關于電氣自動化系統中的智能技術探究

摘要：隨著電氣智能化技術的深化應用，很多電氣設備或系統的控制，逐漸走向由專業的控制系統進行控制，并向電氣設備系統開放其通信協議，達到系統間的互聯和互通。本文基于此，對智能化電氣自動控制技術進行了初步分析。 

關鍵詞：電氣系統 自動控制 智能化 管理系統

隨著發電機組向大容量、高參數方向的發展，電氣控制系統（ECS）的自動化水平愈顯重要。配電系統的性能在很大程度上保證了電網的正常運行、工業企業的連續供電及各種傳動裝置的可靠工作。隨著計算機與通信技術的飛速發展，配電系統的構成己經從開始的模擬元件發展到今天的數字化、自動化、智能化控制單位，配電系統本身也發展成為智能裝置組成的系統。這種智能化的配電裝置實現了信息的采集、處理、就地控制、信息的傳送與管理、系統的協調與優化的功能。智能配電裝置是采用先進的計算機技術、微電子技術、電力電子控制技術以及網絡通信等技術設計制造，具有運行狀態和電量參數自動檢測、自動控制和自動故障應急處理能力、并具有網絡通信能力的高性能、高可靠性的低壓配電裝置。

1 智能化電氣系統的發展 

當前，經建設部科技發展促進中心評估，通過了一批在工程中已實際采用、具有國內領先水平的電氣智能化技術的科技成果，他們主要采用了電氣系統集成技術。在智能電氣系統內的每個子系統，一般來說均由各自的網絡連接起來，在各自的操作站下完成預期的工作，但尚未達到信息資源共享。為了達到管理的方便快捷，各子系統之間的信息資源共享，應進行系統集成。在系統集成過程中，集成所選擇的系統平臺不同，網絡結構不同，所集成的子系統范圍不同，有不同的集成模式。隨著計算機技術、網絡技術、控制技術、顯示技術的發展，使電氣設備控制系統通過計算機網絡與其它子系統相連，由此產生以電氣設備控制系統為主的系統集成方式。它們利用開放的協議以達到各相關子系統之間的聯動控制和信息共享，提高了管理效率，也提高了處理突發事件的能力，并達到了節能和節省人力的目的，這就是電氣設備管理系統(BMS)。系統集成不是目的，而是提升電氣使用功能和提高管理效率的技術手段，集成的內容不是多多益善，而應根據使用和管理的需要，在技術成熟、系統可靠、投資合理、管理高效等前提下，按需集成。

2 智能化電氣系統的效果分析 

本文認為智能配電裝置在電氣自動化系統（ECS）中的實際應用及效果包括以下4個大的方面： 

2.1 增強了ESC的實時監測。自動計量管理能緩和需求增長和減少竊電。智能儀表裝在家庭或商業區，通過用智能儀表收集不同時間的電力消費數據，幫助實現分時計價，鼓勵消費者在高峰時間少用電能。分時電價受到各國政府的歡迎，因為它有助于減少高峰需求增長，推遲配電網絡改造，保持電價穩定。另外，安裝在配電網絡上的智能儀表也能幫助供電企業確定竊電位置，從而減少企業損失。通過鼓勵避峰消費，還能幫助平衡配電網絡負載。 

2.2 提高了ESC服務水平 。資產的遠程監視與控制能夠延長關鍵配電網絡資產壽命和通過故障預測改善客戶服務。傳統的遙測網依賴于點對點的通信系統，設置在配電網絡的故障指示器和開關連接到中央控制室，為了發送和接收信息，每個設備需要建立專門的通道許多設備完全不連接，大量的計量設備由現場工作人員人工讀取，配電網絡管理基于受限和時延的信息。設備投資基于年限和設備人工檢查，運行人員通常在用戶投訴時才發現故障。 

智能配電網的遙測提供更實時的狀態檢測，它廢除了點對點的通信而支持標準的分組網絡。簡單的故障指示器被先進的狀態傳感器替代，能提供詳細的設備狀態信息，幫助運行人員確定設備何時將出現故障。智能配電網絡不僅提供數據預測和幫助防止故障，而且也提供事故追憶。能夠使控制中心準確地向故障所處位置派遣工程師。遠程傳感器能夠監測配電網絡運行和配電網絡容量是否一致，當元件開始超出優化范圍時可及時給運行人員警示。傳感器能在配電網絡開始發生局部故障時探測發現問題。

2.3 提高了ESC的運作效率。配電網的數據采集及監控(SCADA)對象來自廣大地域的配電線路、一次設備以及配電終端，它們大多運行在溫度變化劇烈、環境污染、電磁干擾、存在外力破壞可能性的惡劣環境中，因此要求它們及連接它們的通信系統具有很高的可靠性。利用基于IP的SCADA，能削減通信成本，并提供一個健壯的、容錯的體系結構，容易大規模跨通信網絡支持傳感器、智能儀表和遠程個人數字助理(PDA，PersonalDigitalAssistant)的使用，超越原有通信基礎設施的限制。基于IP的SCADA以標準互聯網通信協議替代成本密集的專用SCADA系統。這種變化將從依賴設備生產廠商的私人通信協議中解放出來(轉換時可保留現有設備)，并提供更高的通信網絡容錯。 

無線通信技術不僅作為基于IP的SCADA系統的一部分得到蓬勃發展，同時，裝備PDA和數字地圖的工作組隨時掌握由中央控制中心傳來的信息，便于實現移動作業管理，有助于提高維護、修理速度和正確性，改善客戶服務和樹立企業良好形象。 

2.4 優化了網絡運行效率。先進的配電網絡裝置在提高ESC元件壽命分析、ESC優化和ESC運行分析3個方面都有非常大的作用。其一，ESC元件壽命。有助于確定ESC元件何時被更新和當它們發生故障時如何維護。ESC元件(如變壓器絕緣)伴隨使用惡化，因相似的設備以相似的形式發生故障，通過數據挖掘，它們的壽命能基于歷史使用模式進行分析，實現狀態評估。其二，ESC網絡設計優化。能降低ESC網絡的運行成本和減少資金支出。沒有來自智能ESC的詳細信息，供電企業必須通過大面積改造ESC，以應對負荷增長的需求(假設每個用戶都是大用戶)。從另一方面說，單獨用戶負荷模式的分析，能夠使供電企業避免在事實上不需要改造的地方改造線路。其三，ESC運行分析。能改善ESC網絡的可靠性。通過實時監測伴隨的故障電流，運行人員通過配電網絡分解和開關轉換來實現故障區域的隔離和運行方式的改變，以減少網損，增加系統安全性。

3 結束語

總之，隨著信息技術以及現代通信技術的發展，使電氣技術實現了飛躍性的發展。當前，我國與國際上進行廣泛的技術交流，國際上許多先進的新產品、新技術不斷進入中國電氣市場，使電氣行業邁出了新的一步。至今為止全國智能化系統示范工程相繼建成，令世界矚目。

參考文獻 

[1] 中國計劃出版社編.《注冊建筑電氣工程師必備規范匯編》，中國計劃出版社，2010.6 

[2] 中國建筑設計研究院機電院編.《智能建筑電氣技術(精選)》，中國電力出版社，2009.5