自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展探究

李可意+劉亮亮

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摘 要： 自動化技術(shù)是當今電力系統(tǒng)的重要支撐，它的引入帶來了電力系統(tǒng)的改革，實現(xiàn)了電力服務(wù)的智能化。本文首先分類介紹了計算機技術(shù)和PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化各個方面的應(yīng)用以及對電力系統(tǒng)自動化做出的貢獻。接著介紹自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用包括綜合自動化技術(shù)與智能保護、人工智能應(yīng)用、實時仿真系統(tǒng)應(yīng)用、配電網(wǎng)自動化技術(shù)幾個方向。然后分析了自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞： 自動化技術(shù)；電力系統(tǒng)；計算機技術(shù)；PLC技術(shù)

1 自動化技術(shù)的應(yīng)用

自動化技術(shù)的應(yīng)用越來越深入也越來越廣泛。在系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中都離不開該技術(shù)的支撐。自動化技術(shù)日趨完善和成熟，能夠為電氣系統(tǒng)的正常運行提供可靠保證，應(yīng)用自動化可以避免由于人為操作失誤造成的事故災(zāi)難，也節(jié)約了人力資源。總體來說，應(yīng)用在電力系統(tǒng)的技術(shù)大致分為兩類。一類是計算機技術(shù)；另一類是PLC技術(shù)。兩個技術(shù)是電力系統(tǒng)自動化的關(guān)鍵技術(shù)，兩者相輔相成，共同服務(wù)于著電力系統(tǒng)的智能化。

1.1 計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用

計算機技術(shù)發(fā)展的如火如荼，其在電力系統(tǒng)中擔任的角色也越來越重要。電力系統(tǒng)中的三大環(huán)節(jié)都離不開計算機技術(shù)。計算機的發(fā)展極大地促進了電力系統(tǒng)自動化。

1.1.1 變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

變電站自動化技術(shù)是實現(xiàn)電力系統(tǒng)的重要組成部分。其主要利用計算機技術(shù)實現(xiàn)變電站的自動化 ，使變電站也朝著集成化方向前進。

1.1.2 智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

智能電網(wǎng)技術(shù)是指對電網(wǎng)全局進行智能控制的技術(shù)。該項技術(shù)是計算機技術(shù)在電力系統(tǒng)中的典型應(yīng)用。智能電網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)智能配電的關(guān)鍵技術(shù)。

1.1.3 電網(wǎng)調(diào)度自動化的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化的核心關(guān)鍵。我國電網(wǎng)調(diào)度的五個部分各司其職，但又協(xié)調(diào)工作，是組成整個電網(wǎng)調(diào)度的不可或缺的五個部分。其中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的“大腦”。其與計算機系統(tǒng)構(gòu)成了自動化調(diào)度系統(tǒng)。使我們可以對電網(wǎng)的運行進行監(jiān)控和分析。還可以進行健康程度的預(yù)測和狀態(tài)估計。還有實時數(shù)據(jù)采集等來保障我們整個系統(tǒng)安全有序地工作。

1.2 電力系統(tǒng)自動化中 PLC 技術(shù)的應(yīng)用

PLC技術(shù)是繼電接觸控制技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。

1.2.1 PLC 技術(shù)的數(shù)據(jù)處理

該技術(shù)在數(shù)據(jù)的采集、分析、整合和轉(zhuǎn)換等方面有著明顯的優(yōu)勢，可以在電力系統(tǒng)中完成一些智能控制操作，協(xié)助整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)運轉(zhuǎn)。

1.2.2 PLC 技術(shù)的順序控制

PLC可以對獨立模塊進行控制，實現(xiàn)點對點的控制。還可以進行總線間的通信連接，服務(wù)于整個系統(tǒng)。上述PLC的兩項功能，可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的順序控制，保證電力系統(tǒng)各個部分協(xié)調(diào)工作，提高生產(chǎn)效益。

1.2.3 PLC 技術(shù)的開關(guān)量控制

PLC 技術(shù)的開關(guān)量控制有一個顯著特點那就是其使用起來沒有節(jié)點數(shù)目的限制，可以根據(jù)需求任意進行自由的擴展，使用起來很方便。

1.2.4 PLC 技術(shù)的閉環(huán)過程控制

PLC可以對一些連續(xù)量進行閉環(huán)控制，還可以實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的自由轉(zhuǎn)換。運用PID模塊使得PLC技術(shù)的功效大大增強，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用也越來越大。

2 電力系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用方向

目前自動化技術(shù)在我國電力系統(tǒng)各方面都有著廣泛的應(yīng)有，總結(jié)起來主要分為以下四個方面：

2.1 綜合自動化技術(shù)與智能保護的應(yīng)用

在綜合自動化技術(shù)上我們始終處于領(lǐng)先水平，在智能自動化技術(shù)方面我們國家也做得相當出色。與此相關(guān)領(lǐng)域的研究一直處于國際先進水平。研究中，我們將利用自動控原理技術(shù)的現(xiàn)代控制系統(tǒng)引入到了電力系統(tǒng)中，并結(jié)合人工智能理論、機器學習理論、線性系統(tǒng)自適應(yīng)理論等，極大地提高了電力系統(tǒng)的自動化和智能化。經(jīng)過多年潛心研究和探索，科研人員研制出分層式綜合自動化裝置，該裝置突破了傳統(tǒng)的限制，可以直接廣泛地應(yīng)用在各級電站中，增強了電力系統(tǒng)裝置的適用性，提高了供電裝置的安全性。是我國電力系統(tǒng)先進技術(shù)的代表作，表明我國處在國際自動化電力系統(tǒng)研究的領(lǐng)先水平。

2.2 電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用

自動化技術(shù)的引入促進了電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，我們將故障診斷、機器學習、通信技術(shù)、專家系統(tǒng)等先進智能理論廣泛地應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的實際研究中。通過大量的實驗研究，并結(jié)合各行各業(yè)對供電系統(tǒng)的實際需求，我們開展了電力系統(tǒng)的故障分析與智能診斷檢測研究，并取得了一些列成果。促進了電力系統(tǒng)朝著智能化方向發(fā)展。

2.3 電力系統(tǒng)自動化實時仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

自從有了自動化技術(shù)，科研人員得以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的實時仿真。引進電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實時仿真系統(tǒng)，建立了電力系統(tǒng)實時仿真和動態(tài)特性模型。建立了實時仿真綜合實驗室，使科研人員進行同步實驗成為了可能。通過綜合仿真實驗，科研人員可以對新型裝置進行電力裝置測試，檢驗其工作性能和穩(wěn)定性能等指標。還積累大量的精確數(shù)據(jù)，為其后期服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

2.4 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)

我們采用數(shù)字信號處理，提高了接收的靈敏度和信號處理的精確性、快速性。我們利用高級應(yīng)用軟件將配電網(wǎng)絡(luò)上的實際問題和理論算法相結(jié)合，提高了運算結(jié)果的真確性和可靠性。信息配網(wǎng)一體化是指我們利用人工智能灰色神經(jīng)元算法進行信息預(yù)測，以此來進行配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計，在基本滿足需求的前提下，節(jié)約不必要的開支。在配網(wǎng)模型方面，我們用的是最新國際標準公共信息模型。通過以上四個部分的相互協(xié)同作用，我們最終實現(xiàn)了配電網(wǎng)絡(luò)的自動化，節(jié)約了大量的人力和物力資源，通過相關(guān)預(yù)測和驗證，極大程度地保證了電網(wǎng)的合理配置。

3 自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展

隨著計算機和PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛地應(yīng)用。電力系統(tǒng)中的自動化所占比例也在逐年升高，并呈現(xiàn)出一種普及化的現(xiàn)象。最典型的是IED電力自動化技術(shù)，它可以實現(xiàn)管理信息的共享。國際的電工委員會也制定了 IEC61850 國際標準。這一標準有助于各國資源共享，進行統(tǒng)一化。與之相對應(yīng)的是，為了符合發(fā)展的大潮流大趨勢，我國在進行自動化電在了解國外研究現(xiàn)狀的同時，力系統(tǒng)改進研發(fā)時也開始依照這一標準。始終與國際接軌，加快國內(nèi)先進技術(shù)的研發(fā)過程，縮短研發(fā)周期，加大研發(fā)投入。不斷地提高我國電力系統(tǒng)的整體性能。

自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中開始大規(guī)模的引進使得由于人為原因造成的失誤越來越少，整個電力系統(tǒng)運行平穩(wěn)高效。這不僅減少了人力資源的浪費和傷亡，更加保證了與我們正常生活息息相關(guān)的電力系統(tǒng)服務(wù)更加穩(wěn)定。

自控、人工智能、通信等控制技術(shù)是該系統(tǒng)的主干，為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的完善，我們需要不斷深入這幾項技術(shù)的研發(fā)。電力系統(tǒng)自動化還有廣闊的發(fā)展前景，我們有能力保證我們國家的電力系統(tǒng)一直處于國際領(lǐng)先水平。

4 結(jié)論

電氣自動化技術(shù)的注入給電力系統(tǒng)帶來了新的活力，使得電力系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性、可靠性、安全性都有了顯著提高。尤其是計算機技術(shù)和PLC技術(shù)的大力應(yīng)用，在深度和廣度上進一步提高了電力系統(tǒng)自動化的成都。隨著科技的進步，自動化更深入地發(fā)展，電力系統(tǒng)的發(fā)展也更趨于智能化和現(xiàn)代化，從而使我國的電力系統(tǒng)更趨于完善，更好地服務(wù)于社會。