淺議電力系統(tǒng)自動化

國網(wǎng)山西省電力公司大同供電公司 左 健

淺議電力系統(tǒng)自動化

國網(wǎng)山西省電力公司大同供電公司 左 健

電力系統(tǒng)是一個巨維數(shù)的典型動態(tài)大系統(tǒng)。本文介紹了自動化控制的技術，我們結(jié)合我國電力系統(tǒng)綜合自動化的發(fā)展趨勢分析，提出了電力系統(tǒng)綜合自動化運行的特點以及新技術變革與變化。

電力系統(tǒng)；系統(tǒng)自動化

一、自動化控制技術分析

在變電站的管理與控制過程中，選擇分層分布式的自動化系統(tǒng)來對軟硬件進行分層分級操作，以此來讓變電站操作度可以能夠被有效提升，且能夠讓現(xiàn)有的操作程序得以更為可靠。綜合自動化站選擇的三級控制，即為就地、當?shù)嘏c遠方三級。其中，常規(guī)的操作是通過控制屏的KK把手來完成控制操作。在一般情況下，常規(guī)站的電氣設計有著更為復雜的系統(tǒng)，且實際的運行中，設備的接點選擇有著明確的限制，同時，各級電壓之前聯(lián)系以往會難以實現(xiàn)溝通，這使得封閉回路這一設計，可能會出現(xiàn)多余的閉鎖以及沒有顧忌的閉鎖處。因此，選擇綜合化的自動站臺能夠讓操作多重進行，并且實現(xiàn)可靠性的有效提高。

1.常規(guī)站的設計，整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心在于個人的操作與管理，然而人的感官對信息的接受能力將會對信息處理本身帶來偏差所在。其結(jié)果也就會相應地帶來錯誤與紕漏，這是不能避免的。因為人接受信息的能力有限，也會因為信息本身的變化帶來一系列不正確的操作反應。當然，個人的工作能力、文化水平、工作經(jīng)驗以及責任心等都會對信息內(nèi)容的處理產(chǎn)生影響，所以單純地依靠人為來處理信息將會導致整個信息內(nèi)容的處理水平始終處于較低階段。這樣的問題也是經(jīng)常會出現(xiàn)在常規(guī)站的日常運行工作之中。為此，選擇綜合自動化的監(jiān)控系統(tǒng)，將會讓計算機系統(tǒng)的可靠性得以被有效提升，使得計算機系統(tǒng)得以成為整個變電站控制與操作程序的保障所在，繼而讓數(shù)據(jù)處理、運行監(jiān)視以及事件記錄的功能價值成為電站綜合化運行的技術保障因素。

2.變電站的自動化系統(tǒng)讓變電站的操作運行更為簡便，且能把同時實現(xiàn)多重復雜操作。這既是對操作安全系數(shù)的提升，也是對操作穩(wěn)定性的有效保障。在以往，常規(guī)中的同類型操作將會耗費的幾個小時，現(xiàn)在能夠被降低到幾分鐘。

3.常規(guī)變電站的控制系統(tǒng)往往選擇的是一對一的強電控制技術，這樣的方式讓信息與命令控制能夠直接借助于電纜進行傳輸。而計算機監(jiān)控系統(tǒng)的控制命令則會借助于傳輸模式的轉(zhuǎn)變，讓以往的模擬傳輸成為數(shù)字指令的傳輸，以此來保障傳輸?shù)臏蚀_度和可靠性。其中，針對于分層分布式的自動化系統(tǒng)，能夠讓主控室與分室之間能夠選擇光纜傳輸，來減低信息被電磁干擾的幾率。同時，分散式的布置，將會讓電纜的長度極大程度地降低，也會讓控制回路的電壓被有效控制，繼而提高斷路器的操作準確度。現(xiàn)階段，規(guī)劃院設計的五個500千瓦綜合自動化試點運作站，也是對自動化監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的認可所在。

二、我國電力系統(tǒng)綜合自動化的發(fā)展趨勢分析

我國電力系統(tǒng)在運用綜合自動化技術的過程中，注重于對DMS系統(tǒng)的全面建設。通過對DMS系統(tǒng)的運用，可以做到：首先，對電氣管理工作的綜合化發(fā)展，使得管理工作的開展水平被更好提高，繼而來滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的技術所需。其次，電氣設備的控制得以被優(yōu)化，這將降低停電產(chǎn)生的幾率，增強供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。再者，構(gòu)建快速的事故處理機制，將會讓停電事故所需的維修時間被極大程度地減少，也會讓維修工作對生產(chǎn)裝置的影響被有效地降低。另外，綜合自動化技術讓變電站的管理模式能夠做到真正意義上的無人值守，這是對運行成本的有效降低。

三、電力系統(tǒng)綜合自動化運行的探究分析

電力系統(tǒng)的綜合自動化發(fā)展需要注重于對傳統(tǒng)技術的創(chuàng)新改造，以此來更好地適應現(xiàn)代化的發(fā)展所需。雖然，當前電力系統(tǒng)的綜合自動化已經(jīng)進入以計算機技術和監(jiān)控技術開發(fā)為主要標志內(nèi)的階段，但對于我國這樣一個電力需求大、電網(wǎng)建設復雜而電力系統(tǒng)綜合自動化改革開始較晚的國家來說，在追趕先進技術的同時，還必須才能保證電力系統(tǒng)綜合自動化的早日全面實現(xiàn)。

四、新技術變革與變化

1.智能化控制在電力系統(tǒng)中的表現(xiàn)

整個電力系統(tǒng)的控制研究與實際運用發(fā)展歷史維持了40年以上，其總體的階段劃分可以被分為三個階段。即，傳遞函數(shù)的單項輸入與單項控制；線性與非線性控制相結(jié)合；智能控制。在整個過程中，所出現(xiàn)技術困難包括了：

（1）電力系統(tǒng)的變化性較強，為此需要針對于不同因素的產(chǎn)生來對運行方式進行調(diào)整，以此來避免故障的產(chǎn)生。

（2）對運行方式與故障處理方式的選擇；

（3）不同控制之間的協(xié)調(diào)選擇與運用。智能控制是當今控制理論發(fā)展的新的階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題；特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統(tǒng)。

智能控制在電力系統(tǒng)工程應用方面具有非常廣闊的前景，其具體應用有快關汽門的人工神經(jīng)網(wǎng)絡適應控制，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多機系統(tǒng)中的ASVG（新型靜止無功發(fā)生器）的自學習功能等。

2.FACTS與DFACTS

（1）FACTS概念分析

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其需要注重于對配電技術的不斷改善，以此來滿足電壓質(zhì)量的提升與整個系統(tǒng)穩(wěn)定性的增強。而注重于對傳統(tǒng)輸電模式的轉(zhuǎn)變，柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術得到了越來越多的重視。所謂“柔性交流輸電系統(tǒng)”技術又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術簡稱FACTS，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置，隊輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)（如電壓、相位差、電抗等）進行調(diào)整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的可靠性、可控性、運行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益IDE新型綜合技術。

（2）核心裝置ASVC的發(fā)展研究

FACTS中核心裝置的分析，可以發(fā)現(xiàn)大功率的電力電子器件能夠滿足逆變需求，繼而更好地適應快速開關與逆變器。ASVC是由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成，其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運行電壓，而且可以在故障后的恢復期間穩(wěn)定電壓，因此對電網(wǎng)電壓的控制能力很強。與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機相比，ASVC的調(diào)節(jié)范圍大，反應速度快，不會發(fā)生響應遲緩，沒有轉(zhuǎn)動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉(zhuǎn)噪音，并且因為ASVC是一種固態(tài)裝置，所以能響應網(wǎng)絡中的暫態(tài)也能響應穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機。

（3）DFACTS的研究態(tài)勢

隨著高科技產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展，電力用戶對供電質(zhì)量和可靠性越來越敏感，電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關?？梢哉f，信息時代對電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。

DFACTS是指應用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術，它是Hingorani于1988年針對配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是：對供電質(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

五、結(jié)束語

綜上所述，計算機技術的發(fā)展帶動了電力系統(tǒng)控制技術的發(fā)展，它讓更為多元的技術內(nèi)容得以成為電力系統(tǒng)適應現(xiàn)代化需求的技術保障要素，且也會讓電力系統(tǒng)本身的發(fā)展在這些技術要素的影響下，實現(xiàn)更高水平的發(fā)展成就。

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