電力工程自動(dòng)化技術(shù)分析

馬東海

（江蘇省蘇州市華安普電力工程有限公司 ）

自動(dòng)化是電力工程未來(lái)發(fā)展的方向，對(duì)電網(wǎng)安全、可靠地運(yùn)行有著積極的促進(jìn)作用。而自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及成熟，為電力工程的自動(dòng)化發(fā)展創(chuàng)造了條件。當(dāng)前，在電力工程中應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)包括：功率半導(dǎo)體器件、光互連技術(shù)、柔性交流輸電系統(tǒng)、主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。本文首先論述了電力工程自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容，接著分析了自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用。

1 電力工程自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容

1.1 變電站自動(dòng)化

變電站自動(dòng)化不僅有利于提升變電站運(yùn)行的可靠性，還可以節(jié)約人力資源的使用。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，電磁式設(shè)備是維護(hù)變電站安全運(yùn)行的核心構(gòu)件，但這些設(shè)備亦容易受到環(huán)境的影響，需要進(jìn)行定期的維護(hù)、維修和更換，否者極容易發(fā)生變電站事故。而變電站自動(dòng)化，完成了由電磁式設(shè)備向微機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)變，在屏幕上就可以進(jìn)行完成操作、監(jiān)控、記錄和管理。同時(shí)，微機(jī)對(duì)人工完成很好的取代作用，在提升變電站效率的同時(shí)，還減少了對(duì)人員的使用。

1.2 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度的主要目的是提升用電效率，減少電力損失，對(duì)電力配送進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，盡可能滿足不同地區(qū)的電力需求。電網(wǎng)調(diào)度主要是通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，而局域網(wǎng)所具有的局限性則阻礙著調(diào)度管理的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，既不利于電網(wǎng)調(diào)度的宏觀調(diào)控，是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化急需解決的問(wèn)題。而利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)原有局域網(wǎng)絡(luò)的改造，提升控制電網(wǎng)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)密性和廣泛性，實(shí)現(xiàn)調(diào)度管理的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，對(duì)提升電力的利用效率有著積極的意義。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、系統(tǒng)、全面的采集和分析，為管理人員進(jìn)行宏觀調(diào)控提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化有利于電力負(fù)荷的控制和管理，確保電網(wǎng)的安全可靠。

1.3 發(fā)電廠測(cè)控自動(dòng)化

分散測(cè)控系統(tǒng)主要應(yīng)用在發(fā)電廠測(cè)控上，核心部分是智能模件和主控模件，主要目的是監(jiān)測(cè)、控制設(shè)備的運(yùn)行情況，并提供聯(lián)鎖保護(hù)，是實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠測(cè)控自動(dòng)化的不二選擇。利用操作屏幕，工作人員就可以遠(yuǎn)程操作相應(yīng)設(shè)備，能顯著提升工作效率和安全性。相對(duì)于人工控制，發(fā)電廠測(cè)控自動(dòng)化更加安全穩(wěn)定，收集到的數(shù)據(jù)也更加的準(zhǔn)確。

2 自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

2.1 功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，電力的控制是通過(guò)固態(tài)變壓器實(shí)現(xiàn)的，其屬于功率半導(dǎo)體器件的一種。而經(jīng)常進(jìn)行的靜止無(wú)功補(bǔ)償、直流輸電、柔性交流輸電也大多會(huì)應(yīng)用到功率半導(dǎo)體器件。對(duì)于固態(tài)變壓器而言，由于具有聯(lián)動(dòng)性能好、重量輕、自我監(jiān)控能力強(qiáng)的有點(diǎn)，已發(fā)展成為電力系統(tǒng)的核心構(gòu)件，其功能主要通過(guò)高頻變壓器、電力電子變流器實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)；進(jìn)行柔性交流輸電主要是為了確保大容量電能高效變換，其功能通過(guò)IGBT、GTO、晶閘管等功率器件實(shí)現(xiàn)；進(jìn)行靜止無(wú)功補(bǔ)償，主要是為了改善柔性交流輸電中的電能質(zhì)量；進(jìn)行直流輸電主要利用是晶體管。可以這樣說(shuō)，功率半導(dǎo)體器件是支撐電力工程制動(dòng)化發(fā)展的設(shè)備基礎(chǔ)。

2.2 柔性交流輸電系統(tǒng)的應(yīng)用

柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）是由SVC、容性濾波器、TSC、TCR、FSC組成，其中SVC的應(yīng)用最為廣泛。在全世界范圍內(nèi)，SVC工程工程的數(shù)量已超過(guò)1000，總?cè)萘吭?00Gar以上。相對(duì)于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)對(duì)SVC工程設(shè)備的核心技術(shù)掌握的還較少，在建設(shè)SVC工程時(shí)也主要是進(jìn)口德國(guó)西門子的設(shè)備。如果電站有彌補(bǔ)無(wú)功功率缺口的需要，可以采用容性濾波器、TSC、TCR；如果電站有穩(wěn)定電壓和無(wú)功功率，可以利用SCV設(shè)備，能有效避免電壓和無(wú)功功率出現(xiàn)波動(dòng)；如果電站有提升輸電線輸電效率的需要，可安裝FSC固定串聯(lián)電容補(bǔ)償器?？傊?，柔性交流輸電系統(tǒng)能顯著提升電力工程的自動(dòng)化水平，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和效率。

2.3 光互連技術(shù)的應(yīng)用

光互連技術(shù)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)和繼電系統(tǒng)的無(wú)縫銜接，使得電力系統(tǒng)的研發(fā)和發(fā)展成為可能。為了提升系統(tǒng)的集成度，可應(yīng)用光互連技術(shù)加強(qiáng)對(duì)探測(cè)設(shè)備的限制，提升系統(tǒng)的監(jiān)控能力。光互連技術(shù)具有抗磁干擾性強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)，能為數(shù)據(jù)的傳輸營(yíng)造一個(gè)免受外界干擾的環(huán)境，極大地方便了編程結(jié)構(gòu)重組和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓展，確保數(shù)據(jù)傳輸效率與準(zhǔn)確性。光互連技術(shù)不單可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、處理，還可以經(jīng)由數(shù)據(jù)模型把處理好的數(shù)據(jù)反饋給管理人員，甚至可以根據(jù)在人機(jī)上設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行報(bào)警。此外，光互連技術(shù)具有兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，很少與其它系統(tǒng)發(fā)生沖突，確保系統(tǒng)操作的方便性，促使電力系統(tǒng)的子系統(tǒng)有效地融合在一起。

2.4 主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用

隨著主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，電力工程的監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始注重主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用，甚至已成為監(jiān)控系統(tǒng)核心技術(shù)，能很好地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行監(jiān)視與控制，其功能主要是通過(guò)系統(tǒng)的監(jiān)視功能、對(duì)象函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)不僅能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)管理的功能，還可以代替人工進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入或讀出，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化，極大地提升數(shù)據(jù)處理的效率和精確度。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及新技術(shù)的不斷應(yīng)用，電力工程自動(dòng)化取得了一些成就，甚至在一些核心設(shè)備的技術(shù)上突破外國(guó)公司的限制。而新材料、新工藝的發(fā)展，則進(jìn)一步普及了自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，促進(jìn)了電力工程的自動(dòng)化發(fā)展，為電力工程的智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但在我國(guó)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)，受制于技術(shù)和財(cái)力的限制，電力工程的自動(dòng)化水平并不高，說(shuō)明在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電力工程的自動(dòng)化任重而道遠(yuǎn)。

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