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电力系统不仅承担着供电的职责,而且还要肩负线路连接情况以及设备控制及管理的重任,为此将自动化技术运用于电力系统之中也需要尊崇以下几个方面的要求:第一,要注重对设备的运行状况进行管理。对电力系统中正在运行的设备和元件进行控制和管理,是电力系统自动化过程中必须要完成的重要内容。运用专业化的监控仪器和设备对其进行监控,能够及时发现并处理设备在运行过程中出现的各种问题,为供电系统安全高效的运行提供了重要的保障。第二,要保障设备安全稳定地运行。供电系统必须配备一定的安全防护体系,切实保证仪器设备极其线路安全稳定的运行。电力系统由众多庞大的电力设备和路线组成,必须通过分工管理的方法才能实现设备运行之间的有机协调,这也是对电力系统自动化建设提出的重点要求之一。第三,要尽量减少人工操作程序。电力系统自动化建设的主要目的就是解放人类劳动力,尽可能地实现无人化的自动操作模式。因此,加强电力系统自动化建设要尽量减少人工操作模式,最大程度地实现电力系统运行和控制的自动化,尤其是对于一些高危作业,要实现计算机自动化对人里的完全代替,从而确保工作人员的安全,实现人力资源最高效的运用[4]。
3电力系统中电力自动化技术的应用
3.1光互连接技术的应用
将光互连接技术应用于电力系统的继电保护装置和自动控制的领域之中,能够将传统的基本技术要求呈现出来。例如:打印报表和拓扑、记录相关数据、对数据进行自动化地分析与处理,以及实现状态评估、电网分析和人机界面结合处理的功能等。将光互连接技术应用于电力系统中,能够为电力工作人员呈现出更加精准的定位和清晰的画面,从而使其能够及时地获取准确的参考信息。在此基础之上,技术人员通过对所获得的数据进行处理和分析,方便采取更加有效的措施。与此同时,通过该技术的使用能够极大地提高电力设备的工作效率,使得电容性的负载不会产生较大的影响,为电力系统安全稳定的运行提供了重要的保证。除此以外,在电力系统中运用光互连接技术,能够有效防止故障的发生,避免了因地理环境所带来的不利影响,促使电力企业的经济效益和社会效益得到一定程度地提升,值得加以广泛运用。
3.2现场总线技术的应用
现场总线技术一个显著特征就是具备全方位的通信网络,不但包含控制中心两个场地的装置和仪器,而且还包含具体的施工现场。应用现场总线技术主要是通过众多的设备和感应器准确及时地将电力系统所需要的电压、电流以及电阻等主要的数据信息传输至自身的控制系统之中,并经过相关的技术人员进行整理和分析之后,最终把主机的指示命令传递到对应的操作设备当中。通过对现场总线的操控,能够对接收到的信息进行分散处理,使单个计算机的负荷得到降低。在实际操作过程中使用现场总线技术还能够实现与前置机以及上位机的有效结合,这就使得在发挥整个系统的控制功能时,只需要对现场的而细表进行操作即可完成所需要的工作。此外,将现场总线技术运用于电网的自动化调度过程之中,能够减少值班人员的工作量,使得对事件的控制效率能够得到有效提升。
3.3主动对象数据库技术的应用
主动对象数据库技术主要应用于电力系统的自动监视和监控两个方面,通过主动对象数据库技术的应用为电力系统带来了一系列的变革。例如:系统软件开发的变革、针对对象的设计、分析以及编程的变革等。通过该项技术的使用使得软件在开放性、重要性、继承性等方面产生了重要的影响。尤其与以往传统的技术相比,其主要优势体现在对象技术的支撑和主动功能方面。另外,通过主动对象数据库技术的应用,能够促使计算机通过数据库程序对内部信息进行准确。及时和全方位的控制和管理,从而使其能够提供更加准确的操作指令。要想更好地应用这项技术,电力部门首先要善于虚心求教,积极汲取和借鉴国外先进的技术各经验,然后再结合我国电力系统的实际情况进行进一步的探索和完善。目前。主动对象数据库技术在我国获得了良好的发展,对电力部门运行效率的提升具有极大地促进作用,极大地满足了人们对供电的需求,推动了我国电力事业的蓬勃发展。
电力系统综合自动化基本工作流程是,在相对中心地带的调控中心装置现代化的计算机,以此向四周辐射网络系统,围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置,并时时进行监控,从而形成了一个立体化的网络覆盖面,形成全面的畅通的信息传达和指令传输,按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能,以达到系统合理经济可靠运行目的的控制系统。
1.电力系统自动控制的基本要求
(1)迅速而正确地收集、检测和处理电力系统各元件、局部系统或全系统的运行参数。
(2)根据电力系统的实际运行状态和系统各元件的技术、经济和安全要求,为运行人员提供调节和控制的决策,或者直接对各元件进行调节和控制。
(3)实现全系统各层次、各局部系统和各元件间的综合协调,寻求电力系统优质供电、经济性和安全性的多目标的最优运行方式。
(4)电力系统自动控制不仅能节省人力,减轻劳动强度,而且还能减少电力系统事故,延长设备寿命,全面改善和提高运行性能,特别是在发生事故情况下,能避免连锁性的事故发展和大面积停电。
2.电力系统自动化技术探讨
(1)主动的对象数据库技术及其在电力系统自动监视与控制中的运用面向对象技术在软件的重用性、继承性、封装性、开放性及软件工程等方面带来革命性的影响,已经深刻影响软件系统开发与设计的各方面,如面向对象的分析、面向对象的设计、面向对象的编程等。新一代的电网调度自动化系统应该全面地采用面向对象技术,支持面向对象的标准。主动的对象数据库与一般的关系数据库相比,主要的优势在于主动功能以及对对象技术的支持。关系数据库要实现数据的判断(如数据发生变化,数据越限)以及数据的分析都是由外来程序完成的。而在主动的对象数据库中,利用数据库的触发子可以实现系统的监视功能,利用数据库中对象的函数可以实现系统的控制功能。由于引入触发机制以及对象技术,这就可以在数据库中实现自动监控,在节省数据读出和写入时间的同时,又充分地利用数据库对数据的管理功能,提高数据可靠性,维护数据的一致性,便于数据的共享等。随着数据库技术的发展,以及对监控系统中触发子和对象的函数功能的进一步研究,有望实现电力系统自动监视与控制的更加复杂的功能。
(2)现场总线控制系统。现场总线技术(FCS)实际上是将安装在工业过程现场的智能自动化仪表和装置与设置在控制室内的仪表和控制设备连接起来的一种数字化、串行、双向、多站的通信网络。现场总线技术将专用微处理器置人传统的测量控制仪表,使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力,采用可进行简单连接的双绞线等作为总线,把多个测量控制仪表连接成的网络系统,并按公开、规范的通信协议,在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间,实现数据传输与信息交换,形成各种适应实际需要的自动控制系统。
现场总线控制系统既是一个开放通信网络,又是一种全分布控制系统。它作为智能设备的联系纽带,把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。这是一项智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络为主要能容的综合技术。在我国电力系统中,目前DCS系统得到广泛的应用。这种控制方式的实现需要通过传感器、变送器将所有被控设备的状态、电量、非电量信号收集到中央控制室的主控计算机上,然后在计算机上按照规定的数学模型进行计算、判断、进而向被控设备发出指令。其在本质上仍然为数字控制器与模拟变送器组成的模拟-数字混合系统,在电厂或变电站内受电磁干扰严重,难以达到严格的计算精度,并实施准确控制。另一方面,模拟变送器位于测控现场,而控制器位于集中控制室。这从构成控制系统的信号流的角度来看,在现场把被控参数转换为测量信号后,被送往位于集中控制室的控制器,再把所得到的控制信号由控制室送往现场的调节阀或控制电机。这样,即使是一个简单的回路控制系统,其信号的必经路径也将会很长,因而会引起许多弊端和隐患。将FCS引入电力系统将在根本上优化控制系统的各种性能。将整个生产过程的控制功能分散,为每个被控设备就地配备专用的底层前置控制计算机,这些专用的前置机根据控制要求负责管理被控设备的有关信息。这些信息经前置机处理后通过通讯接口由现场总线与上位计算机相联。此时上位机的任务已不再是全面监控所有设备,而是担负人机对话或向上级调度远传信息的任务。在上位机可以根据前置机上传的信息构造各种画面、图象、图表、曲线来直观地反映现场设备的运行情况。不仅前置机可以配合PLC根据所取的实时数据对被控设备实行必要的调节和控制,而且上位机也可以直接通过前置机对被控设备进行实时性不强的调节和控制,把控制功能下放到现场,仅由现场仪表就可以实现控制功能。这样无疑增强整个电力系统自动控制系统的可靠性和系统组织的灵活性。并且基于这种现场总线技术的系统,还可与其它计算机、节点通讯,构成高性能的控制系统。
电力系统自动化是对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔,由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量(频率和电压),保证系统运行的安全可靠,提高经济效益和管理效能。
一、电力系统自动化总的发展趋势
(一)当今电力系统自动控制技术的发展趋势
电力系统在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展;在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题;在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论;在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用;在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
(二)整个电力系统自动化的发展趋势
由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制);由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统);由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展;由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展;装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变;追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制;由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。
二、电力系统的智能化技术
(一)变电站自动化
是在微机技术和网络通讯技术的基础上发展起来的。变电站自动化系统集保护、测量、控制、远传等功能为一体,采用微机化产品,并充分利用微机的数字通信的优势来实现数据共享的一套电力系统二次设备的自动化装置。它取代了常规的仪表盘、柜,以及一些中央信号装置,节省了变电站的占地面积,节省了电缆的投资。整个变电站要实现自动控制,一套优秀的监控软件是必须的。当操作人员进入变电站时,可以从自动化系统的当地监控软件上了解变电站当前的运行情况和历史记录。当地监控软件通过密码实现多权限多级管理,一般操作人员可以看主接线图、遥信遥控遥测表、特殊功能显示图、SOE等图表,系统管理员可以修改软件配置、各级权限范围、各种图表,操作员和监督员同时认可才能进行遥控操作。登入登出过程、执行操作后软件都会详细记录操作人姓名、密码、操作等信息。软件根据设定自动记录所需的四遥量并进行统计,形成曲线、棒图等。
(二)建立坚强、灵活的网络拓扑
坚强、灵活的电网结构是未来智能电网的基础。我国能源分布与生产力布局很不平衡,为了缓解此现状所带来的不利影响,我国开展了特高压联网工程、直流联网工程、点对点或点对网送电等工程的实施建设。如何进一步、优化特高压和各级电网规划成为需要解决的关键问题。随着电网规模的扩大、互联电网的形成,电网的安全稳定性与脆弱性问题越来越严重,对主网架结构的规划设计要求也相应地提高了。只有灵活的电网结构才能应对自然灾害和社会灾害等突发灾害性事件对电网安全的影响。
(三)实现开放、标准、集成的通信系统
智能电网的发展对网络安全提出了更高的要求,智能电网需要具有实时监视和分析系统目前状态的能力:既包括识别故障早期征兆的预测能力,也包括对已经发生的扰动做出响应的能力,其监测范围将大范围扩展、全方位覆盖,为电网运行、综合管理等提供外延的应用支撑,而不仅局限于对电网装备的监测。
(四)CAN总线技术在电力调度自动化系统的应用
CAN总线在电力调度的大系统中作为站点内部智能数据模块与计算机之间的通信网络,在通信速度、通信距离、抗干扰等方面完全能满足控制系统的要求。随着计算机科学的发展,现场总线控制系统在数据交换的实时性、准确性、快速性方面的突破性进展,为电力网系统经济、合理的调度运行提供了技术保证和技术支持。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。
在该电力调度系统,每个分站点均由工控机和若干测控接点组成。所有测控点都以“平等主体”挂接在总线上,每一点对应35kV回路或6kV回路的测控。测控点能够采集对应回路的遥信量及遥测量,能根据接收到的命令主动将数据发送到CAN总线,通过预先设定的验收码和验收屏蔽码可以控制该测控点从总线上接收哪些数据或命令。站点工控机通过CAN卡从CAN总线上接收各节点数据进行处理,再通过网卡到集团千兆网,转发到总调度中心。该智能测控节点的软件由两部分组成:一部分为初始化程序,包括对单片机本身的中断、定时器串行口等的初始化和CAN控制器的初始化;另一部分为测控供电回路电量参数的数据采集处理。CAN总线比其它形式总线在速度、抗干扰能力及高性能上有着巨大的区别,CAN总线设计灵活、可靠性高、布线方便,更加适合于工业领域到各种集散控制系统
(五)电力载波技术在自动抄表中的应用
目前在电能表远程抄收中,最适宜采用的方式为低压电力线载波与10kV电力线载波所组合而成的系统。其技术构成如下:
1.在硬件方面,为了减少各个电路部分相互之间的串扰,要合理划分弱信号电路,强信号电路;合理划分数字电路部分和模拟电路部分;对于模拟信号输出和输入口均采用磁路耦合方式进行隔离,同时对于输入信号使用具有高的带外衰减系数的无源带通滤波器;对于外部数字信号接口电路部分使用具有良好电磁兼容性能的集成电路;在各输入和输出端口添加相应的保护器件;另外,还要使用具有高稳定性、高抗干扰性的电源,进一步提高整体的抗干扰能力。
2.在软件方面,使用内置式看门狗,使之能够有效地监测软件运行故障,在合理的较短时间内从故障中恢复;在MCU软件设计中使用分布式软件陷阱,以监测软件的运行并从故障中恢复;对端口采样时,使用重复采样判别技术,防止慢上升速率信号中叠加的噪声对采样精度的影响。
3.在数据传输方面,为了提高传输的可靠性,克服信道中噪声对判决错误的影响,除了合理选择调制与解调方法外,还要采用差错控制编码技术(也称纠错编码),最大限度地保证数据传输的可靠。
(六)配电网自动化
随着国民经济的发展,人民生活水平的提高促使了用电量的不断增涨,与此同时对于电能质量、可靠性、安全性和稳定性也提出了新看法。在这种社会发展形势下,供电企业做好电力调度工作尤为关键,其调度自动化系统的应用也越来越发挥出其重大优势。
一、电力调度自动化系统分析
经过国内外社会发展实践表明,现代化电力系统管理的基础在于调度自动化,开展调度自动化工作可以有效的提高电力系统的安全性、经济性和稳定性,也有助于提高电能质量,增加企业经济效益和社会效益,同时达到电能高效利用的目的。
1、电力系统自动化
电力系统自动化主要指的是在工作中采用各种具备自动计数的监测设备、决策方案、控制功能的装置和通信信号系统来数据传输和管理的电力系统元件、系统组成来进行监控、调节、控制,以保障电力系统运行安全、高质、稳定运行,从而为人们生活和工作提供充足的电能。
2、电力调度自动化
截至目前,电力系统已成为社会发展中的核心环节,而电力调度自动化则是电力系统中最为关键的内容,也是电力系统自动化的一部分。在目前的社会发展中,我们常说的电力调度自动化主要指的是在工作中以计算机技术为核心、以信息技术为平台形成的电网监控调度自动化系统,其基本在构成按照功能和组成可以分为以下环节:
2.1、信息采集和命令执行环节
信息采集和命令执行子系统是整个电力调度系统中的初始阶段,是电厂、变电站运动终端的主要构成。而运动终端与主电站配合能够形成一个功能齐全、准确的数据采集系统,从而形成一个系统的实时参数,在遥信方面的主要功能在于采集并传送极端保护器的动作信息、参数和断路器的状态信息。
2.2.信息传输子环节
信息传输环节是实现电力调度自动化的主要设施,是信号传递媒介,一般在目前的工作中,按照信息传输子系统的通道结构我们可以将其分为模拟传输系统和数字传输系统两个不同组成环节。
2.3、信息收集、处理和控制环节
为了实现对电力系统调度自动化的管理和控制工作,在目前的管理工作中我们可以通过从技术标准、管理策略方面入手,为实现对整个电网进行监测和控制功能,需要在工作中收集分散在各个发电厂和变电站的实时信息,并对这些信息及时的加以归纳和总结,并将结构显示给调度员,产生相关的系统控制方法。
二、电力调度系统的自动化功能
通过对调度自动化系统进行开发利用和整理,使得电力公司调度系统能够形成一个信息可靠、畅通性能好、主站处理功能完善、监控功能合理的综合性整体,从而为电力系统的安全、经济、高效运行提供扎实的技术保障。
1、电力系统的监控功能
在目前的电力调度系统中,对电力系统进行监视和控制尤为关键,是为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。
2、电力系统安全分析
电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。
3、电力系统经济调度
电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。
三、电力系统调度自动化技术在国外的应用
国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISC工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种:
1、西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。
2、CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。
3、VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。
4、SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。
四、电力系统调度自动化技术的发展趋势
随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。
1、模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。
2、电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。
五、结语
随着电力市场的引入,更多的市场参与者要求能够使用调度自动化系统进行信息上报和查询等操作,这就对智能调度系统的信息安全防护能力提出了更高的要求。尽管国家经贸委和电监会已经出台了相关技术规定,但是可以预计电力二次系统安全防护问题将面临更多的挑战。“智能调度”系统将能够满足客户在信息安全防护能力方面更高的需求。
社会经济的发展水平不断的提高,同时人们对电能的需求也大大的增加,在这样的情况下电能的可靠性和安全性也提出了更高的要求,最近几年,计算机技术也在不断的发展和完善,所以电力调度工作的质量和水平也在不断的提升,如何提高电力系统调度自动化的水平也成为了当前非常重要的内容之一。
1.电力调度自动化概述
电网调度自动化通常就是指借助电网运动化和数字化会发展,在市场经济发展的条件下,电网的规模也不断的增大,人们的在用电量上有更高需求的同时也使得用电的可靠性和安全性都提出了更高的要求,在这样的情况下,如果一个部件出现了问题就很有可能会使得整个电网有瘫痪的风险,这样就会出现大范围停电现象。因为人民生活水平都在不断的提升,为了保证工作的过程中不能产生停电现象,所以就必须要对电力的供应进行严格的控制,同时还要在停电之前贴出通知,电力企业在这样的情况下就要面临非常严峻的考验,所以在这一过程中必须要对电力调度自动化系统进行严格的控制。
1.1电力调度系统的发展
在电力系统最早起源于20世纪中期,最早是为了解决电网在工作中很难控制的一些问题,在那个阶段主要的目的就是对系统信号进行及时的控制,在实施控制的过程中采用的技术主要有接点遥控或者是其他装置对其进行有效的控制,在当时主要是为了可以更好的对电网频率予以适当的调整和控制。通常我们所说的电力系统自动化通常就是指在实际的工作中采用现代化先进技术对设备的运行情况进行实时的监测和控制,这样就可以很好的体现出其自身的安全性和稳定性,这样才能更加充分的体现出其自身的优势,保证人们正常生产和生活上的电力供应。
1.2电力调度自动化分析
在很长时间的社会实践和研究之后,相关人员得出了如下结论。在电力系统的运行和发展中,要想有效的提高电力调度控制和管理的工作质量一定要在实际的工作中采用适当的方法对其进行有效的控制,而只有这项工作的质量能够得到保证,才能更好的确保电网的正常运行。在实际的工作中,它一方面可以有效的提高电网的工作质量,同时也能够提高电力企业在发展中所获得的经济效益,在节能方面也越来越成熟,在这样的情况下电力行业的发展就成为了社会发展中一个非常重要的问题。而电力调度方面的研究也更加的深入。通常所指的电力调度是在电力企业的发展中以计算机作技术作为主要的依托,以现代化的信息技术作为发展的条件,将电力调度作为调度工作中采用的主要方法,在应用的过程中,它的运行方式也是有着自身独到特点的。
1.2.1信息采集与命令系统
该系统是电力调度自动化系统中一个非常重要的组成部分,这一系统的出现也是当今系统发展过程中一个刚刚起步的时期,在运行的过程中它主要是通过电厂、发电终端以及相关的设备对运行中相关的信息予以有效的整理,这样就可以将这些信息传递给计算机集控平台,从而可以对系统进行有效的远程控制。
1.2.2信息传输环节
信息传输是整个工作中最为关键的一部分,在过去的信息传输工作中,因为信息传输技术的不科学而引发了许多的工作控制失误,给工作的开展造成严重的损失,甚至是给人们生活带来一定的影响。近年来,随着无线电通信技术、电磁波通信等新方式的产生,信息传输控制工作逐渐得到改善与优化,为整个电网调度系统工作的开展打下了坚实的指导基础。
1.2.3信息收集、处理和控制环节
为了实现对电力系统调度自动化的管理和控制工作,在目前的管理工作中我们可以通过从技术标准、管理策略方面入手,为实现对整个电网进行监测和控制功能,需要在工作中收集分散在各个发电厂和变电站的实时信息,并对这些信息及时的加以归纳和总结,并将结构显示给调度员,产生相关的系统控制方法。
2.电力系统调度自动化技术在国外的应用
2.1西门子SPECTRUM系统
该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力司和工业用户。
2.2 CAE系统
该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。
2.3 VALMET系统
该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。
3.自动化系统技术的产生背景
随着我国电力系统的不断发展,网络分布也越来越广。电力系统网络的运营与维护同样需要大量的人力、物力与财力。传统的人工抄表、监测技术已经不再满足目前日益发达的电力系统现状。自动化系统能够对目前应用的电力系统进行全面监测,对在系统运营过程中出现的故障进行记录与处理,大大提升了电力系统运行的稳定性。
4.电力系统应用互联现状
目前,我国应用的电力调度自动化系统在应用中主要有以下几种:首先是CC一2000型电力调度自动化系统,它由部分高等院校与研究机构合作而成,充分利用了标准化技术为软件提供接口,此电力调度自动化系统采用实时数据采集的方式,在不同的服务器分布相对的应用功能,即使在某一区域发生故障,也不会对整个系统的正常运行造成干扰。现代电力系统的自动化技术已经体现出更多的成熟的特点,开始广泛应用于我国电力系统的建设与运行中。SD一6000~量管理系统具有统一的支持平台,具有较大屏幕与调度自动拨号功能,在信息的传递时具有高实时性与超高质量的人机界面,是目前国内相对先进的的EMS系统,在我国的南方地区已经得到应用。OPEN一2000,量管理系统能够实现监控与数据采集功能、自动发电控制技术功能等软件,把调度与管理等应用于一体,具有开放型与分布式的特点,适合于省高调等新一代管理系统。此系统维护方便,已经在我国部分的市调项目上得以应用,并取得了不错的效果。
5.电力系统调度自动化技术的发展趋势
5.1模块化与分布式
电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。
5.2电力系统调度综合自动化
全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。
6.结束语
电力企业逐渐涌入了市场化的发展大潮当中,在这样的情况下,市场参与者和竞争者都在实际的工作中引入了调度自动化系统,这样就可以对信息进行查询等操作,虽然国家相关部门已经出台了相应的规定,但是我国电力调度自动化系统还是需要不断的改进和完善。
前言
在信息技术的带领下,自动化也扩大了使用的范围。在农业方面,可以自动的为农作物施肥,喷水。在工业方面,可以自动的生产,自动的进行包装。在电气方面,也慢慢的使用在我国的电力系统中。但在电力中的应用还不是很成熟,还有不足的地方需要去改正。怎样才能更好的在电力系统中使用自动化,现在还是一个谜团,等待着研究人员分析以后的结果。研究的主要对象要与实际的电网相结合,从而得到两者更匹配的结果。
1、电气自动化发展现状
电气自动化的发展离不开信息技术的发展,信息技术才使得电气自动化技术的产生,并且在其他的方面也运用的很广泛。据现实的情况而言,电气自动化技术的提高以以下几点为主。
高度信息化
当前我国电气自动化技术发展的高度信息化不仅表现在其技术、机器的使用等方面,而且在部门管理或者数据的处理等方面也实现了信息化。信息化技术的提高模糊了原本较为明确的设备界限,如控制系统的模糊化,同时与之相应的软件、通讯等方面要求更高了。由于电气自动化技术与电脑的发展技术是相关的,所以多媒体技术与信息技术的发展在电气自动化发展进程中占据很大的作用。
易于维护
正如前面所讲,电气自动化技术是与Internet的发展紧密联系的,计算机技术的一个优点就是其有较大的灵活性及能迅速地集成或提供信息,这也就使得电气自动化较以往的传统技术相比,更易于维护。
易于控制
电气自动化技术使用范围的增大,和它本身的容易控制的有点是密不可分的。随着经济的发展,市场的变化,电气自动化技术需要时刻的改变来适应变化,以便协调性的发展。例如:将马达和变压器用线连接起来,在作业时只需要控制这一根线,就可以控制其两者的操作,简单易实施。
2、电气自动化技术在电力系统中的应用
电气自动化技术离不开计算机,计算机是自动化技术的核心,所有自动化的工作都由计算机支配。以下是在电力系统中电气自动化技术的应用。
仿真技术
在电力系统中自动化技术日渐真态化,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,并能够帮助实验人员测试新的装置,同时能实施同步控制,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。
智能技术
电气自动化技术的引进加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。
多项技术的集成
现代的自动化电力系统将多项技术集成一体,易于管理,又不会因为客户有不一样要求而达不到。与传统电力系统相比,有点在于可以提高电力系统的竞争意识。因为电气自动化的统一化可以对于不同的项目给予支持,统一的工作实践少于每个部门单独作业。
人工智能技术
电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,如果问题不是很大的话,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。自动化技术的发展增强了电力系统的运作。
电网技术
电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。电网调度自动化的发展是电力系统自动化的主要组成部分,而调度自动化的发展与计算机技术的发展也是息息相关的。
3、电子自动化技术的未来发展走向
全控型电子开关技术的应用
在以往的电力控制开关中我国采用的是半控型晶闸管,该开关控制的缺点在于不能对整个电路实施很好控制,而全控型电子开关技术如IGBT这一技术,其不仅电流密度大且开关速度相较其他电子开关较低,而且整个电路相对简单,无论在维修还是处理等方面都较便捷。
变换器电路的发展逐渐高频化
变换器电路的发展的趋势是逐渐高频化,高频率和低频率相比,优点在于许多干扰因素无法到达高频,对电路没有影响。而且低频化电力在开关过程消耗的也比高频化电力消耗的多。
电流控制技术的发展
电流控制技术的发展主要体现在将定子电流的磁场分开,将各磁场加以控制。但是这种控制技术的发展离不开坐标变化的发展,这种技术的发展加强了电流控制技术的管理,这是一种新颖的管理手段,不仅其结构较为简单,且手段较为直接,是一种有效的动态交流方法。
通用变电器的大量使用
所谓通用变电器指的是中小功率在400kVA以下的变频器。当前使用的较为普遍的是没有跳闸的变频器,通用变电器使得自动化控制更为简单,易于操作,因为如果在整个电力系统中采用通用变电器,无论是计算机网络的总体控制,还是各线路数据的管理、控制、处理等阶段与传统使用的变电器相比较都要容易。
4、结语
综上所述,电气自动化技术的发展对于电力系统是非常关键的。电力系统是一个较为复杂的系统,光靠人为的操作是不足够的。而自动化技术可以简化电力系统,在控制,操作,和处理问题时就变的容易。使用自动化可以减小人们的劳动时间,反应问题的时间也短,降低损失。而对自动化技术而言,最重要的就是计算机的使用,信息技术是否发达决定着计算机的灵敏程度,计算机的灵敏度越高,自动化就越快,电气系统的发展才会更顺利。虽然电气自动化技术在我国的电力使用中还不是很成熟,但是在我国科研人员的努力下,就会不断的将这门技术发展。
参考文献
1 概述
为满足人们用电需要,在实际工作中应该采取相应的技术措施,确保供电稳定。如果技术措施不当,电力系统运行中一旦发生故障,往往会破坏电力系统正常运行秩序,甚至危害供电稳定、人身安全、电气设备正常作用的发挥。因此,当电力系统发生故障时,采取有效措施排除故障是十分必要的。实际应用表明,继电保护技术满足故障排除需要,在电力系统自动化系统中安装,能够取得良好的使用效果,今后应该重视该项技术措施的应用。
2 电力系统自动化继电保护技术概述
2.1 组成及工作原理
尽管继电保护具有多种不同类型,但是其组成基本一致,主要包括测量、逻辑、执行模块。不同模块相互联系,统一于继电保护装置当中,促进系统作用有效发挥,确保电力供应顺利进行。
2.2 作用
在实际运行中,继电保护技术发挥着十分重要的作用。当出现供电故障,线路不能正常运行和工作时,会导致电流增加,电压下降情况发生,整个系统运行中出现不正常现象,与设计值存在不相符合的情况。而继电保护装置能够自动切断线路,实现对供电系统的有效保护,确保供电稳定进行。另外电力系统正常运行时,继电保护技术能监视电路设备,及时反馈相应的数据,为工作人员了解电网运行提供参数,并采取相应的改进和完善对策,使得整个电路更加稳定地运行。
3 电力系统自动化继电保护技术的应用
3.1 线路保护
通常在高压供电系统当中,继电保护技术的应用十分普遍,同时在供电系统高压线路等也得到较为广泛的应用,对线路有效运行产生重要影响。线路保护过程中,常常采用二段或三段式的电流保护,一段为速断电流保护,二段为速断电流显示保护,三段为过电流保护,以确保线路正常运行。
3.2 母联保护
母联保护也是其中一项十分重要的工作,通过继电保护技术应用,实现对故障的有效预防,保障电力系统自动化正常运行和工作。
3.3 主变设备保护
主要的保护内容是主保护与后备保护,实现对故障的有效预防,确保线路正常运行和工作。
3.4 电容设备保护
在电力系统正常运行中,主要保护内容包括电压零序保护、过电流保护、过电压保护、失电压保护,从而有效保障系统正常运行,促进线路正常作用发挥。随着继电保护技术发展,在微机保护设备中,继电保护技术也逐渐得到应用,并日益发挥着重要作用。
4 电力系统自动化继电保护技术存在的不足
4.1 思想重视不够
在电力系统日常运行中,一些单位对继电保护技术的思想重视程度不够,缺乏完善的管理制度,相关内容记录不完善,记录方式不规范,难以全面把握电力系统运行基本情况。一些单位对继电保护技术甚至不做记录,影响其作用有效发挥,对有效保障电力系统安全、稳定运行也带来不利影响。
4.2 分析研究较少
尽管一些单位对继电保护技术的管理、故障等做了相应的记录,但是只记录故障情况和处理措施,未能对每次故障的发生原因、具体表现等内容进行全面总结和分析,缺乏完善的资料体系,没有总结共性问题,也没有提出有效的改进措施,难以为以后电力系统运行管理提供参考。
4.3 应用效果较差
由于研究和分析不够,严重影响继电保护技术的应用效果。一些单位在故障发生时能够较快地处理。但一些单位可能经过多次处理仍然没有解决故障,浪费大量时间、材料、人力,对设备和电力系统运行也产生不利影响,制约继电保护技术应用效果提升。
5 电力系统自动化继电保护技术的完善对策
5.1 提高思想认识,重视技术应用
在电力系统的日常运行中,为确保系统有效运行,实现对故障的预防,首先要转变思想观念,提高思想认识,在具体工作中注重对继电保护技术的应用。加强管理故障,做好继电保护运行的相关记录,并且记录应该详细和具体,避免出现遗漏现象,确保符合相关规范要求。以促进继电保护技术得到更好运用,有效保障电力系统安全运行。
5.2 加强科学研究,推动技术创新
在日常工作中,为确保继电保护技术得到更好运用,必须加强科学研究,加大在这方面的投入,让科研人员更好从事相关的研究,增大技术攻关力度,推动科学技术进步,促进继电保护技术得到有效运用。对相关记录应该有全面的认识,总结和分析存在的不足,制定相关制度措施,使其形成有效的制度。为以后开展记录提供指导,推动继电保护技术得到有效应用,从而在运行中更好发挥作用。
5.3 注重推广应用,提高应用效果
通过提高思想认识,加强技术研究和攻关力度,对出现的故障及时排除和处理,避免因故障发生而对电力系统运行带来不利影响。要注重新技术的推广和应用,新技术不仅性能良好,而且运行效果佳,施工简单方便,对确保整个电力系统自动化正常运行都具有积极作用。应用单位也要提高本单位的技术装备水平,提高系统稳定性与可靠性。当发生故障时,能够对故障及时进行处理,从而有效保障设备和电网的稳固与可靠,提高继电保护技术应用效果。
结语
综上所述,继电保护技术具有自身显著特点和优势,在电力系统自动化中得到较为广泛的应用。但在实际工作中,我们应该认识存在的不足,并注重技术创新和科学研究。同时还要把握继电保护技术的发展趋势,加大技术攻关力度,推动各项技术不断改进和完善,使得继电保护技术在电力系统自动化中得到更好应用,确保电力系统安全、稳定运行,为人们正常用电创造良好条件。
就目前自动化技术在我国电力系统中的应用现状而言,虽然其在发电厂、智能变电站以及电力调度等方面得到了广泛应用,并具有较好的发展前景,但因投入资金的欠缺等方面原因,该技术长期集中在电源及电网建设中,而忽略了其在电力系统配电网中的应用,导致配电网因设备老旧、技术落后等方面原因严重制约了自身运行的安全稳定性,直接影响了我国电力系统供配电的可靠性。因此,有必要加强自动化技术在电力系统配电网中应用研究,实现电力系统配电网的自动化发展。
1电力系统配电网中自动化技术应用的主要功能简介
自动化技术在电力系统配电网中的应用是实现配电网自动化、智能化发展的必要技术支撑,同时也是优化配电网结构,提高配电网供配电能力的重要技术前提,就其在电力系统配电网中的应用功能而言,主要集中在以下几个方面:
1.1在线监测及数据搜集功能
即自动化技术在电力系统配电网中的应用不仅能实现对配电网的全面监控、全过程连续性远程监控,实现对配电网供配电过程中各项电流电压数据信息的搜集,同时还可集成先进的信息交流及反馈控制系统,实现配网中电压电流数据的双向交流,进一步完善配电网的在线监测及数据搜集体系,方便相关工作人员随时查看配电网的运行状态,及时发现其中存在的安全隐患,提高配电网运行的安全稳定性。
1.2馈线自动化功能
电力系统配电网中该功能的实现使得配电网具有一定的“自愈”功能,对于进一步保障配电网的运行质量具有重要的作用。该功能具体是指,在电力系统配电网运行过程中,可将自动化技术中的广域测控技术应用到配电网运行状态的监测中,这样以来,自动化监测系统一旦发现配电网运行中存在的故障问题就可及时作出反应,采取相应的保护措施,进行故障的自动诊断和自动修复或者是缩小故障的影响范围,起到降低配电网运行故障负面效果的作用。
1.3停电管理的自动化功能
将自动化技术运用到电力系统配电网中,则可实现对电网运行数据等方面信息的搜集,并在此基础上实现对配电网停电的自动化管理,即依托自动化技术而成的停电自动化管理系统可以根据其所搜集的相关数据,对停电故障的原因、位置等方面因素进行判断,并及时判断出停电范围,提供相应的供电恢复信息等,为故障维修人员提供相应的工作便利性。
2电力系统中自动化配电网模式分析
自动化技术在电力系统配电网中的应用最终促使配电网形成了自动化配电网模式,推动了电力系统配电网的自动化发展。电力系统自动化配电网模式具体表现如下:
2.1自动化配电网模式的方案构成
自动化配电网模式的构成及其功能的实现主要依赖于以下四个部分:2.1.1主断路器及馈线断路器部分该部分的构成主要以两个电源为主要支撑,其中的馈线断路器主要在配电网的自动化运行过程中与变电站的保护开关共同构成环网式的供电方案,实现电网及故障信息的自动化监控;2.1.2自动重合器自动化配电网模式中的重合器能自发的将由馈线断路器及变电站保护开关构成的环网进行分段,这样以来,一旦其中的某个环节出现故障问题,自动重合器就会对故障环网段自发进行隔离处理,缩小故障的影响范围;2.1.3自动重合分段器其主要是依据故障信息诊断来决定送电与否;2.1.4自动馈线其主要是对自动重合分段器及自动重合器等相关自动化装置进行自动化控制,以便于及时接收和处理故障信息,降低配电网分段故障对配电网正常运行状态的影响,实现停电管理的自动化。
2.2自动化配电网模式的人员培训
自动化配电网模式的实现依旧需要部分人员的人工操作以及故障诊断、消除。但与传统配电网模式不同的是,自动化配电网模式下的人员培训是以配电网自动化技术系统中的仿真技术为主要依据的,即通过仿真技术科为员工提供逼真的培训环境,如模拟配电网运行故障的出现等,以帮助员工在最短时间内掌握最多的电网操作及管理技术,以便于其电力系统自动化配电网的管理过程中,能及时分析出自动化监测系统发送的故障信息,找出故障原因及位置,尽快解决故障,恢复电力系统配电网的正常运行。
2.3自动化配电网模式的配电自动化
配电自动化的实现是现代化配电网发展的必然趋势,亦是自动化配电网模式实施的重要目的。就目前我国自动化配电网运行模式而言,配电自动化的实现主要包括以下几种方式:(1)在10kv辐射或者是树状线路的设计及施工铺设过程中可以结合使用自动重合器及自动重合分段器,以实现对10kv配电网运行的自动化控制;(2)环网的设置,就目前来讲,在城市的现代化建设过程中,传统用于供配电的架空线路敷设存在诸多的不便性及不安全因素,基于此,可以在城市配电网线路改造过程中,可以采用环形电缆配网,配之一重合器或者是增设FTU,形成自动化的环形电缆配网。
2.4自动化配电网模式的信息技术及GPS技术
信息技术及GPS技术是电力系统配电网实施自动化配电网模式的重要技术支撑,其主要应用在自动化配电网运行的在线监测、数据搜集、故障位置定位及预测等环节,是有效实现配电网自动化运行以及管理监督,提高配电网运行安全稳定性的重要构成部分。
3结语
综上所述可知,自动化技术在电力系统配电网中的应用是配电网各项自动化功能实现的重要技术支撑,有力的推动了配电网的自动化、智能化发展,促进了自动化配电网模式的形成,提高了配电网运行的安全稳定性以及效率性。因此,在电力系统配电网的相关技术研究过程中,要加强对自动化技术的应用研究,为保障更加稳定的电力资源提供强大的技术支撑,进一步推动我国电力行业的现代化发展。
参考文献
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[3]张洪林.刍议电力自动化系统技术在配电网运行管理中的运用[J].科技与创新,2014,(13):107-108.
关键词:
电力系统自动化技术;安全管理现状;优化策略
在电力系统自动化技术的推广应用中,电力系统自动化有效的提升了国家电网的工作水平,但电力系统自动化技术并不只是为国家经济发展水平的提升,更是要为整体的电网运行提供前提保障。随着国家用电量的增多,电力系统的自动化技术也有了一定影响,若是没有对自动化技术进行正确的管理应用,则会终止电网运行工作,最终干扰人们的正常生活进行。因此在电网运行管理工作中,应及时总结电力系统的工作问题,进行及时优化和调整,推动整体安全管理水平的提升。
1目前电力系统自动化技术的安全管理现状及存在问题
1.1电力系统自动化技术的设计水平有待提升
电力系统自动化的安全管理工作中,各种设备的发展具有重要价值,但是电力设备水平依旧给电力系统自动化的安全管理带来了工作难度,并在用电量增大时加大设备的运转符合[1]。若是没有对电力设备进行及时的更新以及必要维护,造成设备由于老化无法承担大负荷的输出电量,从而引发电力系统的故障。此外,电力系统自动化技术的安全管理中对设备的要求也较高,若是设备无法负荷整体的技术要求,就会在实际运行中达不到安全工作标准,从而产生相应的安全事故隐患,甚至引发电力系统故障。
1.2电力系统自动化技术水平有待提升
在国家电网部门的电力系统自动化应用中,通电量的增加会加大不合理的电力系统负荷,并会对电力系统的安全运行产生干扰。此外,在一些较为偏远的工作区域,电力系统自动化会受到经济条件和环境条件的限制作用,电网建设水平也较为落后,最终无法有效进行电力系统自动化技术之间的衔接,进而影响正常的电能输送。目前国家的电网发展建设工作中,还应持续完善电力系统自动化技术,进而解决电力系统运行中的安全问题。
1.3电力系统自动化技术管理有待规范
在目前的电力系统自动化技术研发工作中,对安全管理的技术还应继续进行落实,减少自动化技术的故障原因,在电力系统自动化技术管理的规范工作中,首先是对电力自动化技术的安全管理规范,另外是对专业维修人员的培养[2]。并在工作中对工作人员的维修水平进行提升,避免由于技术难题的延误导致严重电力事故的发生。
2电力系统自动化技术中安全管理的优化策略
2.1增进电力系统自动化技术的合理性设计
由于我国的电力系统自动化技术发展较晚,因此同西方国家之间的技术设计有较大差距,为对这一差距进行弥补,应在借鉴发达国家电力系统自动化技术的经验基础上,与当前的国家发展情况相结合,最终进行电力系统的合理科学设计。此外,在设计电力系统自动化技术的基础上,应对其应用故障深入分析,并对造成故障的原因有针对性的提出改善策略,从而强化电力系统自动化的设计水平。
2.2增进电力系统自动化的工作管理水平
对电力系统自动化管理水平的强化包含对管理制度的建设以及工作人员的职业技能提升。电力系统自动化技术的安全管理,必须要有专业的工作人员从事管理工作。对技术人员工作水平的提升,要与电网的实际运行状况相结合,进一步确定企业发展的责任与义务,进而拥有更加合适的学习发展空间。依照不同岗位职责,进行专业人员的知识、技能培养,使其对先进的技术知识有更好掌握,提升自身的实践操作能力;并加强专业人员素质培养,在工作中更加认真处理各项工作,进行安全管理的各类培训;最终具备基本的安全操作要领,并能够保障自身在工作运行中的人身安全与技术安全。在对电力系统自动化的实际应用进行分析后,可以得出具体的安全管理措施,从而有效提升自动化的管理水平。通过分析电力系统自动化的安全因素,能够了解其中的主要影响因素是管理与维修[3]。可通过增进实际应用状况的了解,对各级管理工作及时落实到个人,促进每一位工作人员都能够更好发挥自身工作职责,建立规范性的电力系统工作。在实际的设备维护中,可增强对电力系统自动化技术的投资,使设备研发作用得到更好发挥,能够进行自动化的电力系统调节和检测,进而保障电力系统的高效稳定运行。
2.3增进电力系统自动化技术的维护水平
在科学技术的发展过程中,信息技术的应用越来越重要,将其在应用在电力系统自动化技术中,能够使电网工作运行更加安全、有效[4]。同时,要想充分发挥电力系统自动化的技术,就可利用信息技术进行科学的维护管理,如利用信息技术进行电力系统自动化中的数据优化和采集,促使其能够对通信信息和综合信息进行高效管理,提升电力系统自动化技术的智能化、信息化水平。
3结语
若是在电力系统自动化技术的安全管理中,没有对电力系统自动化的技术管理进行规范,或是对没有电力系统的设备缺陷充分考虑,就会使电力系统自动化技术的安全管理效果得到减弱。针对这种情况,更应加强电力系统自动化的技术管理水平,更加合理利用电力系统自动化的技术作用。通过技术人员水平的培训发挥自动化技术的安全管理价值,使电力系统的工作运行更加安全高效,系统更加稳定。
参考文献:
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1.电力系统自动化及其现状
电力系统自动化是指对电力系统实行的控制、监测、保护等行为的自动化,包括软件系统和硬件设施两个方面。
实现电力系统的自动化可以提高工作效率,便于操作。电力系统的各个器件,分布范围大,自动化技术可以对整体和局部的系统参数进行准确及时的检测和搜集,为电力工作人员的工作提供方便。除此之外,还可以降低电力系统的事故率,延长电力设备使用寿命。
很长一段时间内,我国在电力系统方面的投资力度很大,。目前我国电力系统自动化水平已达到国内外标准。在电力调度自动化方面的CC-2000,SD-6000,OPEN-2000在不同应用环境里可以提供两种数据采集系统,在技术思想和体系构造上更适用、实用、灵活和可靠,同时在实际工程中得到很好的应用,具有高度稳定性和可靠性。结合气象卫星云图技术、自动拨号、投影屏等使系统管理本身更加完善,而与国际的接轨也使我国的电力事业发展突飞猛进[1]。
自动化是目前整个世界的电力系统的大趋势,并且朝着多功能、多方面发展。而我国的技术研发力度市场化水平有待提高,在电力系统市场化、数字化、智能化方面与发达国家仍有较大差距,此外,我国的研发创新力度不够,数字经济尚才起步。
2.电力系统自动化的要求
电力系统自动化要求及时准确的搜集与检测电力系统的各个元器件,电力系统局部以及整个电力系统的运行参数;
基于电力系统实际的运行情况以及各个元器件对技术,安全以及经济的不同要求,为电力系统的运行人员提供电力系统控制与调节的依据,甚至可以直接调控各元器件;
实现电力系统各部分,各个元器件以及各层次之间的相互协调,电力系统自动化是实现电力系统经济性,安全性稳定性的重要保证;
降低工作人员劳动强度,提高劳动效率,降低事故率,提高性能,延长电力系统设备的寿命,特别是当发生事故时,电力系统自动化能避免发生大面积的停电。
3.电力系统自动化的应用
目前,电力系统自动化技术的普及程度已经很高了,广泛应用于通信、导航和操作复杂的各类系统中,该技术的大量应用适应了现代电力系统发展的技术需要,有力地提高了电气的综合管理水平。下面仅从目前应用较为普遍的几个方面来展开探讨。
3.1电网调度自动化技术
我国电网规模的日益增大,电力系统的容量越来越大。因此电力系统的安全稳定与否严重影响人们的生产和生活,这对电力设备正常工作的要求越来越高。供电企业的重要任务之一就是同时降低设备故障,保证稳定可靠的供电。电网调度自动化技术的广泛应用则大大有利于这一重要任务的完成。电网调度自动化技术是整个电力系统自动化技术中的重要环节,主要由计算机网络系统和其它调节控制系统一并完成。电网调度自动化系统主要体现在实时采集和监控生产过程中的各类数据,自动评估整个电网的供配电运行情况进行综合安全性分析和对电力系统的实时状态,提高了电网运行的安全性和可靠性。同时该技术增强了对自动发电的控制,适应了电力市场运营的需求,保障了电网的安全稳定运行,大幅减少成本。
3.2发电厂自动化技术的应用
火力发电和水力发电是我国发电厂的两大主要类型,不论发电厂采用何种发电方式,都需要应用自动化技术。目前的自动化发电厂中,较为明显的优势在于自动发电系统对发电电量的自动控制及动力设备系统的自动化控制等。电力系统中的变电站和输配电网络是连接发电厂和用户的重要环节,通过运用自动化技术可以将计算机网络系统与发电厂的电力设备进行有效地结合,可实现发电厂的人机一体的生产与操作模式,从而取代传统的人工监视和操作,有效提高生产效率和加强对发电厂的监控能力。同时,在发电厂中运用自动化技术,还可以实现发电厂的就地控制、故障控制和自动控制等[2]。
3.3微机实时保护系统的应用
微机保护装置在电力系统中已得到广泛应用,该装置安全可靠,能有效地预防电网故障,一旦事故发生会及时警报。同时还具有高实时性,不仅实时显示数据,还能快速分析和处理数据,预测电网外界出现的可能事件,并快速做出反应,保证系统正常运行。同时还有高扩展性。系统采用模块化设计,如果模块出现问题,就可以通过及时更换相应模块解决问题,有效提升了控制效率。目前,微机实时保护系统常采用的是RTOS系统,这种系统能够实时分解应用程序,开启监控进程,实时监控各个程序,系统如发现异常情况,它就能自动终止问题产生,且及时开启备用程序以修复程序问题。
4.电力系统自动化的前景
电力系统自动化的进程逐渐加快,自动化科技含量的提高、实用性、智能性的增强是自动化技术发展的需要,电力系统自动化不仅推动了电力系统检测的发展,还推动电力系统控制向更高水平发展。
现代社会的人们对电力供应要求越来越高,安全可靠经济优质将是基本要求,这不仅是电力系统发展的催化剂,也是它对于电力自动化系统的发展方向,应从以下几点出发:首先,自动化系统应朝着最优化、实用化、智能化和区域化的方向发展,使之配合更密切,生产效率更高。其次,在数据的监测处理环节上,必须向多机模型数据分析的方向发展,使数据记录更全面,数据处理更准确,节省时间和不必要的开支。再次,随着各种新型的电力设备的出现,对相关技术人员的专业素质水平要求会更高,要求管理者更加注重人才的选拔以及后期培养,从而可以及时有效处理一些高难度的问题。最后,全球能源的危机使得各国不得不实施节能政策,这对于电力系统也是一个很大的挑战,这就需要集思广益[3]。
5.结论
伴随着20世纪信息时代的来临, 社会情况不断变化,控制技术,计算机技术以及信息技术不断发展以及激烈的市场竞争,电力事业的发展面临着巨大的挑战,电力系统若想在市场竞争中占得一席之地,必须依靠自动化技术。这就要求电力行业的工作人员可以不断创新和探索,提出新思维、新思路和解决新问题,不断采用新技术,完善新服务, 使电力系统自动化规范化,标准化,国际化,努力提高我国电力事业的国际竞争力。
参考文献:
【中图分类号】TM 【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309(2013)01-0133-1.5
一、电气自动化控制系统
1.集中监控方式这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。
2.远程监控方式最早研发的自动化系统主要是远程控制装置,主要采用模拟电路,由电话继电器、电子管等分立元件组成。这一阶段的自动控制系统不涉及软件。主要由硬件来完成数据收集和判断,无法完成自动控制和远程调解。它们对提高变电站的自动化水平,保证系统安全运行,发挥了一定的作用,但是由于这些装置,相互之间独立运行,没有故障诊断能力,在运行中若自身出现故障,不能提供告警信息,有的甚至会影响电网安全。
3.现场总线监控方式现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。
二、综合自动化监控系统应用
1.集中模式。集中模式也就是传统的硬接线方式,将强电信号转变为弱电信号,采用空接点方式和4mA-20mA标准直流信号,通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜,进入DCS进行组态,实现对电气设备的监控。这种模式又分为直接I/O接入方式和远程I/0接入方式两种,前者是将电缆接至电子间集中组屏,后者是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场设立远程I/0采集柜,然后通过通信方式与DCS控制主机相连,两者具有相同的实现技术,本质上没有区别。电气量的采集集中组屏,便于管理,设备运行环境好;硬接线方式成熟,响应速度快。缺点主要有:电缆数量大,电缆安装工程量大,长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性;DCS系统按“点”收费,不仅投资大,而且只有重要的电气量才能进入DCS,系统监测的电气信息不完整;所有信息量均要集中汇总至DCS系统,风险集中,影响系统可靠性;由于DCS调试一般是最后进行,采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求;没有独立的电气监控主站系统,无法完成较复杂的电气运行管理工作(如防误、事故追忆、继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析等高级应用功能),不能实现电气的“综合自动化”。
2.分层分布式模式。分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层,即站级监控层、通信层和间隔层(间隔单元)。间隔层由终端保护测控单元组成,利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计,将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成,利用现场总线技术,实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络,对间隔层进行管理和交换信息。间隔层测控终端就地安装,减少占用面积,各装置功能独立,组态灵活,可靠性高。模拟量采用交流采样,节省二次电缆,降低了成本,抗干扰能力增强,系统采集的数据精度大大提高。系统采集的数据量提高,监控信息完整,能实现在远方对保护定值的修改及信号复归,运行维护方便。分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块(部件)正常运行。设置独立的电气监控主站,便于分步调试和投运,满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。
三、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。
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。
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.以太网技术的兴起随着电力系统的发展,综合自动化系统需要传输的数据越来越多,对通讯的实时性要求越来越高,以速度快、传输数据量大为特点的以太网满足了这一要求。以太网最典型的应用形式是Ethernet+TCP/IP。未来的发展应该是在继承了以太网技术的基础上,结合工业过程应用,产生新一代以以太网为核心的现场总线技术。
四、结语
自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛而深入,这也使电网管理方式产生翻天覆地的变化。新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正,传统的技术界线逐渐模糊,各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透,这些推动着电力自动化系统的不断发展和变化。