動化技術所需的故障錄波、通訊控制器、無功裝置與通訊控制器、保護與通訊控制器、RTU與通信控制器、通訊控制器與主站、小電流接地裝置與通訊控制器、通訊控制器與模擬盤等設備都必須要做到與自動化技術接軌的統(tǒng)一標準,從而避免因為標準化缺失而帶來的各種電網(wǎng)安全事故和問題。
三、電力系統(tǒng)自動化技術安全管理的總結
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和社會主義現(xiàn)代化建設步伐的加快,如何實現(xiàn)“安全、可靠、經(jīng)濟、優(yōu)質”的電網(wǎng)運行工作是我國社會對電力事業(yè)的基本要求,要充分保證社會發(fā)展所需的電力能源??茖W技術的發(fā)展進步,使得自動化的電力系統(tǒng)成為現(xiàn)代社會的發(fā)展主流趨勢,而且電力系統(tǒng)自動化技術也不斷地從低級到高級,從局部到整體的實現(xiàn)進步和發(fā)展。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化技術的安全管理,必須要在對電力系統(tǒng)自動化的技術上采取爭取的管理策略,通過管理的最優(yōu)化、智能化、標準化、協(xié)調化來實現(xiàn)安全管理電力系統(tǒng)自動化技術的目標。必須強化對電力系統(tǒng)自動化技術的管理,不斷提升和完善相關技術和水平,合理地設計和優(yōu)化管理措施和方法,從而為打造運行穩(wěn)定、安全的綜合電網(wǎng)奠定良好的基礎,促進我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步。
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