變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制技術(shù)研究

董勝春

摘 要：電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)近年來得到了快速的發(fā)展，并在電力行業(yè)展示出其獨(dú)有的魅力，自動(dòng)化控制技術(shù)的改進(jìn)和自動(dòng)化元器件性能的提高，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性起重要的作用。

關(guān)鍵詞：變電站;自動(dòng)化;智能控制

我國(guó)變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了較大的發(fā)展和提升，它融人了高科技的計(jì)算機(jī)技術(shù)，電子通訊技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且被實(shí)踐證明了其可實(shí)施性。在推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中起到了不可替代的作用。今后變電站自動(dòng)化技術(shù)朝著智能化，集成化，綜合化方向發(fā)展，在不久的將來，它必將發(fā)揮出巨大的作用，為社會(huì)發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)變電站電力系統(tǒng)自身技術(shù)革命的再一次飛躍。

1.電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展， 現(xiàn)代電力系統(tǒng)已成為一個(gè)計(jì)算機(jī)（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和電力裝備及電力電子（Power System E quiqments and Power Electronics）的統(tǒng)一體，簡(jiǎn)稱為“CCCP”。其內(nèi)涵不斷深入，外延不斷擴(kuò)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化處理的信息量越來越大，考慮的因素越來越多，直接可觀可測(cè)的范圍越來越廣，能夠閉環(huán)控制的對(duì)象越來越豐富。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(jì)分析上日益要求面對(duì)多機(jī)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(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)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)。

2.自動(dòng)化變電站存在的技術(shù)問題

變電站自動(dòng)化是指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。它在近些年來取得了很大進(jìn)步和發(fā)展，但是它的整個(gè)運(yùn)用過程還存在一些技術(shù)問題。數(shù)據(jù)和信息對(duì)于任何一個(gè)企業(yè)來說都是相當(dāng)重要的，它關(guān)系到整個(gè)企業(yè)在決策，運(yùn)行中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和信息是通過后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送到調(diào)度主站的，一旦后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和信息的發(fā)送收到限制。電力自動(dòng)化系統(tǒng)不利于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)和信息的發(fā)送，而且由于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的連貫性，一旦有后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將還會(huì)影響到其他變電站的運(yùn)行工作。目前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一個(gè)最熱點(diǎn)的技術(shù)就是可以實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控，對(duì)此不同的人持有不同的觀點(diǎn)，無法統(tǒng)一。但是由于我們變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一些設(shè)備狀況上還存在問題，還無法直接的從人員值班過度到自動(dòng)化系統(tǒng)無人值班的現(xiàn)狀.所以我們目前新建和改造的變電站很多仍然設(shè)置值班人員。實(shí)現(xiàn)真正意義上的無人值班，在引進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的同時(shí)，還必須同步的訂購(gòu)后臺(tái)監(jiān)控機(jī)及相應(yīng)監(jiān)控軟件的基礎(chǔ)上，這將是是一個(gè)長(zhǎng)期而又艱巨的過程。

3.電力系統(tǒng)智能控制的配置

變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制的結(jié)構(gòu)配置要求考慮企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模以及監(jiān)控的管理方法來確定，一般而言，結(jié)構(gòu)配置可分為設(shè)備層、間隔層、站控層三個(gè)部分。

3.1間隔層

主要有保護(hù)測(cè)控單元、通信接口單元等，具有聯(lián)系設(shè)備層和站控層兩者起中轉(zhuǎn)作用的間隔層，其能有效解決因站控層與設(shè)備間的距離問題和設(shè)備層的設(shè)備數(shù)量較多無法直接與站控層建立通信的問題，間隔層的建立能有效的延長(zhǎng)通信距離，并能分流設(shè)備層設(shè)備，在承上啟下的中轉(zhuǎn)作用體現(xiàn)下，讓變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化的整體結(jié)構(gòu)變得更加清晰和明確。

3.2設(shè)備層

以進(jìn)線回路、電機(jī)回路、饋線回路等回路進(jìn)行設(shè)備配置設(shè)計(jì)，既能實(shí)現(xiàn)就地運(yùn)行操作，又能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，其操作功能相對(duì)具有獨(dú)立性，主要包括一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元、智能終端、光纜等。以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的快速及更新速度來看，我國(guó)在設(shè)備層強(qiáng)化功能的舉措是必然的，現(xiàn)有的設(shè)備層能夠完成的功能主要包括對(duì)電容器組、母線和變壓器的保護(hù)與控制、保護(hù)微機(jī)通信、保護(hù)系統(tǒng)接地、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)整定數(shù)據(jù)計(jì)算，最為重要的是，其對(duì)于變電站的數(shù)據(jù)采集的保護(hù)，能夠保障狀態(tài)量、模擬量、脈沖量和數(shù)字量的實(shí)效、精確和安全。

3.3站控層

作為后臺(tái)監(jiān)控的站控層是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的控制中心，通過對(duì)變電站大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理不斷完善后臺(tái)操作系統(tǒng)，并且具備越限報(bào)警和異常狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)與設(shè)備層間的通信，并且在不斷優(yōu)化的人機(jī)界面上進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，在通過相關(guān)數(shù)據(jù)的分析處理之后能自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的自我診斷以及自我修復(fù)，主要包括主機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)）動(dòng)通信設(shè)備等?？偠灾?，站控層作為控制中心，負(fù)責(zé)整個(gè)電力系統(tǒng)的調(diào)度和監(jiān)控。此外，站控層還配置了數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)軟件、圖形庫(kù)生成軟件及開發(fā)應(yīng)用軟件。

4.電力系統(tǒng)智能控制建設(shè)建議

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的建設(shè)是一項(xiàng)龐大的長(zhǎng)期的項(xiàng)目，在建設(shè)中要求有技術(shù)和專業(yè)人才作為支撐，尤其在設(shè)備配置上和技術(shù)設(shè)計(jì)上都要做到人性化設(shè)計(jì)，以便于后期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化管理。從建設(shè)成本上來看，電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)時(shí)應(yīng)該在保證電能質(zhì)量的基礎(chǔ)上以提高自動(dòng)化運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性為根本目的，要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全監(jiān)控，因此在建設(shè)施工時(shí)要減少占地面積、降低工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用;在硬件配置上要簡(jiǎn)化，盡量培養(yǎng)一批能夠熟練使用引進(jìn)的國(guó)外設(shè)備的人才，以減少資源浪費(fèi);在后期維護(hù)工作中要通過制定詳細(xì)的檢修更新計(jì)劃，以降低維護(hù)運(yùn)行的成本。控制保護(hù)接口的標(biāo)準(zhǔn)制定，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的情況比較，我國(guó)在控制保護(hù)接口標(biāo)準(zhǔn)的制定上尚不完善，因此在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行中需要制定一個(gè)控制保護(hù)接口的標(biāo)準(zhǔn)，有效地解決由于外來引進(jìn)保護(hù)設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備操控不當(dāng)所引起的設(shè)備不知如何連接和如何通信等問題?？刂票Ｗo(hù)接口標(biāo)準(zhǔn)的制定要符合國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)或者工業(yè)的行內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，要制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以保證設(shè)備的有效運(yùn)行，減少設(shè)備資源不必要的浪費(fèi)。技術(shù)型管理人才的培養(yǎng)，變電站電力系統(tǒng)自動(dòng)化智能控制并不是真正意義上的無人管理，在整個(gè)監(jiān)控鏈的終端依然是由人在掌控，這就是遠(yuǎn)程監(jiān)控的真正涵義，因此對(duì)于人才的要求也就大大提高了。

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