供電系統(tǒng)電氣工程及自動(dòng)化控制技術(shù)

永 軍，洪騰飛

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

0 引 言

如今，自動(dòng)化控制技術(shù)被越來越多的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用到生產(chǎn)中，并取得了顯著成果，自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的一部分。供電企業(yè)在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)能夠有效提升供電效率，減少了一切不必要的消耗，有效提升了供電系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性和安全性，從而能夠更好地為我國人民群眾服務(wù)，促進(jìn)我國供電系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步。

1 主流控制技術(shù)概述

供電系統(tǒng)的主流監(jiān)控技術(shù)有兩種監(jiān)控方式——集中式監(jiān)控和分層分布式監(jiān)控。這兩種方式都可以對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行有效控制和監(jiān)督，保證其更好地運(yùn)行，提升其電能質(zhì)量。集中式控制技術(shù)主要依靠模數(shù)，將各個(gè)傳感器所收集到各種數(shù)據(jù)加以轉(zhuǎn)換后，再進(jìn)行統(tǒng)一的分析和管理，能夠有效調(diào)節(jié)和控制全部控制器，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。

與集中式控制技術(shù)不同，分層分布式監(jiān)控由通信層、站級(jí)監(jiān)控層和間隔層組成。其中，通信層由光纖、電纜和終端設(shè)備等組成，主要作用是與各個(gè)控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。站級(jí)監(jiān)控層的作用是對(duì)管理間隔層與通信網(wǎng)絡(luò)的信息交換進(jìn)行有效監(jiān)督，保證信息的有效交流。間隔層的主要作用是將測(cè)控單元和保護(hù)單元安裝到開關(guān)柜等設(shè)備的周邊[1]。

2 電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

2.1 自動(dòng)化控制技術(shù)具有強(qiáng)安全性

自動(dòng)化控制技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是不用人工操作，一切由系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，顯著提升了安全性。即使是降低在實(shí)際生產(chǎn)過程中的工作成果，設(shè)備的安全性也要得到很好保證，充分保障工作人員的生命安全，避免人身遭受各種意外。將電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用到供電系統(tǒng)中，能夠有效增強(qiáng)各種工序的先進(jìn)性，提升檢測(cè)質(zhì)量和能力。通過高精確度儀器分析相關(guān)工作，可以有效提升質(zhì)量和精確度，更好地開展相關(guān)工作。自動(dòng)化控制技術(shù)能夠24 h不間斷有效監(jiān)控電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，有著十分顯著的控制能力和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而能夠及時(shí)查找各種異常問題，最大限度降低可能造成的危害，避免人力資源的浪費(fèi)，改善企業(yè)管理不當(dāng)?shù)膯栴}，保證企業(yè)的利益。同時(shí)，電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)還能有效自動(dòng)儲(chǔ)存和記錄各種數(shù)據(jù)，及時(shí)分析，采取措施有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，加強(qiáng)系統(tǒng)的適用性。

2.2 便于對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

如果通過人工方式對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，很容易出現(xiàn)管理盲區(qū)或者人員在深夜情況下由于疲勞、困倦對(duì)相關(guān)工作馬虎，會(huì)增加電氣故障的發(fā)生率[2]。采用自動(dòng)化的自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，能夠有效避免這些問題的發(fā)生，顯著提升電氣工程的可靠性和安全性，保證電器設(shè)備能夠正常運(yùn)行，延長電氣設(shè)備的使用壽命。

3 自動(dòng)化控制技術(shù)在供電系統(tǒng)中的控制要點(diǎn)

3.1 分層分布式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)

分層分布式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)可以有效收集各種信息，還可以對(duì)各種信息進(jìn)行良好監(jiān)控，從而更好地開展維護(hù)工作。一旦某個(gè)位置發(fā)生故障，將不會(huì)對(duì)其他模塊造成影響，能夠?qū)ΜF(xiàn)代供電系統(tǒng)提供良好的幫助。這種監(jiān)控設(shè)備對(duì)安裝環(huán)境的要求很低，能夠更加方便地進(jìn)行安裝，極大地減少控制和操作難度，低于其他設(shè)備需要的成本。

3.2 集中式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)

集中式自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)也十分簡(jiǎn)便，對(duì)控制站的防護(hù)要求也不高。主要是將強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為弱電信號(hào)，通過4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，采用空接點(diǎn)的方式，依靠電纜硬接線，將電氣模擬量和開關(guān)量信號(hào)一對(duì)一地接入DCS的I/O模件柜中[3]，從而有效地監(jiān)視和控制電氣設(shè)備，且其響應(yīng)速度特別快。當(dāng)前，硬接線技術(shù)業(yè)發(fā)展的比較成熟，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境也較好，便于對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控

現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控是應(yīng)用較少的方式，通常在特殊情況下采用。所以，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更有針對(duì)性，能夠保證在不同的距離存在很多各不相同的功能，需要根據(jù)實(shí)際安裝現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大的優(yōu)點(diǎn)是擁有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。這種監(jiān)控設(shè)備各個(gè)裝置的作用，具有很強(qiáng)的獨(dú)立性。采用網(wǎng)絡(luò)連接方式能夠保證組態(tài)靈活，從而有效增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。一旦某個(gè)裝置出現(xiàn)了故障，不會(huì)對(duì)其他組件造成任何影響，從而更好地保障整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在供電系統(tǒng)中的控制要點(diǎn)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也獲得了長足的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域。特別是在我國的供電系統(tǒng)中，獲得了更為廣泛的應(yīng)用，使其可以更好地滿足我國電力市場(chǎng)的發(fā)展需求，通過將兩者完美的融合到一起，促進(jìn)了我國電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的推廣和發(fā)展，有效地提升了我國供電系統(tǒng)的生產(chǎn)效率[4]。在供電系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的控制要點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。

4.1 變電站自動(dòng)化技術(shù)實(shí)時(shí)要點(diǎn)

變電站自動(dòng)化的核心是計(jì)算機(jī)技術(shù)。它是使供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和自動(dòng)化的重要途徑。通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化，所以需要技術(shù)人員在具體實(shí)施時(shí)充分融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)光纖或者電纜徹底取代過去常用的電力信號(hào)電纜，使變電設(shè)備有效地實(shí)現(xiàn)集成化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，從而進(jìn)一步提升其性能，最終實(shí)現(xiàn)記錄統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)屏幕化。

4.2 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制要點(diǎn)

供電系統(tǒng)自動(dòng)化最重要的組成部分是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。調(diào)度程度可以分成五個(gè)層次，分別是國家電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)調(diào)度、省級(jí)調(diào)度、市級(jí)調(diào)度和縣級(jí)調(diào)度。電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)動(dòng)主要是通過電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。利用電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)可以將服務(wù)器、發(fā)電廠以及工作站等各種設(shè)備和單位連接到一起，從而及時(shí)收集電網(wǎng)數(shù)據(jù)，有效估計(jì)和預(yù)測(cè)電力負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，提升電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的安全性。

4.3 智能電網(wǎng)技術(shù)的控制要點(diǎn)

在供電系統(tǒng)中應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，可以有效進(jìn)行全局控制，是我國供電系統(tǒng)信息管理系統(tǒng)中使用最普遍的一種技術(shù)，覆蓋了供電系統(tǒng)中發(fā)電、輸變電、配電和調(diào)度等諸多的緩解。在現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)中，要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)化，需要積極采用智能電網(wǎng)技術(shù)，智能控制全局。將智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于供電系統(tǒng)時(shí)，需要結(jié)合供電系統(tǒng)的實(shí)際需求，融入擁有實(shí)時(shí)性優(yōu)、可靠性強(qiáng)、雙向性好的計(jì)算機(jī)技術(shù)。要積極應(yīng)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使其成為擁有良好信息管理功能的管理系統(tǒng)，促進(jìn)我國智能電網(wǎng)的發(fā)展和進(jìn)步。

5 結(jié) 論

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電力的需求越來越大，推進(jìn)了我國電力企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)供電系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人們的需求。因此，供電企業(yè)需要積極“更新?lián)Q代”供電系統(tǒng)。隨著智能化技術(shù)的成熟和各種自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在供電系統(tǒng)中融入電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠使二者完美結(jié)合，有效提升供電質(zhì)量和對(duì)供電系統(tǒng)的控制能力。