電力系統電氣自動化的應用

摘 要：電氣自動化是當今世界上最為活躍、發展潛力較大的一種多種高新技術的合成體。自20世紀50年代以來，電氣自動化在我國的發展水平不斷提高，應用領域廣泛。文章主要分析了我國電氣自動化在電力系統中的應用現狀、電氣自動化在電力系統中的具體應用以及未來的發展趨勢。

關鍵詞：電力系統；電氣自動化；應用

建國之初，我國就開始了電氣自動化的歷史，但是因為由于建國之初受經濟水平及科技實力的限制，相當長一段時間里我國自動化領域發展的成果甚微。真正的發展是隨著改革開放的進行，我國經濟發展快速增長，技術創新能力越來越強，電氣化領域才發展越來越快，也有很多的成果令人眼前一亮。特別是像IEC61131、OPC等的創新技術極大的推動了我國自動化領域的發展。

1 我國電力系統電氣自動化的應用現狀

現在電氣自動化的操作系統大多是Windows NT、Internet Explore以及Windows，這些技術的操作規范和執行語言已經在電氣自動化的發展過程中建立了標準平臺。當然隨著PC、網絡技術逐漸地發展、優化系統操作界面，這些操作系統越來越多地參與了企事業單位的公司運營，受到了更廣泛的接受。

2 電氣自動化在電力系統中的具體應用

2.1 電氣自動化控制系統的應用

電氣自動化控制系統越來越顯示出多樣化發展的局面，集中監控方式、遠程監控方式以及現場總監控方式各具特色，也各有缺點和劣勢。集中監控方式具有維護方便、控制站的防護要求低、運行維護方便的特點。多種功能都要在一個處理器上處理，當然由此也造成不好的效果，相對來說，一個處理器的任務就會異常繁重，處理速度變慢。電氣設備承擔不了眾多監控對象的重壓造成主控機器冗余的下降、電纜數量增加，成本也就變大。而由模擬電路，由電話繼電器、電子管等分立元件等遠程控制裝置組成的遠程監控方式，不涉及軟件的運行，將工作大部分分擔到硬件上，完成各種運算處理工作，雖然相對的提高了自動化水平、保障了系統穩定安全，也節約了設備、材料成本，但是卻無法進行自動控制和遠程調節，而且由于獨立性增加，缺乏檢查和預防故障的能力。現場總線監控方式則具有明顯的針對性，系統設計更加多元化，針對于不同的間隔不同的情況設計不同的系統。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

2.2 綜合自動化監控系統的應用

綜合自動化監控系統分為集中模式和分層分布式模式，這兩個模式的應用都較普遍。

所謂集中模式就是接線模式，這是比較傳統的模式，這種模式分為兩種方式，一種為直接 I/O接入方式，另一種為遠程 I/O 接入方式。兩種模式各有不同，直接 I/O接入方式將電纜接至電子間集中組屏；而遠程 I/O 接入方式是設立遠程 I/O 采集柜，這在數據較集中的設備現場，再借助通信方式與DCS控制主機相連。實際上兩種方式并沒有本質上的區別。采集集中組屏有方便管理、設備工作環境好的優點。而硬接線方式反應速度較快，也成熟一些。當然缺點必定也是有，工程量大投資也就比較大，電纜距離長很可能影響DCS的可靠性，另外只有重要的電氣量才能進入 DCS，電氣信息不完整。再者因為缺少獨立的電氣監控主站系統，很難完成較復雜的電氣運行程序，電氣的綜合自動化效果也要大打折扣。

分層分布式模式分為監控層、通信層和間隔層三層，間隔層的終端保護測控單元有重要的功能，它可以按照電氣間隔的方法進行布局安排。在一次性設備旁邊，可以安裝測控單元和保護單元。電纜網絡、光纖以及通信管理機組成的網絡層可以通過現場總線技術，實現數據匯總、規約轉換、轉送數據和傳控制命令的功能。實現管理間隔層同時進行信息交換。這樣就體現出了這種方式的優勢，就地安置間隔層測控終端不但占地少、操作更加簡介、抗干擾結果可靠、原始數據精準度極大的增加，同時也大大減少了設備的成本。系統采集的數據量提高，監控信息也就更加完整，另一方面，也方便了實現在遠方對保護定值的修改及信號復歸，這無疑不使運行維護更加方便。另外，分布式結構也方便與系統的更新、優化與維護，整個系統由幾部分組成，不同部分間聯系密切，但又相對獨立，局部故障不影響其他模塊正常運行，這樣當想要更新或者維修某一模塊時，可以針對于某一某塊單獨進行，不至于影響整個系統的運行。而且設置獨立的電氣監控主站，便于分步調試和投運，滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統的運行、維護和檢修。

3 電力系統電氣自動化應用的未來前景

電氣自動化領域將會經歷前所未有的發展，充滿了活力，也非常具有前景。它不但不斷融入實踐，加快了技術更新的步伐，也不斷地結合其他領域的新技術新成果。另外隨著系統自動化不斷地完善結構與組成，市場上的結構和平臺也逐漸趨于統一標準。特別是與整個國際市場標準的接軌，實現不同廠家IED設備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動化系統成為開發系統。當然我國電氣自動化領域發展起始點落后于國外，技術能力比不上國際水平，所以我們要在發展適合我國國情的技術時更要積極引進國外的先進理論與技術。

縱觀我國電氣自動化領域的發展，預測會有下面兩個趨勢：首先，趨于保護、控制、測量一體化。我國自動化系統現在大多采用的是站內監控采集數據，這種模式可以在比較清晰的事故分析和處理界面進行操作，保護則比較獨立。然而這種模式卻有著某些程度的不妥之處，因為這樣的模式設備配置多有重疊，缺乏簡約性，從而也造成工作量的增加。現在國外更加普遍的是控制測量與保護整合為一體的模式，因為保護功能和控制、測量功能對數據的要求不一樣，保護的數據大多是一個定值，精度較低，而控制測量的數據通常在一個狹窄范圍內波動，精度也要求較高，CPU單元校核然后傳達上位機的信息給保護回路，減少了運行程序，不但節約化了也增加了可靠性。所以，清晰的界面反而局限了各部門間的合作關系，一體化是發展的必然趨勢。

其次，以太網技術發展正興。因為隨著網路信息量的增加，信息的實時性成為了越來越重要的考量指標。以太網擁有信息傳輸速度快、數據量大的優勢，正滿足了這個需要。Ethernet+TCP/IP形式是最常見的形式，將來的電氣自動化發展必將是以以太網為主要載體與核心的現場總線技術。

4 結束語

經濟社會不斷發展，科技創新不斷突破，電氣化領域也日新月異的發展，由于電氣化技術的普遍運用，電氣自動化在電力系統中的應用的作用越來越大，舉足輕重的地位決定了該技術必定會越來越受到重視。同時，電氣自動化領域的技術創新也必定會給電力系統的運作方式帶來翻天覆地的變化，技術的創新也必定會帶動理論及觀念的創新。電力系統反過來又會推動電氣化領域技術的進步。不久的將來電氣自動化主導的電力系統必定會快速發展，科技的力量會越來越突出。

參考文獻

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