淺析電力系統(tǒng)及其自動化發(fā)展趨勢

王福榮

（九冶建設(shè)有限公司，陜西 咸陽 712042）

淺析電力系統(tǒng)及其自動化發(fā)展趨勢

王福榮

（九冶建設(shè)有限公司，陜西 咸陽 712042）

當(dāng)今世界電力系統(tǒng)正在不斷的發(fā)展、變化。電力系統(tǒng)的適應(yīng)化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化、智能化和自動化在不斷地發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化的程度也隨之不斷增高。但是電力系統(tǒng)自動化應(yīng)該朝什么方向發(fā)展呢，本文就和大家一起探究一下電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展方向。

電力系統(tǒng) 自動化 電能 發(fā)展方向

電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展即是對電力電能生產(chǎn)、輸送和安全管理基本實現(xiàn)自動化控制、自動化調(diào)度與自動管理。電力系統(tǒng)的地區(qū)分布比較遼闊，是一個發(fā)電工廠、變電服務(wù)站、輸點配電網(wǎng)絡(luò)與用戶共同組成的一個統(tǒng)一化調(diào)度與運(yùn)行的復(fù)雜多樣的大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)及其自動化的范圍包括生產(chǎn)過程中的自動化檢測、自動化控制和調(diào)節(jié), 元件和系統(tǒng)的自動化安全保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)方面信息的自動化傳輸，統(tǒng)一生產(chǎn)的自動化調(diào)度，和各個企業(yè)的自動化的經(jīng)濟(jì)管理。電力系統(tǒng)以及自動化發(fā)展的主要方向是保障供電電能的質(zhì)量，保障系統(tǒng)以及運(yùn)行的安全性，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和進(jìn)行合理化管理的效能。

一、電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展過程及領(lǐng)域。

1、電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展過程。

1960 年以前的一段時期，電力系統(tǒng)的基本容量是百萬千瓦上下，單機(jī)容量基本上不會超過十萬千瓦，電力系統(tǒng)及其自動化大多數(shù)限于單項的自動化裝置，并且把安全方面的保護(hù)和過程的自動化調(diào)節(jié)作為主要方面。比如：發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的各種各樣的繼電保護(hù)設(shè)置、汽輪機(jī)器的危險保安器和鍋爐的安全保護(hù)閥、輪機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)對電壓的自動化調(diào)節(jié)、入網(wǎng)的自動化同期的裝置等。

在五六十年代，電力系統(tǒng)的基本規(guī)模不斷地發(fā)展到幾千萬千瓦左右，單機(jī)的基本容量甚至可以超過二十萬千瓦，并且能形成區(qū)域化的聯(lián)網(wǎng)，在經(jīng)濟(jì)調(diào)度、系統(tǒng)穩(wěn)定以及綜合方面的自動化都提出了新的嚴(yán)厲的要求。工廠內(nèi)的自動化管理方面開始使用機(jī)、爐和電的單元集中化的控制。各種各樣新型的自動化裝置也得到利用。例如，晶體管的安全保護(hù)裝置、電氣化液壓式的調(diào)速器等都得到了推廣和使用。

七八十年代，以計算機(jī)作為主要配置并且配備有功能比較齊全的軟硬件的電力網(wǎng)絡(luò)實時的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)。超過二十萬千瓦的大型的發(fā)電機(jī)組已經(jīng)開始使用實時的安全化監(jiān)控。水力發(fā)電站中水庫的實時調(diào)度、大壩的監(jiān)測與電力工廠的綜合自動化發(fā)展，計算機(jī)的監(jiān)控開始被推廣和普及。各種樣式的自動化的調(diào)節(jié)與繼電保護(hù)的裝置備廣泛使用微型化的計算機(jī)。

最近幾年以來,隨著計算機(jī)科技、通信方面的技術(shù)與控制技術(shù)不斷的發(fā)展,現(xiàn)代的電力系統(tǒng)已經(jīng)成為計算機(jī)、通信、控制和電力裝備的統(tǒng)一體,它的簡稱是CCCP。它的內(nèi)涵是不斷地深入和外延不斷的擴(kuò)展。電力系統(tǒng)及其自動化信息處理的量不斷增大,所考慮的各方面因素也不斷地增多,直接用肉眼可觀看可測量的范圍不斷地變廣,可以閉環(huán)控制的使用對象不斷地得到豐富。

2、電力系統(tǒng)自動化主要領(lǐng)域。

依據(jù)電能分配和生產(chǎn)過程，電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展包括七個方面，并且這七個方面形成一個分層化的自動化系統(tǒng)：區(qū)域的調(diào)度、區(qū)域的發(fā)電站和區(qū)域性的電力工廠組成了最低的層次；中間層次是省調(diào)度中心、樞紐發(fā)電站和直屬電力工廠組成，總調(diào)度是最高的層次。在每一個不同的層次中，電力工廠、變電輸電站、配電的安全網(wǎng)絡(luò)等方面又構(gòu)成不同級別的控制。電力系統(tǒng)反事故自動裝置

二、電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展方向。

1、火力發(fā)電和水利發(fā)電自動化的發(fā)展。

火力發(fā)電工廠的自動化包括幾個方面：①火力發(fā)電廠的廠內(nèi)機(jī)、電和爐子等一些運(yùn)行機(jī)器設(shè)備進(jìn)行安全檢測，它包括采集數(shù)據(jù)、監(jiān)視狀態(tài)、顯示屏幕、越線報警、檢出故障等方面。②對于計算機(jī)實行實時的監(jiān)測與控制，實現(xiàn)從點火到并網(wǎng)完全的自動化起動的過程。③穩(wěn)定化的控制和監(jiān)視。使用控制的方式主要有兩種不同的形式：一是對于計算機(jī)的輸出是通過外圍的設(shè)備不斷的去調(diào)整那些常規(guī)化的模擬式調(diào)節(jié)控制器的設(shè)置的定值從而實現(xiàn)對電力的監(jiān)督和控制；另一種形式是利用計算機(jī)便利的輸出給外圍設(shè)備從而直接控制和監(jiān)測生產(chǎn)的過程、以便于更好的實現(xiàn)直接化的數(shù)字控制。④對于母線的電壓控制以及無功功率的自動化增減。⑤對于有功化負(fù)荷的財務(wù)分配與自動化增減相結(jié)合。

按照水利發(fā)電站電力系統(tǒng)及其自動化的要求，我們需要完善的自動化的主要項目包括對于大壩的監(jiān)護(hù)、電站的運(yùn)行和水庫的調(diào)度等三個主要的方面。①大壩中的使用計算機(jī)的自動化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：包括計算和分析、數(shù)據(jù)的采集和提供各方面的維護(hù)方案等等。②水庫中對于水文方面信息的自動化監(jiān)控的系統(tǒng)主要包括：雨水的數(shù)量與水文基本信息的自動化收集、水庫中各種調(diào)度規(guī)劃和計劃的制作，還包括攔洪與蓄洪的控制方法的各方面不同選擇等等。③電力工廠內(nèi)的計算機(jī)自動化監(jiān)控與檢測系統(tǒng)包括：對于全部工廠內(nèi)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全進(jìn)行高強(qiáng)度多樣化的監(jiān)測、對于發(fā)電機(jī)小組的自動化控制、優(yōu)化各方面的運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)方面的負(fù)荷合理分配、對于控制和監(jiān)視等進(jìn)行合理化的措施等等。

2、電網(wǎng)方面調(diào)度的自動化與信息自動化傳輸系統(tǒng)的發(fā)展。

當(dāng)今時代，電網(wǎng)方面自動化調(diào)度的系統(tǒng)是把計算機(jī)作為主要核心的控制監(jiān)測系統(tǒng)，它包括實時對信息進(jìn)行收集與系統(tǒng)顯示，還包括供實時運(yùn)算、分析和控制使用的基本軟件系統(tǒng)等等。信息的收集與系統(tǒng)顯示同時擁有數(shù)據(jù)信息化的采集、顯示屏幕、安全方面檢測、運(yùn)行中的工況進(jìn)行計算分析與實時監(jiān)測控制的多項功能。在變電廠與變電站之間的信息收集部分被叫做遠(yuǎn)動端，它分布在調(diào)度中心的部位被叫做調(diào)度端。軟件的系統(tǒng)是由靜態(tài)的狀態(tài)評估、自動化的發(fā)電時間的控制、最優(yōu)化的電流、自動化的電壓和無功功率控制、負(fù)荷方面的基本預(yù)測、最優(yōu)化機(jī)組開機(jī)停機(jī)計劃、安全的監(jiān)視和分析、緊急事故的控制與電路的恢復(fù)等多種復(fù)雜程序組成。

電力系統(tǒng)中的信息自動化傳輸系統(tǒng)簡稱為遠(yuǎn)動系統(tǒng)。它的功能主要是不斷實現(xiàn)調(diào)度中心與發(fā)電工廠和變電站之間的實時的信息自動化傳輸。信息的自動化傳輸系統(tǒng)是遠(yuǎn)動裝置與遠(yuǎn)動通道共同組成。遠(yuǎn)動通道的構(gòu)成主要包括載波、高頻、微波和聲頻等多種不同的形式。遠(yuǎn)動裝置如果按其功能可以分為遙控測試、遙控通信、遙控監(jiān)測三類。把發(fā)電廠和變電站的模擬通過不斷地變換最終輸送到分布在調(diào)度終端的接收口并且加上一些顯示的發(fā)展過程稱為遙控監(jiān)測。

3、供電系統(tǒng)方面自動化的發(fā)展。

供電系統(tǒng)的自動化包括地區(qū)調(diào)度實時監(jiān)控，負(fù)荷控制和變電站自動化等3個方面組成。地區(qū)調(diào)度的實時監(jiān)控系統(tǒng)包括小型或微型計算機(jī)。它的功能，與中心調(diào)控，相仿。但又比它稍微簡單。變電站自動化的運(yùn)用是無人監(jiān)控。他的設(shè)備采用微型機(jī)可編程序的方式。使供電系統(tǒng)自動化更加便捷。負(fù)荷控制室采用工頻和聲頻的控制方式。這3個方式共同造就了供電系統(tǒng)方面的自動化。電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動化是通過計算機(jī)來控制。的。它主要包括電力工業(yè)計劃管理，財務(wù)管理人事勞資管理生產(chǎn)管理 資料檢索以及設(shè)計和施工方面的。

三、結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展計算機(jī)的技術(shù)也在不斷的提高。伴隨著計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動化水平也愈來愈發(fā)展。電力系統(tǒng)也會越來越智能。也會越來越穩(wěn)定。電力系統(tǒng)與計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合。使電力網(wǎng)絡(luò)不斷的提高。也使電力企業(yè)。效益不斷增加。電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展將會越來越好。

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