石千/國(guó)網(wǎng)青海省電力公司調(diào)控中心

電網(wǎng)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用分析

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隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度的加快，目前自動(dòng)化技術(shù)作為多種高新技術(shù)的合成體得以快速的發(fā)展起來(lái)，而且活躍于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，特別是在目前電網(wǎng)中應(yīng)用的更為廣泛。自我國(guó)電網(wǎng)不斷改造以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)就在電網(wǎng)中得以廣泛的應(yīng)用，有效的提高了電網(wǎng)運(yùn)行的效率，確保了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。文中從電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化控制技術(shù)入手，對(duì)電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了具體的闡述。

電網(wǎng)；自動(dòng)化；控制技術(shù)；應(yīng)用

一、電力系統(tǒng)中的自動(dòng)化控制技術(shù)

1.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用以后，有效的提高了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的水平，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)得以應(yīng)用，共利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)站、工作站、打印設(shè)備、大屏幕顯示器等自動(dòng)化設(shè)備，將發(fā)電廠、下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心和變電站終端設(shè)備等裝置由電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連續(xù)起來(lái)，從而完成電力生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控分析、預(yù)測(cè)電力負(fù)荷、對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)及自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度等功能。

2.變電站自動(dòng)化。變電站內(nèi)自動(dòng)化，其是利用全電腦化的裝置，二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、集成化，而且電力信號(hào)電纜盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或是光纜，利用計(jì)算機(jī)屏幕來(lái)進(jìn)行操作和監(jiān)視，自動(dòng)化進(jìn)行記錄統(tǒng)計(jì)和運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和控制。同時(shí)變電站自動(dòng)化作為電網(wǎng)調(diào)度不可或缺的重要部分，也是現(xiàn)代化電力生產(chǎn)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行效率的提升起到極其重要的作用，而且有效的提高了變電站的監(jiān)控和安全運(yùn)行的水平，確保了變電站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

3.發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（DCS）。發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）一般采用分層布局結(jié)構(gòu)，由（PCU）、工程師工作站（ES）、運(yùn)行員工作站（0S）和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)即以太網(wǎng)組成。過(guò)程控制單元由智能I／0模件和可冗余配置的主控模件（MCU）組成。MCU模件則通過(guò)智能FO模件與冗余的I／0總線通訊。過(guò)程控制單元直接面向生產(chǎn)過(guò)程，并接受熱電偶、現(xiàn)場(chǎng)變送器、電氣量、熱電阻、脈沖量、開(kāi)關(guān)量等信號(hào)。經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示以及打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制、監(jiān)測(cè)和連鎖保護(hù)等功能。工程師工作站（ES）和運(yùn)行員工作站（0S）提供了人機(jī)接口。運(yùn)行員工作站接收過(guò)程控制單元發(fā)來(lái)的信息和向過(guò)程控制單元發(fā)出指令，為運(yùn)行操作人員提供控制和監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行的手段，工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)診斷、系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改和維護(hù)等手段。

二、電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

1.變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。變電站自動(dòng)化是現(xiàn)在電力生產(chǎn)中不可或缺的重要組成部分，也是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)，其是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托，通過(guò)二次設(shè)備集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)，利用計(jì)算機(jī)電纜或是光纖來(lái)代替電力信號(hào)電纜，從而將發(fā)電廠和電力用戶有效的聯(lián)結(jié)在一起，通過(guò)變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，有效的滿足變電站運(yùn)行的操作任務(wù)，而且為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.配電網(wǎng)自動(dòng)化。由于中你壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波在技術(shù)上取得了較大的突破，有效的解決了載波在配電網(wǎng)上應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的衰耗及干擾等問(wèn)題，而且高級(jí)應(yīng)用軟件及配網(wǎng)模型采用了最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用了人工智能神經(jīng)元算法，有效的將輸電網(wǎng)的理論算法與配網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)荷的預(yù)測(cè)，而且DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的慶用，有效的提高了載波接收的靈敏度，確保了配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。

3.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的應(yīng)用。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化中最主要的組成部分，目前我國(guó)將電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化分為五級(jí)，其中各級(jí)電網(wǎng)的自動(dòng)化調(diào)度都是與計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用分不開(kāi)的，從高到低分別是：國(guó)家電網(wǎng)、大區(qū)、省級(jí)、地區(qū)以及縣級(jí)調(diào)度。其中最重要的組成部分就是電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些裝置在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連結(jié)下形成一個(gè)自動(dòng)化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，將整個(gè)的結(jié)合起來(lái)。其他的主要組成部分有工作站、服務(wù)器、變電站終端設(shè)備、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電場(chǎng)、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備。計(jì)算機(jī)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的作用不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全分析的監(jiān)控，還要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，更要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)以及狀態(tài)估計(jì)等功能。因此這些，都是通過(guò)電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的測(cè)量控制以及下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心等裝置。

4.智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。信息管理系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合所形成針對(duì)整個(gè)全局進(jìn)行智能控制的技術(shù)，也就是智能電網(wǎng)技術(shù)，是一個(gè)最具典型性的技術(shù)，涵蓋了配電、輸變電和用戶以及調(diào)度、發(fā)電的各個(gè)環(huán)節(jié)。目前這種數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)，一定程度上可以說(shuō)是智能電網(wǎng)的雛形，實(shí)際上也為我國(guó)建設(shè)智能電網(wǎng)做著準(zhǔn)備工作。智能電網(wǎng)中較為典型的有智能電網(wǎng)的通信技術(shù)，同時(shí)在建設(shè)的過(guò)程中需要很多依托計(jì)算機(jī)的技術(shù)，需要具備實(shí)時(shí)性、雙向性、可靠性的特征，需要先進(jìn)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，而且該系統(tǒng)也是完全依托計(jì)算機(jī)技術(shù)而存在的，同時(shí)具有信息管理系統(tǒng)。

三、電網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)中運(yùn)行監(jiān)視的實(shí)現(xiàn)。電網(wǎng)安全監(jiān)控是確保電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要保障，通過(guò)電網(wǎng)安全監(jiān)控中心來(lái)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的工況進(jìn)行有效的掌握，確保電網(wǎng)在相關(guān)的法規(guī)和規(guī)程要求下進(jìn)行運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)部分二次設(shè)備工作位置狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全自動(dòng)裝置的動(dòng)作狀態(tài)等信息進(jìn)行保護(hù)。

2.電網(wǎng)自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度技術(shù)實(shí)現(xiàn)。電網(wǎng)運(yùn)行在確保安全及供電質(zhì)量的前提下，確保以最小的成本，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要，這有利用于進(jìn)一步降低發(fā)電成本，同是還能夠保證一定的備用容量，確保經(jīng)濟(jì)負(fù)荷與最佳負(fù)荷的分配，確保發(fā)電煤耗、水耗及網(wǎng)損都處于最小的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

3.電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的安全分析。進(jìn)行安全分析是對(duì)電網(wǎng)在正常和異常運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行分析及對(duì)事故發(fā)生前的狀態(tài)預(yù)測(cè)和事故發(fā)生后的狀態(tài)分析，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要內(nèi)容。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故后，在實(shí)現(xiàn)事故順序記錄、事故追憶等功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析，跟蹤事故的發(fā)展、參數(shù)的變化。保護(hù)和自動(dòng)裝置及斷路器的動(dòng)作情況，從而提出事故處理的對(duì)策，以達(dá)到縮短事故處理時(shí)間，防止事故擴(kuò)大的目的。

4.自動(dòng)控制。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)控制是在運(yùn)行監(jiān)視的基礎(chǔ)上，對(duì)電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)施調(diào)節(jié)或控制?？刂菩盘?hào)自上面下發(fā)送給廠、所或下級(jí)調(diào)度。這類控制范圍很廣，但主要是對(duì)斷路器及其它發(fā)送發(fā)變電設(shè)備。

四、.結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，電氣化領(lǐng)域發(fā)生了較大的變化，不僅電氣化技術(shù)普遍應(yīng)用，而且電氣自動(dòng)化也在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用。而且在應(yīng)用過(guò)程中，電氣自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)，也給電力系統(tǒng)帶來(lái)了深刻的變化，不僅帶來(lái)了理論和觀念上的創(chuàng)新，而且智能電網(wǎng)建設(shè)的速度也在不斷的加快，這對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步都起到了極為重要的意義。

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