生產運行電力系統中電氣自動化技術的應用

宋杰+周猛

摘 要：生產運行電力系統中電氣自動化的技術的應用范圍極為廣泛，電氣自動化技術的應用，對電力系統能否正常運行意義重大。為此，本文主要對電氣工程自動化在生產運行電力系統中的作用、應用及發展進行了探討。

關鍵詞：生產運行電力系統；電氣自動化技術；作用

一、電氣工程自動化在生產運行電力系統中的作用

1、快速高效自動控制技術

系統在運行的過程中能夠通特定的數據信息對相應的設備做出操作指令，發出的操作指令是能夠即時到達的，由于如果設備不同的話，其設備的地址代碼也不同，因而發出的指令十分準確，確保了精確操作，比起人工操作來說發生錯誤操作的概率是十分低的，因此該系統的操作是快速高效的自動控制技術，并且該自動控制技術具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能夠和控制中心進行數據信息的反饋，從而進一步確保了控制的精確和快速高效。

2、便于實現全過程全時段監控

自動控制技術的優勢除了快速高效和精確之外，還十分便于實現全過程的全時段監控。人們所實施的電氣工程是全天候24小時均需要不間斷運行的，按照人們平常積累的經驗來進行分析，在深夜等管理的盲區容易導致管理的疏忽，是電氣故障的多發時段和區域，在這些容易發生故障的多發時段和區域，人們的傳統的管理模式是難以實現全程的有效的監控的。而數字化的自動控制技術恰好彌補了這一缺點，可以對工程進行全過程全時段的監控，從而避免故障的發生，確保工程的正常運行，實現了對整個系統的高效、實時的控制和調配。

二、電氣工程自動化在電力系統運行中相關技術應用

1、計算機技術

電力系統運行對于電氣工程自動化具體技術的運用，呈現在計算機技術的應用方面。計算機技術作為當前電氣工程自動化相關技術中最為主要也最為關鍵的技術，在電力系統運行的配電、變電以及供電等環節都有較為深入的使用。（1）就計算機技術中的智能電網技術而言，智能電網技術作為計算機技術中最為典型的技術，它在電力系統中的應用涵蓋了供變電以及輸配電等各個環節的電力工作，使電力系統網絡實現了智能化的配網。（2）就計算機技術中的電網調動的自動化技術應用來講，電網調動的自動化技術作為最主要的電力系統運行的自動化技術組成，通過對不同級別的電網進行自主的調動，將國家的整體電網設備極大地結合在一起，成為國家電力系統工作中的信息收集及有效監控力量。（3）變電站的自動化技術也在電力系統中得到了大力的應用，它通過應用計算機網絡的數字化以及信息集成功能，極大地實現了計算機對于電力系統工作各項信息的記錄以及整合分析。

2、PLC 技術

PLC 技術也是電力系統對于電氣工程自動化的技術運用的重要方面。PLC 技術作為繼電接觸的控制技術和計算機技術二者進行結合的技術產物，它可以在工作過程中實現對于電力系統工作的各部分指令的自動編程以及信息記錄和運算等，幫助電力系統實現了靈活運行以及較低能耗的工作狀態。（1）PLC 技術用來幫助電力系統完成信息數據的采集、分析及整合以及轉換和傳遞等工作，使電力系統實現了對于某些柔性操作的智能控制。（2）PLC 還應用于電力系統工作的順序控制工作，它通過對電力系統運行中的單獨模塊信息進行控制以及對信息總線進行通信連接等，極大地推動了電力系統的相關工業的協調有序地生產。（3）PLC 技術還通過控制電力系統中的溫度、壓力以及流量等實施連續的模擬閉環控制，實現對于電力系統各個環路工作的有效調節。（4）電力系統對于PLC 的應用還體現在使用PLC 進行開關量的控制，通過PLC 對于輸入和輸出信號的通電以及斷開控制，幫助各種生產工作實現了高效的自動化生產。

三、電氣自動化的綜合技術發展趨勢

1、全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管

IGBT和MGT這一類復合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復合化的同時，模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規模生產的器件也已進入實用。在 模塊化和復合化思路的基礎卜，其發展便是功率集成電路 PIC（Powerl， lntegratcd Cirrrrcute）， 在PIC，不僅主回路的器件，而且驅動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起，形成一個整體，這可以算作第四代電力電子器件。

2、變換器電路從低頻向高頻方向發展

隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應用普通晶閘管時，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動則是交一直一交變頻器。當電力電子器件進入第二代后，更多是采用PWM變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數，減少 了高次諧波對電岡的影響，解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。

1986年美國威斯康星大學Divan教授提出諧振式直流環逆變器。傳統的逆變器是掛在穩定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進行轉換的‘硬開關，其開關損耗較大，限制了開關在頻率上的提高。而諧奪式直流環逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉換，即工作在所謂的‘軟開關狀態下，從而使開關損耗降低到零。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發展前途。

3、通用變頻器開始大量投入實用

一般把系列化、批量化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從產品來看，第一代是普通功能型U/F 控制型，多采用16位CPU，第二代為高功能型U/F型，采用32位DSP或雙16位CPU進行控制，采用了磁通補償器、轉差補償器和電流限制拄制器.具有挖土機和“無跳閘”能力，也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器！目前占市場份額最大。第三代為高動態性能矢量控制型。它采用全數字控制，可通過軟件實現參數自動設定，實現變結構控制和自適應控制，可選擇U/F頻率開環控制、無速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制，實現了閉環控制的自優化。從技術發展看，雖然電力半導體器件有GTO、GTI、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發展趨勢：變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAs（ Reliabiliry，Availability，Serviceability）功能也由于采用單片機控制動技術而得以提高。

四、結束語

綜上所述，伴隨著國民用電量的急劇增加，保障用電安全和質量成為了一個刻不容緩的問題，而電氣工程自動化技術在這方面具有巨大的優勢。在目前的電力系統中，電氣工程自動化技術得到了一些運用，但其整體的水平還較低，還有很大的發展潛力，也有一些急需解決的問題。電力系統的自動化和智能化是其主要的發展方向，只有如此才能保證電力系統的穩定運行和健康發展。

參考文獻

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