发布时间:2022-04-29 10:17:20
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的电力系统自动化样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
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
配电网长期以来只能采用手工操作进行控制,自90年代开始逐步发展实现了一批功能独立的孤岛自动化,今后的发展趋势必然走向基于先进通信技术的网络自动化。配电网自动化主要包括馈线自动化、自动制图、设备管理、地理信息系统及配电网分析软件,它是配电自动化的基础部分。与传统的孤岛自动化相比,基于信息技术的配电网自动化的关键在于以下三点:大量的智能终端、通信技术和丰富的后台软件。针对我国配电网的具体情况,配电网自动化应当分期分批逐步发展完善,最终实现对配电系统资源的综合利用。
电气自动化技术的新发展作一些介绍。
【关键词】电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器
【 abstract 】 along with the power electronic technology, microelectronics technology ditch rapid development, the original power transmission (electronic drag) control concept has not fully grasp modern production automation department shall bear the first line in the flow of control equipment all tasks. And, electric drive control was already out of the factory, in traffic, farm, office and home appliances, etc have gained wide use. Its object of study has developed for motion control system, only for the relevant
Electrical automation technology of the new development introduced some.
【 key words 】 electric power automation; The fieldbus; Wireless communication technology; inverter
中图分类号:F407.61文献标识码:A 文章编号:
1.引言
现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。
电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。
2.电力自动化的发展
我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。
3.电力自动化的实现技术
现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。
4.无线技术
无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。
尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。5.信息化技术
电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产1 2 1机到1 7 6机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。
6.安全技术
电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。
7.传动技术
实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来三十年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。
在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。
8.人机界面
发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的核心部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。
关键词:电力系统;电网调度自动化;功能性
中图分类号: TM73 文献标识码:A
随着经济的不断发展,传统的电力系统在提供生活用电和生产用电方面表现得越来越力不从心,用电量的不断提高,对电力系统发电量提出了更高的要求和挑战,电网的不断扩大需要强化电力系统的安全性和稳定性。电力系统电力调度自动化,是电力事业发展的必然,不仅能够有效提供电力系统运行的相关信息,还能方便电网运行监控人员进行相关的系统数据处理,是当前电力系统的重要组成部分,是保证电力系统安全性、稳定性、经济适用性的基石,能够促进电力事业的快速发展,提高电力企业的经济效益和社会效益。
一、电力系统电网调度自动化功能要求
电力系统,是现代人类生活的重要组成部分,生活用电和生产用电的不断增加,要求电网的不断扩大,但是电力系统是一个运行操作极为复杂的过程,处理不当不仅会影响电量的供需,而且还会带来一定的安全隐患。电力系统电网调度自动化的出现,一定程度解决了这些问题。电力系统电网调度自动化,是电力系统的重要组成部分,不仅能够有效提高电力系统的安全性、稳定性,还能够有效提高电力系统的整体运行水平,确保生产生活用电的及时供应。信息化时代的到来,促进了信息技术的不断发展,使得电力系统电网调度自动系统的配置越来越高,运行水平越来越强,有效保障了电力系统的安全。当今时代,电网运行监控人员已然将电网调度自动化作为了一种有效的安全监控工具,有效解决了运行信息及相关数据的分析处理,促进了电力系统结构的合理性和安全性,促进了电力系统电力设备的可靠性,并有效完善了电力系统自动装置。电力系统关乎人们的生活生产水平,一时的疏忽可能会造成巨大的经济损失和人身安全损失,电力系统电网调度自动化的出现,能够及时处理局部电力故障,并在最短的时间内恢复正常,避免大面积区域停电的恶果,有效减少甚至拒绝了大面积区域电网系统崩溃的现象。
二、电力系统电网调度自动化技术应用分析
电力系统电网调度自动化技术应用对于整个电力系统的发展极为必要,相关的技术主要包括以下几种:
1 集成化技术在电力系统中的应用
集成化技术,主要指的是电网调度的二次系统,二次系统的功能性是极为强大的,是数据处理的重要基础,促进资源的合理配置,提高资源共享水平,协调电网发展要求,促进电力系统的全面信息化和自动化。
2 网络化技术在电力系统中的应用
信息化时代的到来,互联网时代的逼近,促进了信息的交流和共享,先进的网络技术已经蔓延到了生活的各个方面,电力系统也不例外。电力系统中网络化技术的应用,不仅促进了资源的整理和细化,而且有效协调了信息与资源共享之间的矛盾,保证了整个电网的安全,对于电力系统运行中出现的问题,及时应用网络化技术的力量,不仅能够有效避免较大的失误和损失,而且能够有效提取有价值的数据,并加以使用和分析,促进问题的有效解决和电力系统的正常应用和运行。
3 智能化技术在电力系统中的应用
现代社会的整体发展方向是智能化、自动化、信息化,智能化技术在电力系统中的应用,能够高效率地集成数据,并加以分析和整理,不仅能够促进电力系统的优化,检测电力系统的运行,还能够及时控制,禁止意外事故的发生,即使遇到不可抑制的故障,也能够智能化地辨别事故并加以修正,及时恢复系统应用,促进电力系统的正常运行。此外,电力系统管理、运行、调度的智能化,是保证电网协调优化的重要举措。
4 数字化技术在电力系统中的应用
时代的发展,科学的进步,极大程度上带动了信息技术的不断发展。数字化技术在电力系统中的应用,主要体现在电网运行数据的相关处理、收集、利用,以便更好地完善数字化电网调度体系,促进电网管理的规范化、智能化,促进电力系统的稳定性和安全性。电网系统的数字化主要包括数字化管理,数字化决策,数字化通信,数字化信息处理,这些在电网系统中都是不可或缺的,各司其职,各尽其用。数字化管理,主要是大量设备运行和生产的数据应用,以便实现电网在进行维护、运行、管理中的信息化。数字化决策主要为了保证电网运行的稳定、安全、经济。当然,这些需要有强大的决策分析能力,才能及时控制,促进优质高效。数字化通信和信息处理也是电力系统极为重要的方面,能够有效实现市场信息监控和管理,进而促进电力系统设备的有效运行。
总而言之,电力系统电网调度自动化,是时代的发展要求,是现代社会电力事业发展的必然走向,是提高电力系统经济效益和社会效益的重要保障,符合社会的整体要求和历史走向,满足了现代人对电力事业的整体愿望。当前电力系统电网调度自动化功能正逐步健全,技术应用正不断拓宽,虽然在其应用和发展过程中存在一些暂时的缺陷和不足,但是为电力系统的进一步发展奠定了坚实的基础。了解电力系统电网调度自动化的现有功能,熟练地应用相关技术,及时弥补自动系统过程中已经出现的问题和不足,并加以改进和修正,是未来电力系统电网调度自动化的必然要求,只有这样,才能不断提高电力系统效力,确保电力系统稳定,推动电力系统高效运行,确保生产用电和生活用电的及时到位、方便快捷,促进电力事业的整体发展。
参考文献
[1]李龙清.浅谈电网调度自动化系统的应用[A].河南省土木建筑学会2008学术交流会论文集[C].数字出版:中国学术期刊电子杂志社,2008: 4-6.
关键词 电力系统;自动化;调度
中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)54-0126-02
在电力企业中,应用电力调度自动化系统,其效率提高的同时,经济效益也得到了很大程度的提升,这是电力调度系统长远眼光和发展方向。从我国技术层面的发展来看,调度自动化系统经已经经历了经验型调度和分析型调度两个阶段,这两阶段的成功,预示着只能调度阶段的到来,这是机遇,也是挑战。当前,电力调度自动化系统仍存在着一系列的问题,对于安全隐患中日益突出的种类给予特别的关注,积极的应对,使其不断的完善,以促进电力调度自动化系统的长足发展。
1 电力调度自动化系统的现状
随着科学技术的迅猛发展,计算机及网络技术、软件技术和通讯技术近几年都取得了突破性的进展,为电力企业实现计算机网络管理提供了技术条件。其中调度自动化系统是电力企业管理网的基础,有着重要的作用。
目前,电力调度自动化系统缺乏相应的专业技术人员,运行维护跟不上,系统运行的安全性和稳定性不能保证,大大影响了系统的效率,影响系统功能的发挥。
这样一个大规模的自动化系统,严格的管理制度是必然存在的,虽然电力调度自动化系统投入运行以后,取得了一度好评,但是由于缺乏运行和管理经验,没有及时制定各种管理制度,系统的运行维护工作无制度可依,造成了影响系统的安全、稳定运行的重大问题,因此我们需要及时学习和制定相应的各种管理制度。
2 电力系统调度自动化发展趋势
2.1可视化
社会的发展以及进步,带动了生活化的全面发展,而这种发展既是科学性的,也是时代性的,在计算机技术、网络技术、电力系统安全分析技术以及图像处理技术等等都快速发展的背景下,电力系统调度的可视化也是未来电力系统调度自动化发展的必然趋势之一。简单的来分析,电力系统调度自动化的可视化技术能够将传统的用数字、文字、表格等等方式表达的离线信息,有机的转换成通过先进的图形技术以及显示技术所表达出来的直观图形信息,这样一来,就能够便于电力系统调度工作人员对电力系统的运行进行有效的监控,并且对各种各样的电网故障能够更加方便的、更加快速的作出准确的、及时的判断,从而采用合适的、科学的解决措施。
2.2智能化
未来电网发展的必然趋势就是智能调度。智能调度技术就是采用先进的调度数据集成技术,将电力系统的稳态、动态和暂态的运行信息进行有效整合并进一步综合利用,对电力系统的运行进行监测与优化、实施必要的预警和动态预防控制、增加系统的事故辨识、故障处理和系统恢复。同时,在紧急状态下还系统还可以自己进行协调控制,实现调度、运行和管理。除此之外,电网调度还具有可视化等高级的应用功能,可以实现系统正常运行和事故的控制恢复,已达到对电网调整的优化和协调的目的。
2.3无人化
建立电力系统无人值班的综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时的监控、安全性的分析、状态的估计、负荷的预测以及远程的调控等等,而当电力系统出现故障的时候会自动报警,从而方便电力系统调度工作人员能够及时的处理事故,直接的保证了电力系统的安全、可靠以及经济运行。不仅如此,电力系统调度的无人化,还能够直接的减少值守工作人员,强化人力资源结构,并且最大限度的提高电力系统调度的工作效率,不仅仅转换了工作的运作模式,更促进了工作的进步,体现出科技的发达。
2.4综合自动化
从本质上来看,电力系统调度的自动化了,就是为了能够全面的、综合的提高电力系统调度的管理能力,而综合自动化,则是在一定的基础上促进目标的实现。全面的建立调度数据库系统,能够直接的提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统的运行能够实现最优化的目的,不仅如此,还能够有效的避免电力系统崩溃或者是大面积的停电事故,所以说又从侧面提高了电力系统的安全性以及可靠性。除此之外,建立并且完善电气事故处理体系,还能够使事故停电的时间降到最短,直接的降低了各种各样不必要的负面影响。
2.5面向对象技术
电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时的、准确的获得电力系统运行的实时信息,而面向对象技术则是一种能够很好的解决这个问题的技术先进,不仅如此,面向对象技术还能够很好的遵循CIM的技术,所以面向对象技术是电力系统调度自动化的一种理想发展模式,但是就我国目前的发展现状来看,面向对象技术的实现仍存在着一定的难度。换句话来说,要想实现电力系统调度运作的自动化面向对象技术,仍需要相关部门、相关人员的努力。
2.6模块化
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以及分布式,因为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,而基于平台层解决数据交换的异构问题,则是一种重要的电力系统调度自动化技术。简单的来说,模块化、分布式的电力系统调度自动化,是一种最为理性、最为有效的运作模式,也是电力系统调度自动化发展的重点内容。
3结论
总而言之,电力系统调度的自动化系统是监控电网运行的实时系统,具有很高的实时性、安全性以及可靠性,反过来说电力系统的迅猛发展也需要完善、先进和实用的电网调度自动化系统来给予保证。正是因为这样,相关部门必须加强对电力系统调度自动化及其发展的研究,这样才能够从源头上给予支持的力度,也才能够真正的促进工作的展开,实现预期的目的。
参考文献
[1]王宏生.浅谈电力系统调度自动化[J].中国电力教育,2011(6).
关键词:电力系统 自动化 网络化 一体化
1、前言
市场经济建设的飞速发展使人们的生活质量和水平得到了不断提升,人们对于电力系统供、配电服务质量、工作效率、服务设施建设、安全措施保障建设也有了越来越高的要求。这一高标准、严要求的物质文化需求又给电力系统的自动化发展提供了强劲的动力并指引了明确的前进方向。随着人们越来越多的关注安全生产、安全用电,主要从事故障发现、及时排除或中断危险的继电保护技术得以充分的发展。继电保护装置通过对电力系统及设备的实时监控来发现异常,及时的发出警示危险信号,对于超负荷的工作线路则通过跳闸的方式、自动隔离或切除电路连接的方式暂时保障电力系统的安全,从而杜绝安全隐患带来的重大损失。因此,可以这样说,继电保护系统的自动化发展在很大程度上影响着电力系统全面自动化建设的进程,成为我们需大力研究的重要技术。
2、继电保护技术的发展历程及现状
电力系统的科学发展使继电保护技术得以产生,并随之不断强化,随着科技的创新、现代化科学技术的广泛应用,继电保护系统功能越来越强大,在自动化电力系统的维护中发挥着巨大的作用。继电保护装置最初的模型即是熔断器,从20世纪50年代至今的50年发展中,继电保护技术装置经历了四个发展阶段,即从电磁式保护装置、晶体管式继电保护装置、集成电路继电保护装置演变为今天的计算机继电保护装置。众所周知,计算机强大的综合功能使之深远的影响了我国各行各业生产管理的持续发展与创新,随着高科技技术的广泛应用与完善,网络化、数字化、智能化、一体化的电力系统初步建立。然而,由于我国电力系统的庞大建设、持续扩容与增容、地域环境的复杂变化使得基于电力系统自动化建设的继电保护系统发展还处于相对滞后的局面。我们深知,仅靠简单的熔断、等断电保护措施已远远不能适应电力系统的多元化发展进程与持续化建设需求,倘若我们只一味的搞建设、搞开发、搞经营,却忽视了安全生产环境的控制与保护,那么一旦庞大的电力系统出现故障,造成的后果及经济损失则是无法估量的。
3、继电保护装置的自动化性能标准
当电力系统中的电力元件如发电机、线路或电力系统本身发生故障时,继电保护装置可采取安全的控制措施预报或终止故障现象的大范围发生,是一种自动化的防范设施的成套集合,其重要的组成部分包括感受元件、比较元件和执行元件等。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时,继电保护装置则能最大限度地减少这种损坏的程度,从而降低对电力系统安全供电的影响。如:单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等。同时,继电保护装置还可根据电气设备的不正常工作情况及运行维护条件采取发出相应的不同信号、自动进行设备调整及切除易引起事故的电气设备等方式进行故障提醒、设备维护及故障延时,从而在及时的提示、规范的防护操作中使设备尽快的恢复正常的工作状态。继电保护装置的工作方式及重要职能决定了其必须遵循以下计特性的要求。
3.1灵敏性
高度灵敏的保护装置可以最快的速度切除短路故障,从而有效的提高系统的稳定性,减轻设备的故障率,使损害的程度降到最低、范围缩到最小。在维护安全供电运行的同时,能通过灵敏的保护提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果,使经济损失、生产损失、设备损失受到合理的控制。继电保护装置的灵敏性体现设备在保护范围内发生故障或不正常运行状态时继电保护装置的反应能力,通常以灵敏系数进行标定。在选择、设计继电保护装置时,设备的灵敏度是我们首要考虑的衡量标准,它是整个电力系统安全运营的可靠保障。
3.2可靠性
可靠性是指继电保护装置应该进行的合理保护功能,简言之即是电力系统在正常的工作状态下,继电保护装置可不需要采取任何的措施,而在故障状态下才应采取判断准确的防护措施。如本身没有故障的电力系统发生跳闸、本身没有危险信号的系统发生错误报警信号等现象则说明继电保护装置也出现了故障,缺乏可靠性。因此,我们应严格的选用可靠性高的继电保护装置,将其纳入最基本的选择衡量标准,且任何电力设备如线路、母线、变压器等都不允许在无继电保护的状态下运行。
3.3快速性
与灵敏性相似,快速性是指在系统故障时,继电保护装置应迅速的切断短路故障线路,从而防止故障范围的进一步扩大,使线路损害程度降到最低、危险系数降到最小。同时,快速性还包括在设备故障后的迅速修复,立即故障排除,从而保持电力系统的用电畅通及高效稳定的服务。
4、继电保护自动化的创新发展
基于以上继电保护装置的自动化性能要求,我们应充分的本着创新的意识不断强化继电保护装置的完善与多元化应用,充分的利用计算机技术、网络技术、一体化技术促进继电保护的自动化发展与变革。在继电保护装置实现基本保护功能的基础上,我们还应用智能化的高端要求促进各种技术参数的合理化制定,通过科学的调研、故障参数的不断分析,利用计算机强大的数据保存能力、运算能力、匹配能力、决策能力使继电保护技术得到创新的发展。同时,促进继电保护装置的网络化系统建设,减少单个继电保护装置的使用,利用网络的共享服务、智能服务建立更完备的故障分析体系及检测校准体系,从而为继电保护装置的准确、高质量服务提供必要的技术支持。另外,我们还应本着始终把单一的继电保护装置作为整个电网运行系统的一个终端设备的原则,实现继电保护装置在数据处理上的一体进程,最终通过故障信息的整理、网络的获取及上传构建电力系统继电保护的完备、一体化的分析、校验体系,为继电保护的进一步自动化、全面化、智能化发展提供有力的决策依据。
电力系统中电气自动化技术是以计算机技术的高度发达为技术发展起来的。因此计算机技术是电力电气自动化应用的基础保障及必要条件,能使电气自动化技术对于电力系统的管理更加方便、高效,控制力都得到了较大的提升。该自动化技术在电力系统中的具体应用有以下几点。
1.智能技术
单片机的开发,微机技术的快速提高及更新,网络通信等各类技术的不断发展,该类技术的诸多优势也使得其在电力系统的自动化技术中得到较为广泛的应用。如果电网的某一个环节出现故障,自动控制系统的网络机会发出提示音或者警报,提示工作人员及时进行检查并排除故障,并分析故障出现的原因、频率、性质、范围等,不断改进措施。该类新技术的使用有效地提高了电力系统的安全性、稳定性及对其的控制程度,使之更加智能化。
2.仿真技术
电气自动化技术在发展的过程中,技术含量不断提升,也具有一定的创新能力,并逐步与国际接轨,已经是达到了较高的水平,并且不断呈现出许多与时俱进的特征,如逐步真态化。其不仅能够提供较为丰富的仿真实验数据,并适用于需要同时进行多项操作的情况,有利于提高新装置性能测试的准确性,并对其进行有效控制,因此其该项仿真技术为电力体统创造了较为有利的实验条件。在电力系统需要建立动态监控或者仿真模型时,该技术即可以发挥其操作简单、管理方便、控制力强的特点。
3.人工智能技术
电力系统如果出现故障或问题时,传统处理方法即是人工对电力系统的各个环节、设备等进行检查,并排除故障。自动化技术在电力系统中应用之后,自动化技术可以自动诊断出电力系统中的各种故障或问题,并对该类故障及问题进行全面分析,最后对该类问题进行实时处理,提高了电力系统运转的稳定性。如在某一区域内出现停电或者其他异常状况,一般处理方式使先将该区域内的电路全部切断,或者将电流阻断,便于由电力工作人员进行相关作业。工作人员需要对各条线路或者运行的各个环节进行一一排查,耗费大量的时间,且给故障区域的生产生活带来了较多的不便。而现代的自动化技术应用后,可以直接反映出规章出现的位置、环节或者具体故障情况,甚至并对于该故障直接进行处理,在很大程度上降低了人工费用的成本,节省劳动力,且故障的处理更加简单快捷,不会给人们的生产生活造成太大的影响。
4.多种技术的联合
传统电力系统中,电力的管理、故障处理、完全养护等各项管理工作是相对独立的,分属于不同的管理部门,因此在管理工作的配合及衔接上或多或少都会存在某些问题或者漏洞。在电力系统引入了电气自动化技术后,该技术自身的发展过程中逐渐趋于统一化,使得上述工作可以实现集中、统一。其适用于项目的设计、规划、测试、维护、检测等环节,大大地降低了分开管理所消耗的成本,再配合其他较为先进的技术,满足各种类型用户的不同要求,提高整体管理水平及电力系统的综合竞争力。
5.电网技术
电网调度自动化是电力系统系统自动化的主要构成要件,其也是在计算机技术不断发展的条件下得到了不断的提高。其作用在于促进了电网技术的一体化及调度自动化的不断提高,并使数字信息技术的处理能力提升到另一个高度。电网自动调度的工作范围非常广阔,包括各个省、市、地区等,各个省市或者市区之间的电网类型、特点都存在较大的差异,对其的调度都需要使用计算机网络控制。且其对于电力系统各个环节的装置,如变压器、开关设备、高压绝缘串子等,也可以进行有效的控制,并对各个设备的运行参数、数据、信号等进行统一的管理及预测电力。
二、发展趋势
传统技术必然存在一定的落后性,信息技术的发展也为其指明了发展的方向,如电子开关技术、变换器的高频化及电流控制等。传统电力系统中,电力控制开关一般使用半控型晶闸管,存在明显的缺陷,即对于整个电路的控制力不佳,可以采用全控型电子开关技术,其优点在于电流密度大、开关速度小、电路简单、维护简便。变化器的高频化发展,可以避免电压受到较多外部因素的影响。电流控制技术主要是在坐标变化发展的技术基础上,将定子电流的磁场分开并控制,从而实现电流的控制与管理。
三、结语
关键词:电力系统;继电保护;自动化;策略
中图分类号:F407.6 文献标识码:A
众所周知,继电保护在电气设备运行中起至关重要的作用,它不仅保护设备本体的安全,而且还保障生产的正常进行。为确保继电保护动作的可靠性,继电保护整定工作要求相当严密。从技术上说,实现电网继电保护综合自动化系统的条件已经成熟,无论是变电站客户机对保护信息的搜集、信息的网络传输还是调度端服务器对EMS系统共享数据的读取、故障及稳定分析计算,都可得到解决。
一、继电保护自动化性能的标准
继电保护自动化的组成部分包括感受元件、比较元件和执行元件等, 继电保护不仅能够降低装置由于单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等带来的损失, 还能够自动的进行故障的调整与发出不同的危险信号, 根据其工作的职能与性质其设计原理应遵循以下标准。
1、 灵敏性
灵敏性是反应由于设备在保护范围内发生故障或运行不够稳定时继电保护系统做出保护措施的反应能力, 通常以灵敏系数来评价其保护能力, 灵敏系数与保护能力成正比例关系。在对设备选择继电保护装置时, 灵敏度是首先要考虑的关键因素, 它是电力系统安全运行的保障。高灵敏度的保护装置在设备发生故障时可以迅速的切断故障与设备或整个系统的联系, 从而有效的提高系统的稳定性。
2、 可靠性
可靠性是指继电保护在系统正常工作时, 继电保护不会采取任何措施去影响系统的正常工作, 或者是发出错误的信号, 只有在出现故障时, 针对故障的出现的位置做出准确的判断, 及时的发出报警信号。如若设备没有出现任何的异常而继电保护却发出报警信号说明继电保护装置出现了问题, 需要及时的对其进行修理。任何电力设备如线路、母线、变压器等都不允许在无继电保护的状态下运行, 因此, 我们要严格的选用可靠性指标较高的继电保护装置。
3、 快速性
快速线是指在出现故障时, 继电保护能够及时的切断故障设备与系统之间的联系, 防止故障的进一步扩散。此外, 快速性还包括设备在出现故障之后能够及时的排除故障, 快速的使设备恢复正常的使状态。
4、 选择性
选择性是指在故障发生之后, 继电保护能够对出现故障的位置准确的判断切除。并不是对整个系统或者大范围的切除。选择性的切除能够确保哪里有故障就将哪里切除, 其他的设备还能够正常的工作。当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时, 才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。
二、电力系统继电保护自动化策略分析
1、充分利用电力电子功能实时采集, 处理数据
众所周知, 以前机电型、半导体继电保护及自控设备的数据采测、处理, 其速度、精度, 尤其故障突出时的采测与现在计算机数字比电子测量差距很大, 特别超高压系统、高海拨、巨量输送时, 根据分布电容, 谐波产生, 系统与振荡特性, 只有计算机、电子测控网络通信等“3C” 功能充分利用于各种数据采集、处理, 数字化微电子继电保护才能符合各种电网特点的安全、可靠要求。根据国际技术发展, 数据采集、处理以DSP 功能为硬件平台基础, GPS 实时性对测数据复制, 在高性能CPu 复件处理过程中, 确保各种输电线、主设备及输变电站、发电厂电源的安全、可靠、实时、经济。该数据平台的采样频率较高。并可有变频采样功能, 抗御干扰、电磁兼容较强, 据数据实情实施数据窗移动技术, 并对各被保护对象运行态的一排预测、速判、容错复判奠定何靠墓础。这些国际先进技术充分适应中国及国际电网, 研发高性能数据采集、处哩平台十分关键, 是电力自动化系统及挂电保护安全、可靠创新特点、要求基拙。
2、 完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策
当系统发生较大事故时,由于在较短时间内跳闸线路较多,一般已超过了继电保护能够适应的运行方式,此时保护可能已处于无配合状态。此时进行事故恢复,不仅需考虑一次运行方式的合理,还需考虑保护是否能够可靠并有选择地切除故障。借助电网继电保护综合自动化系统,可分析当前运行方式下保护的灵敏度及配合关系,并通过远程改定值,完成继电保护装置对系统事故运行状态的自适应。以CSC-121A型数字式综合重合闸及断路器辅助保护装置为例:装置包括综合重合闸、失灵保护、死区保护、充电保护、三相不一致保护等功能元件,可满足一个半断路器接线中综合重合闸和断路器辅助保护按断路器装设的要求。对于一个半断路器接线方式,无论是中间断路器还是边断路器,装置的软硬件都是相同的。
3、 与计算机系统相结合
利用网络资源共享的特点,建立更加完备的故障分析及检验校准体制,为继电保护装置有效地运行提供技术保障。在继电系统的运行中,我们要把单一的继电保护装置作为整个电网系统中的一个终端设备,保证整个系统上的所有继电保护装置数据处理是一体的,通过故障信息的反馈整理、网络资源的获取,及时上传继电保护装置,用于构建完善电力系统等。
4、 实现对各种复杂故障的准确故障定位
(1)单端电气量行波测距原理(A)型。在被监视线路发生故障时,故障产生的电流行波会在故障点及母线之间来回反射。装设于母线处的测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态电流行波信号,使用模拟高通滤波起滤出行波波头脉冲,记录下所示的暂态电流行波波形,根据到达母线的故障初始行波脉冲S1与故障点反射回来的行波脉冲S2之间的时间差t来实现测距。
(2)两端电气量行波测距原理(D型)。根据装于线路两端测距装置记录下行波波头到达两侧母线的时间,则可计算出故障距离。两端测距法只使用行波波头分量,不需考虑后续的反射与投射行波,原理简单,测距结果可靠。但两端测距的实现要在线路两端装设测距装置及时间同步装置(GPS时钟),且两侧要进行通讯交换记录到的故障初始行波到达的时间信息后才能测出故障距离。利用来自电流互感器的暂态电流行波信号,不需要特殊的信号耦合设备。使用独立于CPU的超高速数据采集单元,记录并缓存暂态行波信号,解决了CPU速度慢,不适应采集处理暂态行波测距信号的困难。装置可储存最新的10次故障的测距结果及4次鼓掌电流波形,设有掉电保护,所有记录数据在装置失电时均不丢失。得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测越准确,调度端数据库中,已储备了所有一次设备参数、线路平行距离、互感情况等信息,通过共享EMS系统的数据,可获得故障前系统一次设备的运行状态故障发生后,线路两端变电站的客户机可从保护和故障录波器搜集故障报告,上送到服务器。调度端服务器将以上信息综合利用,通过比较简单的故障计算,就可确定故障性质并实现准确的故障定位。
总之,促进继电保护技术的创新和发展,是我们在电力事业领域,提高电力系统的服务质量,提高供电配电质量,以及提高生产效益和居民生活质量的保障。将先进的计算机科学技术、网络技术应用到继电保护系统的建设中,提高继电保护装置的工作性能,建立和完善健全的电力系统,从而真正地提高我国电网系统的运行效率,实现经济可持续发展的同时,更好地落实各项措施的便民、益民目的
参考文献:
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摘 要:随着社会经济与科学技术的不断发展创新,对电能源的需求日益增加,人们对电力系统的性能与技术的要求越来越高。现如今我国电力系统已经朝着智能化与自动化的方向发展,电力系统通讯自动化控制技术是促进整个电力系统发展的关键因素,只有不断加强电力系统的自动化控制技术在电力系统中的应用,才能建立起电力系统自动化的功能部分和控制结构。本文主要对电力系统通信自动化控制进行了研究分析。
关键词:电力系统;通信;自动化控制
目前我国科学技术发展迅猛,在社会经济建设中,电力系统发挥着越来越重要的作用。为了能够有效的提高电力系统整体的安全性和可靠性,在电力系统建设中分还要不断加强其智能化与自动化水平,建立智能、自动的电力系统通信网络。通过结合电力系统在其运行中,对通信自动化的具体特点和实际要求,合理应用自动化控制技术,促进电力系统的不断完善与发展,从而实现现代电力系统通信自动化控制技术水平不断提高。
一、简述电力系统通信自动化控制
目前我国的电力系统,在电力系统通信用自动化控制技术中应用计算机技术,可以使电力系统中的多环节运行得到技术支持,可以同时支持发电环节、配电环节以及用电环节和传输环节等正常运行。电力系统通信应用自动化控制技术在有效的提高电网运输效率的同时,还可以控制电网运行过程中产生的成本与损耗,还可以有效的电力系统的用电管理自动化。尤其在近年来,信息技术不断发展,在电力系统中引入双向通信系统和智能电表,就可以使电力系统中的用户能够根据其需求,随时随地的查询用电情况。同时,企业也可以借助该系统,及时的了解用户的用电情况,有效的避免用户出现窃电行为。而且,可以有效的实现将用电情况转到线上,通过企业的电力系统通信设备,对电力运输中的实施时电流、电压信息进行监控,有效的规避电力系统中的安全隐患。在电力系统通信引入自动化控制技术,可以为保障双方面的利益提供便利条件,进而有效提高电力企业的用电管理水平,为我国电力系统健康稳定可持续发展做出相应的贡献。
二、电力系统通信自动化控制的优点
2.1能够实现电网调度的自动化控制
在电力系统中,对于电力系统的一般运行情况而言,通过对其工作站、服务器以及计算机网络等的共同作用,来实现对电网的调度与控制。通过对电网中电力运输、调度过程中产生的数据进行自动采集和监控,并对该数据进行分析,从而能够明确当前电力系统的运行状态、实时电力负荷,电力企业通过结合当前市场中对电力系统通信的具体要求,来进行自动化发电控制。
2.2能够实现对变电站网络通信实行自动化控制
在电力系统通信的实际工作中,应用自动化控制技术,尤其是在变电站的网络通信中应用自动化控制技术,就可以代替传统的变电站监控工作,其不仅可以有效的提高工作质量,还能减少工作人员的工作量,提高工作效率。而且,其还能在一定程度上对电网运行的安全状态有所改善。简单来说,就是变电站通信系统自动化控制技术可以对变电站网络通信运行过程中的电气设备,进行实时、全面的监督与监控。相关的工作人员通过对监控计算机的操作,就可以实现自动化管理,从而有效的提高变电站的电网运行效率。
2.3能够实现对发电厂的分散式自动化控制
电力系统通信自动化控制与集中的控制方式相比较,应用分散式自动化控制在其生产的过程中,能够实现更加高效的控制。在分散式自动化控制技术中,将分散式计算机系统作为其运行框架技术支撑。可以在电力系统中,建立中心工作站与服务终端二者有机配合对的组网模式,应用该技术主要原理,就是在电力系统中分布足够数量的数据采集终端,对系统中的数据进行实时采集,并将该数据信息及时的反馈到中心工作站,并自动对该信息进行处理,将处理程序过程与结果形成相关的日志。在电力系统中出现一些特殊情况,就需要通过技术人员干预的方式或者是系统自动触发,通过系统提示、短信通知等不同的方式进行通知。
三、电力系统通信故障自动化控制技术分析
近年来我国电力系统中国的用电户越来越多,对电力能源的需求越来越高,为了满足电力系统的可持续发展,电网的自动化程度变得越来越高。电力系统通信自动化虽然可以有效的提高电网的工作效率,但是在其运行的过程中,往往会造成一定的通信故障。随着信息科学技术的不断发展,应用于电力系统的通信方式更加多样化与复杂化,电力通信系统可能出现故障的概率也就越来越多。所以,就需要针对这些故障,加强对电力系统通信故障的解决措施研究。
3.1电力系统通信中存在的一些故障
一般来讲,在电力系统中常见的通信问题,从宏观层面来看,可以分为硬件问题和软件问题两方面。所谓硬件问题,就是指在电力系统在运行的过程中,出现了电磁干的扰,接触不良与匹配的电阻不适合等问题。对于软件问题,主要指的就是在电力系统通信中存在着网络驱动的设置,网络配置的问题与网络地址等等这些故障。我们最常见到电力系统通信故障就是电源问题,这主要是因为电力系统里面的电源电容,在长时间的运行中其负载能力会逐渐减弱所造成的。电力系统在进行巡检与维修的时候,未发现系统中其他器件、配置故障,就很有可能是电源电容出现老化现象,导致出现电源故障。这就需要及时的更换电源,保障电力系统的正常工作。另外,一个比较常见的电力系统通信故障就是,在其运行的过程中出现网络中断的现象,这很有可能是系统内出现接触不良的现象。为了避免该现象的发生,就需要进行多次的调试。
3.2电力系统通信故障的解决对策
电力系统的配电网可辐射的范围较广,所以,电力系统通信在其出现运行故障的时候,就要及时对故障点进行精准的定位,要尽可能的避免因为延长定位时间,而造成的电网故障范围逐渐扩到的现象。在现代信息技术中,地理信息系统科学技术得到了迅速的发展,所以可以在电力系统通信中引入地理信息系统。比如,可以在配电网自动化中引入地理信息系统,从而对其定位功能进行完善,在较短的时间内就可以对其进行定位,从而有效的保障电力系统通信的稳定运行。其次,在对电力系统故障进行处理时,可以对配电系统故障进行优化处理。由于配电自动化也是未来电力系统不断发展的主要趋势,因此就很有必要加强其优化管理。
四、结束语
总而言之,随着科学技术的不断进步,在电力系统发展的过程中不断加强其通信自动化控制技术,这不单单是电力系统的发展需要,也是我国实现现代经济发展的重要内容。为了能够使我国的电力系统建设更加规范化、标准化,就需要不断加强其自动化控制技术的建设与发展。我们不单单要不断加强电力系统通信能力和其运行效率,还要保证其运行的稳定性,进而保证整个电力系统安全性稳定可持续的健康发展,为我国电力行业做出自己的贡献。
参考文献:
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