電力工程自動化技術及其應用

劉 迪

沈陽昊誠電氣有限公司

電力工程自動化技術及其應用

劉 迪

沈陽昊誠電氣有限公司

電力是我國的必要能源，其應用的領域及其廣泛，從20世紀50年代開始發展至今，電力的發展可謂迅猛。當前電力工程自動化技術是電力技術的重點內容，在電力很多方面取得了很多的應用，電力工程自動化技術的運用可以提高電網的運行效率和電網運行的可靠性，對于降低事故的發生率也具有重要的作用。

電力工程；自動化技術；應用

一、電力自動化技術概論

隨著我國的綜合實力不斷的增強，科學技術不斷的發展進步，也主要是為了促進電力自動化的迅速崛起，換言之，電力自動化技術其實就是把現代的電子技術、信息的處理技術以及網絡通信技術三種技術合為一體的前提上，發展起來的合成體，是在電力工程這個系統中形成遠程監控以及監視管理的有用通道。最重要的是可以實現遠程控制、檢測和調節電力系統的整體作用。如今，電力技術的重點內容就在于電力工程自動化技術，在電力的大多數方面都得到了應用，確保電力裝備和工程的安全，減少意外的出現頻率。這對我國社會經濟建設都有著重要意義。

二、電力工程自動化技術的主要內容

1、變電站自動化

變電站技術的自動化主要是利用計算機和通信技術實現信息的集中處理與有效地應用，不僅有利于提升變電站運行的可靠性，還可以節約人力資源的使用。還能夠有效的提升變電站的工作效率，減少變電站事故的發生。這種技術完成了由電磁式設備向微機設備的轉變，在屏幕上就可以進行完成操作、監控、記錄和管理。變電站自動化是目前電力企業改革的重要部分，其能夠有效節約人力資源的使用，從而可以更好地監控電力系統的操作和運行的情況。

2、電網調度自動化

電網調度自動化是提升電力利用效率的重要措施，它是以信息技術以及控制技術為主要的應用， 進行電網調度的主要目的是提升用電效率，減少電力損失，對電力配送進行統籌規劃，盡可能滿足不同地區的電力需求。實現信息的采集以及整理和顯示，并保證整個電網的良好的運行狀態。電網調度技術的自動化，加強了對電力工程的監控，可以更好地應對突發事故，從而保證電網的運行穩定，電網調度自動化的方向就是合理控制發電廠的出力情況，做到經濟、安全、全面、有效。同時，電網調度自動化有利于電力負荷的控制和管理，確保電網的安全可靠。

3、發電廠測控自動化

主要是對城鄉的配電網進行改造，從而實現電網的發展，核心部分是智能模件和主控模件，目的是監測、控制設備的運行情況，用來完成生產過程的監測、控制和聯鎖保護等過程。發電廠測控自動化和傳統的人工控制來比較，不但提升了數據的準確性，還減少了故障的診斷處理時間，為發電廠的安全穩定運行提供了保障，發電廠測控自動化更加安全穩定，收集到的數據也更加的準確。電力系統也就得到了更為廣泛的應用和發展，從而保證配電自動化技術的應用的廣泛性。

三、電力工程自動化技術的應用

1、柔性交流輸電系統的應用

目前，FACTS中應用最廣的是SVC，全世界已投運SVC工程超過一千個，總容量超過100Gvar。SVC設備主要供應商是ABB公司、西門子公司等。SVC的應用范圍從1kV配電網到765kV超高壓輸電網，容量從1Mvar到1066Mvar。美國Eddy變電站為彌補無功功率缺口，采用TSC、TCR和容性濾波網絡進行補償。武鋼硅鋼廠由于主軋機及其配套設備特殊的負荷特性，造成母線電壓波動大、高次諧波電流大、功率因數低，裝設SVC設備后這些問題都顯著改善。FSC是固定串聯電容補償器，用于固定串補裝置，廣西百色500kV輸電線路就采用了該裝置。

2、功率半導體器件的應用

功率半導體器件已用于固態變壓器、柔性交流輸電、靜止無功補償、直流輸電技術等多個方面。

固態變壓器是分布式發電系統、智能電網技術、可再生能源的關鍵技術，其核心就是電力電子技術，通過電力電子變流器和高頻變壓器實現電壓變換、能量傳遞和控制。與傳統變壓器相比，不僅體積小、重量輕，而且供電質量高和更便于自動監控。新一代的固態變壓器基于15kV碳化硅MOSFET，開關頻率將從1KHz提高到20KHz。

FACTS 技術主要采用晶閘管、GTO和IGBT等器件，目前IGCT器件替代GTO器件后可實現電壓源變流器切換4～5KA的電流，這需要比硅基耐壓更高的碳化硅基功率器件。

靜止無功補償器(STATCOM)也是FACTS控制器之一，用于潮流控制、無功補償及提高系統穩定性。STATCOM主要采用GTO、IGBT、IGCT等全控型器件，采用硅基器件其電路要采用多電平拓撲或器件串聯來提高耐壓能力，而利用高壓碳化硅IGBT、GTO，結構將大為簡化，電能質量也將得到提升。

特高壓直流輸電技術，其直流換流閥的核心器件是6英寸的高壓晶閘管。換流閥工作時電壓高達幾百KV，電流高達幾KA，新型碳化硅SiCGT、GTO可得到應用。

3、主動對象數據庫技術的應用

電力系統自動監控包括現場數據采集、傳輸、存儲及調度端數據分析、產生指令、執行這樣的過程。數據采集二次回路中的接線比較復雜，采用面向對象的技術則比較簡單，主動對象數據庫技術提供了這種支持。主動對象數據庫技術采用觸發器技術，利用對象函數，實現電力工程自動化的應用。

4、光互連技術的應用

光互連技術是利用光纖(或光底板)為傳輸媒介(或無媒介的自由空間)，結合波分復用技術、IP網絡通信協議的一種技術。光互連技術用于電力工程自動化控制系統，具有抗磁干擾強、傳輸速度快、可靠性高等優點。

結束語：

電氣自動化技術將電子技術以及網絡通信技術融為一體，在實現遠程監控以及監視管理方面發揮了很重要的作用。隨著電力工程的發展，電氣自動化程度將會越來越高，新一代的電氣自動化技術，即智能電氣自動化技術應運而生。

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[3]江海濤.淺談電氣自動化技術的發展[J].硅谷，2009(21).