電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用分析

孟慶晨

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電力需求的不斷增加，如何對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)創(chuàng)新成為電力企業(yè)現(xiàn)階段面臨的主要問題。在計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的問世，不僅極大提高了電力系統(tǒng)整體運(yùn)行能力，還節(jié)省了傳統(tǒng)方式產(chǎn)生的大量人工消耗。如何能根據(jù)我國(guó)社會(huì)各行業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H需求，研究出更符合實(shí)際需求，更加智能化、市場(chǎng)化的自動(dòng)化電力系統(tǒng)已成為目前的一個(gè)重要課題。本文就電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行分析、探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)自動(dòng)化；技術(shù)應(yīng)用；智能控制

電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的提升與現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系，由于我國(guó)正邁入高速發(fā)展時(shí)期，社會(huì)各領(lǐng)域都在高速發(fā)展中，不管是工廠生產(chǎn)還是人民日常生活都需要有足夠電力供應(yīng)，在這種情況下，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的需求越來越大。計(jì)算機(jī)技術(shù)的提升為電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)建設(shè)提供了良好的技術(shù)支持，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)發(fā)電設(shè)備、電力調(diào)度設(shè)備與配電設(shè)備等設(shè)備的智能化管理，使電力系統(tǒng)自動(dòng)化成為支持我國(guó)社會(huì)發(fā)展的前沿科技項(xiàng)目。

1.電力系統(tǒng)自動(dòng)化概念

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將發(fā)電設(shè)備、變電站設(shè)備、電力輸送網(wǎng)絡(luò)、電力監(jiān)管部門和用戶聯(lián)系到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使電力系統(tǒng)操作由人工操作轉(zhuǎn)為電腦控制。發(fā)電設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行、電力調(diào)度自動(dòng)化管理、用戶配電自動(dòng)化分配等方面是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要工作范圍。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用在提升產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)能、電力資源使用分配優(yōu)化、電力輸送損耗、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等方面發(fā)揮著重要作用。

2.電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)整理劃分自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理有兩種方式，一種是電力設(shè)備收集的原始數(shù)據(jù)不經(jīng)處理直接傳輸給電力自動(dòng)化系統(tǒng)；另一種是對(duì)收集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理，在將加工整理后的數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)。電力自動(dòng)化系統(tǒng)接受數(shù)據(jù)種類可分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、工作數(shù)據(jù)、實(shí)際數(shù)據(jù)以及市場(chǎng)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是電力設(shè)備直接、隨時(shí)反饋的數(shù)據(jù)，所以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)容很多，對(duì)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)設(shè)備有著很大要求；工作數(shù)據(jù)是設(shè)備正常工作所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所以對(duì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性要求很高；實(shí)際數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)中所有電力設(shè)備工作屬性數(shù)據(jù)，所以實(shí)際數(shù)據(jù)一般被應(yīng)用在電力設(shè)備管理方面；市場(chǎng)數(shù)據(jù)是應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)市場(chǎng)內(nèi)各行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行信息數(shù)據(jù)收集，電力企業(yè)可以根據(jù)相關(guān)實(shí)時(shí)信息做出正確的方向調(diào)整，使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)地位。

2.2 電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用

電力調(diào)動(dòng)自動(dòng)化是電力自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)中的重要內(nèi)容，主要的工作原理是將電力總控中心的電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與其相關(guān)電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)互通，通過總控中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電力設(shè)備下達(dá)相關(guān)調(diào)度命令，電力設(shè)備在接收調(diào)度指令后自動(dòng)做出調(diào)整。電力調(diào)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工作數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的問題，減少故障發(fā)生對(duì)用戶造成的諸多影響，使電力在調(diào)度過程中安全穩(wěn)定。

2.3 電力設(shè)備在線監(jiān)控應(yīng)用

在我國(guó)由于由于變電站、輸電網(wǎng)絡(luò)體系龐大，電力資源分布廣泛，造成了電力企業(yè)分布范圍分散。致使電力企業(yè)在電力生產(chǎn)上和電力輸送上面臨著大量問題。人工檢測(cè)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)龐大的電力網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)化電力系統(tǒng)的出現(xiàn)使這一問題迎刃而解，自動(dòng)化系統(tǒng)能對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、輸送網(wǎng)絡(luò)和中繼設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管控制，把出現(xiàn)故障問題的區(qū)域和可能出現(xiàn)故障問題的區(qū)域信息發(fā)送給工作人員，工作人員可以根據(jù)掌握信息迅速進(jìn)行維修，減少因故障對(duì)用戶造成的損失。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使電力維修工作更加便捷、準(zhǔn)確、科學(xué)與靈活。

2.4電力系統(tǒng)變電站自動(dòng)化技術(shù)

整個(gè)電力系統(tǒng)之中，變電站和輸配電線路是連接發(fā)電廠和電力用戶的重要環(huán)節(jié)。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，變電站自動(dòng)化趨勢(shì)越來越明顯。并且在變電站運(yùn)行中，自動(dòng)化技術(shù)可以逐步取代人工操作，推動(dòng)變電站運(yùn)行效率提升。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行的全過程監(jiān)控，有效提升監(jiān)控能力，掌握變電站運(yùn)行的基本情況，對(duì)存在的安全隱患及時(shí)排除，促進(jìn)變電站運(yùn)行的安全水平提升。變電站自動(dòng)化的主要表現(xiàn)為：注重計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，改進(jìn)站內(nèi)裝置，替代電磁式設(shè)備，全方位監(jiān)測(cè)和控制站內(nèi)的電氣設(shè)備。同時(shí)利用計(jì)算機(jī)的電纜或光纖替代電力信號(hào)電纜，重視現(xiàn)代監(jiān)控儀器和設(shè)備的使用，逐步實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的屏幕化、數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化，讓站內(nèi)運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)記錄實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化也產(chǎn)生積極影響，也為變電站有效運(yùn)行和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3.智能控制法在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文選擇了幾種比較常用的智能控制方法，闡述其在電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用中的優(yōu)越性。

3.1模糊控制

模糊控制的使用方法十分簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單實(shí)用的方式在自動(dòng)化應(yīng)用中顯示出其卓越的性能。而建立數(shù)學(xué)模型來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備控制會(huì)更加精準(zhǔn)，但建立常規(guī)的數(shù)學(xué)模型，工作繁雜，成本高昂，并不適用低端電力設(shè)備。而建立模糊關(guān)系模型十分簡(jiǎn)單，實(shí)踐證明它有巨大的優(yōu)越性。模糊控制理論的應(yīng)用非常廣泛。例如我們?nèi)粘Ｋ褂玫碾姛釥t、電風(fēng)扇等電力設(shè)備。這里我們介紹使用模糊邏輯控制器改進(jìn)常規(guī)恒溫器的例子，來說明其優(yōu)越的實(shí)用性。電熱爐一般用恒溫器來保持幾檔溫度，如50，70，，100，130℃.現(xiàn)有的恒溫器在100℃以下的靈敏度為±6℃，即控制器對(duì)±6℃以內(nèi)的溫度變化不發(fā)生反應(yīng)；在100℃以上，靈敏度為±14℃。而在實(shí)際應(yīng)用中，有兩個(gè)問題：一是冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)越過恒溫值的躍升現(xiàn)象；再有恒溫應(yīng)用中有圍繞恒溫?cái)[動(dòng)震蕩的問題。改用模糊控制器后，這些情況都不會(huì)出現(xiàn)。僅僅使用這樣的一個(gè)簡(jiǎn)單控制器后，冷態(tài)加熱時(shí)躍升超過恒溫值的現(xiàn)象消失了，熱態(tài)中圍繞恒溫值的擺動(dòng)也沒有了，還起到了節(jié)能的效果。所以，模糊控制在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中有著其不可替代的作用。

3.2專家系統(tǒng)控制

專家控制系統(tǒng)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用也很廣泛，包括對(duì)電力系統(tǒng)出現(xiàn)的緊急故障的發(fā)現(xiàn)、辨識(shí)，應(yīng)急處理，系統(tǒng)恢復(fù)，切斷負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)劃，電壓控制，故障系統(tǒng)隔離，調(diào)配電系統(tǒng)自動(dòng)化，電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報(bào)，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)安全分析，以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面均有所應(yīng)用。雖然專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，但仍有其局限性，如：不具備創(chuàng)造性；缺乏復(fù)雜功能理解的適應(yīng)性；缺乏改進(jìn)措施，對(duì)出現(xiàn)的新故障處理能力有限；知識(shí)庫(kù)的驗(yàn)證復(fù)雜等情況。且專家系統(tǒng)造價(jià)高昂。因此，在開發(fā)專家系統(tǒng)軟件方面應(yīng)注意專家系統(tǒng)的成本代價(jià)與收益比對(duì)、有效性、實(shí)驗(yàn)性及其局限性等問題。

4.結(jié)語(yǔ)：社會(huì)的各領(lǐng)域發(fā)展離不開電力的支撐，所以如何提高我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)水平也是當(dāng)今的重要難題。如何把先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)融合到電力系統(tǒng)自動(dòng)化中去，是我國(guó)電力企業(yè)共同面對(duì)難題之一，只有不斷加強(qiáng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)開發(fā)研究，才能為我國(guó)社會(huì)建設(shè)發(fā)展提供堅(jiān)定有效的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]周振陽(yáng).電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)分析[J].企業(yè)技術(shù)，2013，13（6）：75-76.

[2]張晗，張琳.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用前景.[J]電力應(yīng)用技術(shù)，2012，9（3）：34-35.

[3]陳貴堂.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J].科學(xué)中國(guó)人，2016，27：14.

[4]黃愛國(guó).淺談電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[l].山東工業(yè)技術(shù)，2016，10：187.