自動化學(xué)術(shù)論文(2)
自動化學(xué)術(shù)論文篇二
淺析電力自動化
【摘 要】隨著我國電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。電力系統(tǒng)的自動化技術(shù)的應(yīng)用不但保證了供電的電能質(zhì)量還保證了系統(tǒng)運行的安全可靠，提高了經(jīng)濟效益。本文分析了電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢，產(chǎn)生，對電力系統(tǒng)的智能化技術(shù)進行了探究。
【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)自動化智能化
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
電力系統(tǒng)自動化是對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)度和自動化管理。電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程的自動檢測、調(diào)節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動安全保護，網(wǎng)絡(luò)信息的自動傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動調(diào)度，以及企業(yè)的自動化經(jīng)濟管理等。電力系統(tǒng)自動化的主要目標是保證供電的電能質(zhì)量(頻率和電壓)，保證系統(tǒng)運行的安全可靠，提高經(jīng)濟效益和管理效能。
一、電力系統(tǒng)自動化總的發(fā)展趨勢
(一)當今電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)的發(fā)展趨勢
電力系統(tǒng)在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展;在設(shè)計分析上日益要求面對多機系統(tǒng)模型來處理問題;在理論工具上越來越多地借助于現(xiàn)代控制理論;在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應(yīng)用;在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。
(二)整個電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢
由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動發(fā)電控制);由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng));由單個元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCADA(監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展;由單一功能向多功能、一體化發(fā)展，例如變電站綜合自動化的發(fā)展;裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展，例如繼電保護技術(shù)的演變;追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展，例如勵磁控制、潮流控制;由以提高運行的安全、經(jīng)濟、效率為完成向管理、服務(wù)的自動化擴展，例如MIS(管理信息系統(tǒng))在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
二、電力系統(tǒng)的智能化技術(shù)
(一)變電站自動化
是在微機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。變電站自動化系統(tǒng)集保護、測量、控制、遠傳等功能為一體，采用微機化產(chǎn)品，并充分利用微機的數(shù)字通信的優(yōu)勢來實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的一套電力系統(tǒng)二次設(shè)備的自動化裝置。它取代了常規(guī)的儀表盤、柜，以及一些中央信號裝置，節(jié)省了變電站的占地面積，節(jié)省了電纜的投資。整個變電站要實現(xiàn)自動控制，一套優(yōu)秀的監(jiān)控軟件是必須的。當操作人員進入變電站時，可以從自動化系統(tǒng)的當?shù)乇O(jiān)控軟件上了解變電站當前的運行情況和歷史記錄。當?shù)乇O(jiān)控軟件通過密碼實現(xiàn)多權(quán)限多級管理，一般操作人員可以看主接線圖、遙信遙控遙測表、特殊功能顯示圖、SOE等圖表，系統(tǒng)管理員可以修改軟件配置、各級權(quán)限范圍、各種圖表，操作員和監(jiān)督員同時認可才能進行遙控操作。登入登出過程、執(zhí)行操作后軟件都會詳細記錄操作人姓名、密碼、操作等信息。軟件根據(jù)設(shè)定自動記錄所需的四遙量并進行統(tǒng)計，形成曲線、棒圖等。
(二)建立堅強、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲
堅強、靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是未來智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。我國能源分布與生產(chǎn)力布局很不平衡，為了緩解此現(xiàn)狀所帶來的不利影響，我國開展了特高壓聯(lián)網(wǎng)工程、直流聯(lián)網(wǎng)工程、點對點或點對網(wǎng)送電等工程的實施建設(shè)。如何進一步、優(yōu)化特高壓和各級電網(wǎng)規(guī)劃成為需要解決的關(guān)鍵問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大、互聯(lián)電網(wǎng)的形成，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性與脆弱性問題越來越嚴重，對主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計要求也相應(yīng)地提高了。只有靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)才能應(yīng)對自然災(zāi)害和社會災(zāi)害等突發(fā)災(zāi)害性事件對電網(wǎng)安全的影響。
(三)實現(xiàn)開放、標準、集成的通信系統(tǒng)
智能電網(wǎng)的發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求，智能電網(wǎng)需要具有實時監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)的能力：既包括識別故障早期征兆的預(yù)測能力，也包括對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應(yīng)的能力，其監(jiān)測范圍將大范圍擴展、全方位覆蓋，為電網(wǎng)運行、綜合管理等提供外延的應(yīng)用支撐，而不僅局限于對電網(wǎng)裝備的監(jiān)測。
(四)CAN總線技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用
CAN總線在電力調(diào)度的大系統(tǒng)中作為站點內(nèi)部智能數(shù)據(jù)模塊與計算機之間的通信網(wǎng)絡(luò)，在通信速度、通信距離、抗干擾等方面完全能滿足控制系統(tǒng)的要求。隨著計算機科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換的實時性、準確性、快速性方面的突破性進展，為電力網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟、合理的調(diào)度運行提供了技術(shù)保證和技術(shù)支持。CAN總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。
在該電力調(diào)度系統(tǒng)，每個分站點均由工控機和若干測控接點組成。所有測控點都以“平等主體”掛接在總線上，每一點對應(yīng)35kV回路或6kV回路的測控。測控點能夠采集對應(yīng)回路的遙信量及遙測量，能根據(jù)接收到的命令主動將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線，通過預(yù)先設(shè)定的驗收碼和驗收屏蔽碼可以控制該測控點從總線上接收哪些數(shù)據(jù)或命令。站點工控機通過CAN卡從CAN總線上接收各節(jié)點數(shù)據(jù)進行處理，再通過網(wǎng)卡到集團千兆網(wǎng)，轉(zhuǎn)發(fā)到總調(diào)度中心。該智能測控節(jié)點的軟件由兩部分組成：一部分為初始化程序，包括對單片機本身的中斷、定時器串行口等的初始化和CAN控制器的初始化;另一部分為測控供電回路電量參數(shù)的數(shù)據(jù)采集處理。CAN總線比其它形式總線在速度、抗干擾能力及高性能上有著巨大的區(qū)別，CAN總線設(shè)計靈活、可靠性高、布線方便，更加適合于工業(yè)領(lǐng)域到各種集散控制系統(tǒng)
(五)電力載波技術(shù)在自動抄表中的應(yīng)用
目前在電能表遠程抄收中，最適宜采用的方式為低壓電力線載波與10kV電力線載波所組合而成的系統(tǒng)。其技術(shù)構(gòu)成如下：
1.在硬件方面，為了減少各個電路部分相互之間的串擾，要合理劃分弱信號電路，強信號電路;合理劃分數(shù)字電路部分和模擬電路部分;對于模擬信號輸出和輸入口均采用磁路耦合方式進行隔離，同時對于輸入信號使用具有高的帶外衰減系數(shù)的無源帶通濾波器;對于外部數(shù)字信號接口電路部分使用具有良好電磁兼容性能的集成電路;在各輸入和輸出端口添加相應(yīng)的保護器件;另外，還要使用具有高穩(wěn)定性、高抗干擾性的電源，進一步提高整體的抗干擾能力。
2.在軟件方面，使用內(nèi)置式看門狗，使之能夠有效地監(jiān)測軟件運行故障，在合理的較短時間內(nèi)從故障中恢復(fù);在MCU軟件設(shè)計中使用分布式軟件陷阱，以監(jiān)測軟件的運行并從故障中恢復(fù);對端口采樣時，使用重復(fù)采樣判別技術(shù)，防止慢上升速率信號中疊加的噪聲對采樣精度的影響。
3.在數(shù)據(jù)傳輸方面，為了提高傳輸?shù)目煽啃?，克服信道中噪聲對判決錯誤的影響，除了合理選擇調(diào)制與解調(diào)方法外，還要采用差錯控制編碼技術(shù)(也稱糾錯編碼)，最大限度地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽俊?/p>
(六)配電網(wǎng)自動化
配電網(wǎng)長期以來只能采用手工操作進行控制，自90年代開始逐步發(fā)展實現(xiàn)了一批功能獨立的孤島自動化，今后的發(fā)展趨勢必然走向基于先進通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)自動化。配電網(wǎng)自動化主要包括饋線自動化、自動制圖、設(shè)備管理、地理信息系統(tǒng)及配電網(wǎng)分析軟件，它是配電自動化的基礎(chǔ)部分。與傳統(tǒng)的孤島自動化相比，基于信息技術(shù)的配電網(wǎng)自動化的關(guān)鍵在于以下三點：大量的智能終端、通信技術(shù)和豐富的后臺軟件。針對我國配電網(wǎng)的具體情況，配電網(wǎng)自動化應(yīng)當分期分批逐步發(fā)展完善，最終實現(xiàn)對配電系統(tǒng)資源的綜合利用。
三、結(jié)語
隨著計算機技術(shù)，控制技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化面臨著空前的變革。多媒體技術(shù)、智能控制將迅速進入電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，而信息技術(shù)的發(fā)展，不僅會推動電力系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)展，也會推動電力系統(tǒng)控制向更高水平發(fā)展。
看了“自動化學(xué)術(shù)論文”的人還看：