電氣自動化系統及應用研究

李家陽

【摘 要】 近幾年來，我國經濟快速發展，計算機、通信以及其他的智能裝置也不斷更新，電氣自動化對電廠的生存發展具有重要意義，從而其對電氣自動化技術的不斷更新也提出了更高的要求。本文主要從電氣自動化系統、在電廠中的應用以及管理等方面進行分析研究。

【關鍵詞】 電廠；電氣自動化；技術探究

【Abstract】 In recent years， China's economy has developed rapidly. Computers， communications， and other smart devices have also been continuously updated. Electrical automation is of great importance to the survival and development of power plants， and thus it also raises higher requirements for the constant updating of electrical automation technology. This article mainly analyzes and studies the aspects of electric automation system， application in power plants and management.

【Key words】 Power Plant；Electrical Automation；Technology Exploration

隨著我國經濟的快速發展，如何應對日漸增加的電力需求以及如何提供安全、穩定的用電系統對電廠提出了更大的挑戰：目前，由于計算機技術的發展與普及，為電廠電氣自動化技術的不斷發展提供了有力平臺二電氣自動化技術在電廠中的作用也日趨明顯，它是保障供電質量和經濟安全運行的重點。

1. 電氣自動化技術應用的意義

電廠電氣自動化系統的應用大大提高了電廠的工作效率。在電廠電氣中采用自動化系統有效地降低了人力的勞動程度，采用自動化系統能夠實現電廠生產過程的全程監控，保證其技術優勢，減少了安全事故的發生，保證企業的經濟效益。電氣自動化系統能夠對機組運行的數據進行及時的跟蹤和收集、歸檔，并為機組維修和保養提供參考數據。根據機組運行情況及運行信息分析機組狀態，為保障電廠機組的安全穩定運行奠定了基礎。在我國電廠電氣自動化的實現使得電力系統技術水平整體提高，促進了電力市場整體進程的加快。

2. 電氣自動化應用現狀的分析

2.1 現代化電廠電氣自動化系統

在目前的電廠中，電氣自動化系統是以通信協議、網絡通信技術和工控軟件等技術發展起來的新型自動化系統。由于電廠的電氣設備要求較高、功能的專業化和安裝位置較分散，電氣自動化利用自動技術對對工控設備進行信息收集。隨著現場總線和網絡通信技術的進步，電氣自動化技術改革就成了首要的任務。為了保證電氣自動化系統的有效運行，需要針對應用現狀進行分析，結合電廠電氣自動化系統應用需求以及未來電廠發展規劃確定電氣自動化系統解決方案的選擇，以此為基礎促進電廠電氣自動化系統應用目標的實現。

2.2 電氣自動化功能需求系統應用分析

在現代電廠電器的自動化中，對系統功能的要求越來越高，電廠電氣設備布置情況較復雜，數量較多，在安裝時多采用分散安裝，因此元件較多，在系統運行時由于存在較大的信息量，給維修造成了一定的困難。在目前的情況中，電氣自動化正處于迅速發展的階段。采用現代化的工業控制軟件將電氣自動化的各個分部進行組合，按照設備系統可靠性要求規范系統的組件，采取統一的標準能保證系統的組合具有較高的使用率和安全性。在電廠的設備維修的要求下，電氣自動化系統還具有對信息的收集、整理和備份。機組的運行數據能夠為設備維修提供準確的依據和參考數據。

2.3 電氣自動化信息需求系統應用分析

在現代電氣自動化系統的應用過程中，電氣自動化信息技術隨著系統信息的需求量增加而逐漸增加。在電氣保護中要求進行相關的信息采集、控制和使用，以加快對于信息技術的更新速度、提高應用程度。采用數據交換的形式實現自動化系統信息傳遞。以現場總線技術、工業以太網技術滿足電氣自動化系統信息傳輸需求，改善使用效果，實現電氣自動化應用系統的總體目標。

2.4 電氣自動化技術應用中存在的問題

在對電廠的自動化技術進行開發時，應注意以下幾個方面。

（1）在進行電廠監控系統的電源設置時必須采用直流電源和交流電源，在外圍中的自動化裝置和監控系統中應采用雙電源和無擾切電。在對監控系統的主要設備進行安置時，要根據國家的相關技術標準進行安裝。

（2）在監控系統中由于在接口處采用開關進行接口控制，因此，開關的接口應保證與交換的信號相對應。采用這種方法的主要特點是線路的連接較簡單、直觀，再出現問題時易于及時進行處理。但其不足之處在于由于接線數量較多，因此不能實現其中一些控制功能的調整，如稍有不慎，會影響整個系統的運行。

（3）在電廠電氣自動化系統中 ，分析方法經常采用對事件和事故進行記錄的方法。但受到采樣速度和電機內存的影響，記錄的事件不能夠滿足分析要求所達到的波形。因此就很容易是信號的收集重復進行，并且收集的信號容易不完整，從而給電纜的布置到來影響。

3. 電廠電氣自動化的構造

3.1 電廠電氣自動化是使用測試、通信、監控、保護等措施對電廠所有電氣設備進行掌控、檢查、信息化管理的系統。我國絕大部分電廠都是用分散的控制措施對熱工設備進行調控的，對于一般的電氣系統都是用獨立的連接來直接進行監控，自動化技術相對落后。電廠電氣自動化系統是一套綜合性的控制系統。

3.2 電廠電氣自動化系統主要有間隔層、網絡信息層、綜合控制層三部分組成。

（1）間隔層：電廠電氣自動化系統的所有設備都是間隔用不同的方式布置的。電廠的保護裝置可以直接放在開關層，減少了原來接入綜合控制室的信息、測試、控制的電纜。每個設備也都是獨立的，只有總線和網絡信息層來傳播設備信息，省去了大量的二次連接電纜，降低了設備維護和線路檢查的工作量。

（2）網絡信息層：網絡信息層是電廠電氣自動化控制的核心裝置，里面有網絡管理裝置、網絡信息轉換裝置、網絡交換機等組成。

（3）綜合控制層：綜合控制層是用開放的形式設計的，可以在里面掌控處理信息，對電廠內部所有的設備進行全方位的監控，全面化的管理。綜合控制層設施用多種模式構造，這樣既有利于整個系統的靈敏，也對所有的功能配置比較合理化。

4. 電廠電氣自動化技術的發展趨勢

電廠的電氣自動化技術融監控、測量和保護于一體，實現了現場總線技術的系統一體化。在對系統進行監控時采用分層程信息化。

（1）網格化。

電網調度自動化系統的網格化，主要是有效實現調度中心之間的廣域資源協調共享，是一種在物理網格基礎之上的應用以及功能系統級別的聯網。利用網格技術，可以很好的進行動態監控和觀測，建立數據、計算以及存儲的廣泛的資源共享，這也是電網調度自動化系統的一個重要的發展趨勢，在建立相關數據的同時，并不需要進行事先的定義和維護，將信息共享目前的需要才能共享的狀態很好的轉變成為需要就會共享的狀態模式，同時也能夠在很大程度上加強電力的信息化，進而使信息的共享由原有的緊密耦合變成松散耦合。

（2）智能化。

智能化可以說是電網調度自動化系統未來的必然發展趨勢，智能化的調度，是 采用調度數據的相關集成技術手段 ，對電力系統的動態、靜態以及暫停態進行綜合的、有效的整合利用，進而實現電力系統的預警、監控自動化以及動態預防控制等多個方面的功能和需求，在相關事故發生之后可以進行實時的數據分析處理以及系統恢復，在緊急的狀態之下也可以進行有效的協調、調度和管理等，并且還兼具有正常的操作指導以及事故狀態的恢復控制，有效的加強實際的市場運營 ，實現電能質量的電網調整和優化協調。

（3）市場化。

電力市場當中的相關改革，也給點電力系統的運行以及工作控制等帶來了一系列新的相關問題，例如電網的傳輸容量等逐步的接近極限的容量，并且現如今電網堵塞的情況較為嚴重，所以，急需要在未來的調度以及自動化的系統當中和電力市場的運營管理更加緊密的結合在一起，榮譽更多的市場因素，其中包含有電力市場環境之下的傳統EMS分析、電網安全的風險分析理論等，全面的提升相關工作的質量以及效率，加強安全穩定性的分析和研究，針對在線的可用輸電能力進行分析和計算，來達到改革的目的和效果，順應時代發展的趨勢和潮流。

總之，隨著科學技術的發展，電氣自動化技術在更多的相關領域得到應用，這不僅提高了電廠的電能生產率，還為其提供了巨大的經濟效益。科技人員應與時俱進，對電氣自動化技術進行創新研究，電廠工作人員應合理操縱電氣自動化系統，為創作一個高效、安全的電力生產環境共同努力。

參考文獻

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[文章編號] 1619-2737（2018）01-25-682