再論自動(dòng)控制技術(shù)用于企業(yè)供電系統(tǒng)的教學(xué)

（成都工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成都市技師學(xué)院)，四川 成都 610000）

一、引言

高職院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)企業(yè)供電這門課程時(shí)，往往從局部設(shè)備入手，而忽視了系統(tǒng)性。這種的學(xué)習(xí)方法既抽象又乏味，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。當(dāng)前，自動(dòng)控制技術(shù)因其能自動(dòng)調(diào)節(jié)、檢測(cè)、加工的機(jī)器設(shè)備、儀表，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行作業(yè)，被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。而企業(yè)供電系統(tǒng)為企業(yè)的生產(chǎn)及運(yùn)行提供了有力保障，將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)供電系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)供電綜合自動(dòng)化。

二、企業(yè)供電系統(tǒng)的組成及供電方式

（一）企業(yè)供電系統(tǒng)的組成

企業(yè)供電系統(tǒng)一般由高壓配電線路、變配電站、低壓配電線路以及用電設(shè)備四部分構(gòu)成。其中，高壓配電線路把電力從降壓變電站送到配電變壓器；變配電站則通過(guò)變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，起變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的作用，它是企業(yè)供電系統(tǒng)的樞紐；低壓配電線路負(fù)責(zé)將電能分送給各低壓用電設(shè)備使用；企業(yè)用電設(shè)備受電后即可完成生產(chǎn)及運(yùn)行的相關(guān)任務(wù)。

（二） 企業(yè)供電系統(tǒng)的供電方式

企業(yè)常見(jiàn)的供電方式有四種：

1.進(jìn)線電壓為35kV，先經(jīng)總降壓變電站變?yōu)?0 kV的配電電壓，再送到各車間變電所，然后經(jīng)車間變電所變?yōu)?.4kV低壓電壓分送到各配電箱或用電設(shè)備；

2.進(jìn)線電壓為10kV，經(jīng)總配電站分送到各車間，經(jīng)車間變電站變?yōu)?.4kV低壓電，分送到各配電箱或用電設(shè)備；

3.進(jìn)線電壓為10kV，經(jīng)變電站變?yōu)榈蛪弘姺炙偷杰囬g，再送到各配電箱或用電設(shè)備；

4.進(jìn)線電壓為0.4kV，經(jīng)配電室分送到各車間或送到各配電箱或用電設(shè)備。

三、自動(dòng)控制技術(shù)

目前主要有六種典型技術(shù)被應(yīng)用到企業(yè)供電系統(tǒng)中。

（一）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

在企業(yè)供電自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)富于較強(qiáng)的非線性智能化擬合能力與自學(xué)能力，并富含聯(lián)想記憶及魯棒性功能，因此在富含大量非線性復(fù)雜子系統(tǒng)的企業(yè)供電系統(tǒng)中具有較大的應(yīng)用創(chuàng)造潛力。

（二）模糊邏輯控制技術(shù)

模糊邏輯控制技術(shù)在企業(yè)供電自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)施原理主要將經(jīng)典的集成理論進(jìn)行模糊化處理，將模糊邏輯的語(yǔ)言變量及近似推理引入其中從而形成整體性綜合智能技術(shù)的推理體系。該控制方法可適用于供電自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)不定性、不精確情況的處理。

（三）專家系統(tǒng)控制技術(shù)

專家系統(tǒng)控制技術(shù)在企業(yè)供電系統(tǒng)中針對(duì)某領(lǐng)域內(nèi)的專家提供的精華知識(shí)進(jìn)行推理并完成人類專家在制定決策實(shí)踐過(guò)程的模擬操作，為系統(tǒng)提供與專家水平相當(dāng)?shù)膶?shí)踐方案。采用這種系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，具有高效的在線分析能力。

（四）線性最優(yōu)控制技術(shù)

企業(yè)供電系統(tǒng)最優(yōu)控制目前已在電力生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著重要作用。由于這種控制器是針對(duì)供電系統(tǒng)的局部線性化模型來(lái)設(shè)計(jì)的，在強(qiáng)非線性的供電系統(tǒng)中對(duì)大干擾的控制效果并不理想。

（五）綜合智能控制技術(shù)

綜合智能控制是智能控制與現(xiàn)代控制方法的結(jié)合，在供電系統(tǒng)中研究得較多的有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合，專家系統(tǒng)與模糊控制的結(jié)合等方面。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適合于處理非結(jié)構(gòu)化信息，而模糊系統(tǒng)對(duì)處理結(jié)構(gòu)化的知識(shí)更有效，故模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

（六）現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)可以進(jìn)行多點(diǎn)通信，實(shí)現(xiàn)透明操作，其設(shè)置結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。雖然現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)因網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題使得可靠性不如分散控制系統(tǒng)高，使用范圍受到限制，但現(xiàn)場(chǎng)總線控制可以在供電企業(yè)中將降低企業(yè)初期的投資。

四、企業(yè)供電綜合自動(dòng)化

（一）企業(yè)供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.集中式結(jié)構(gòu)

集中式結(jié)構(gòu)就是指集中采集變電站的模擬量、開(kāi)關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理。再分別完成微機(jī)監(jiān)控，微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)控制功能。

2.分層分布式結(jié)構(gòu)

分層結(jié)構(gòu)是指變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個(gè)級(jí)分層布置。分布結(jié)構(gòu)是指結(jié)構(gòu)上采用以主從CPU協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

3.分散與集中相結(jié)合式結(jié)構(gòu)

分散與集中相結(jié)合式結(jié)構(gòu)是指將配電線路的保護(hù)和控制單元分散安裝在各開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，高壓線路和變壓器保護(hù)裝置等集中組屏的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

（二）企業(yè)供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的類型

1.供電系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

供電系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能構(gòu)成為：電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，這是實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)和前提；電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與調(diào)度、電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)與可靠性、發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)決策等。供電系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是供電系統(tǒng)自動(dòng)化的核心與關(guān)鍵，對(duì)企業(yè)供電的質(zhì)量與穩(wěn)定性有著重要影響。

2.配電系統(tǒng)自動(dòng)化

配電系統(tǒng)自動(dòng)化是指利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)等配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。

3.變電站綜合自動(dòng)化

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是將變電站繼電保護(hù)裝置、控制裝置、測(cè)量裝置、信號(hào)裝置綜合為一體，以全微機(jī)化的新型二次設(shè)備替代電磁式二次設(shè)備，用不同的模塊化軟件實(shí)現(xiàn)電磁式設(shè)備的各種功能，用計(jì)算機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)通信替代大量信號(hào)電纜的連接，通過(guò)人機(jī)接口設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動(dòng)化管理、監(jiān)視、測(cè)量、控制及打印記錄等所有功能。

五、總結(jié)

自動(dòng)控制技術(shù)在企業(yè)供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅改善了傳統(tǒng)的管理模式，還促進(jìn)了企業(yè)的變革，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。筆者在教學(xué)時(shí)，采用系統(tǒng)教學(xué)的方法，用一些企業(yè)供電綜合自動(dòng)化的實(shí)例引入，綱舉目張，幫助學(xué)生建立清晰的整體思路，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。