電氣自動(dòng)化在電力工程中的應(yīng)用探究

霍雪靜 伍彩虹

摘要：電氣自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中占有重要地位，使得企業(yè)生產(chǎn)制造逐漸走向自動(dòng)化、智能化，加快了企業(yè)的發(fā)展。本文簡要分析電氣自動(dòng)化在電力工程的應(yīng)用，希望能夠?yàn)槠髽I(yè)自動(dòng)化技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展，提供借鑒。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;電力工程;應(yīng)用;技術(shù)

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)也不斷創(chuàng)新，為電力工程的可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的電氣工程中引入電氣自動(dòng)化技術(shù)有助于確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)提高工作效率，也為電氣自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用提供了良好條件，進(jìn)一步拓寬了電氣工程領(lǐng)域的市場發(fā)展空間。

1 現(xiàn)代化的電氣自動(dòng)化技術(shù)

電氣自動(dòng)化是指通過運(yùn)用電氣設(shè)備或者自動(dòng)化設(shè)備等構(gòu)建電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，從而參與設(shè)計(jì)安裝、生產(chǎn)過程、調(diào)試維護(hù)等生產(chǎn)流程，可在人類完成設(shè)定動(dòng)作后自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)試、系統(tǒng)集成等行為。電氣自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用于制造業(yè)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，為了提高效率和降低成本等原因，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣，生產(chǎn)流程的自動(dòng)化程度逐漸提高，電氣自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)中已占據(jù)主導(dǎo)地位，成為了制造業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。對我國來說，自上世紀(jì)50年代開始設(shè)置電氣自動(dòng)化專業(yè)至今，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)一直處于熱門專業(yè)的行列之中，這是由于該專業(yè)就業(yè)前景較好，就業(yè)率較高且專業(yè)的適用性與實(shí)用性都較高，這足以說明電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國的應(yīng)用面廣泛且發(fā)展速度迅速。

2 電氣自動(dòng)化在電力工程中的應(yīng)用

2.1電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

電力自動(dòng)化技術(shù)對電力調(diào)度數(shù)據(jù)管理包括了調(diào)度管理數(shù)據(jù)、調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)、安全校核數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的管理。按照業(yè)務(wù)區(qū)域的劃分，主要為生產(chǎn)管理與生產(chǎn)控制兩大區(qū)域的數(shù)據(jù)管理。調(diào)度管理數(shù)據(jù)包括了設(shè)備的基本參數(shù)、額定參數(shù)與氣象信息等，調(diào)度電氣設(shè)備參數(shù)信息之外，同時(shí)對電力生產(chǎn)、規(guī)劃、營銷等數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度監(jiān)控;調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)管理包括了發(fā)電用電計(jì)劃、水庫調(diào)度計(jì)劃、電力銷售計(jì)劃、電力負(fù)荷側(cè)重調(diào)整計(jì)劃、水文預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等;安全校核數(shù)據(jù)包括了對電網(wǎng)系統(tǒng)電壓值、電壓失穩(wěn)率、靜態(tài)失穩(wěn)與暫態(tài)失穩(wěn)的調(diào)度監(jiān)控，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作;生產(chǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)主要對電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)等進(jìn)行監(jiān)控，確保電力的安全輸送。

電力自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)﹄娏π畔⑾到y(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控調(diào)度，包括生產(chǎn)、銷售、運(yùn)行等，調(diào)度是電力生產(chǎn)的核心，涉及了電力生產(chǎn)、電力規(guī)劃、電力設(shè)施建設(shè)、電力營銷、安全監(jiān)控與應(yīng)急處理等多個(gè)方面，通過對這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測管理，并進(jìn)行及時(shí)的調(diào)度，能夠有效提高電力企業(yè)安全管理質(zhì)量，確保電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，滿足用戶用電需求。電力負(fù)荷是電力調(diào)度中重要的依據(jù)，電力負(fù)荷預(yù)測運(yùn)算往往比較復(fù)雜，要考慮到天氣、濕度等多方面的因素。

2.2主動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)

主動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)是一種新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，它主要是面向?qū)ο?通過有機(jī)結(jié)合面向?qū)ο蟮姆椒ê蛿?shù)據(jù)庫技術(shù)，可以促使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)能夠大致等同于人們的實(shí)際認(rèn)知。在電力工程中應(yīng)用主動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以在很大程度上發(fā)展電力系統(tǒng)，變革和創(chuàng)新相關(guān)的軟件技術(shù)。目前，在電力系統(tǒng)中已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用主動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，在實(shí)際運(yùn)行過程中，主動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行系統(tǒng)，通過分析和判斷管理對象函數(shù)，來促使電力系統(tǒng)自動(dòng)化得以有效實(shí)現(xiàn)。另外，目前還應(yīng)用了觸發(fā)機(jī)制，那么在電力系統(tǒng)中就可以更好的控制和實(shí)現(xiàn)主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控作用，這樣就可以在更短的時(shí)間內(nèi)讀寫數(shù)據(jù)，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，還可以更加充分的管理相關(guān)數(shù)據(jù)，促使電力系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.3光互連技術(shù)

通常情況下，可以將光互連技術(shù)分為幾個(gè)方面，如自由空間光互連技術(shù)、波導(dǎo)光互連技術(shù)、光纖互連技術(shù)等等，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，這是因?yàn)楣饣ミB技術(shù)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如有著較強(qiáng)的抗干擾能力，有著較大的帶寬和較為迅速的反應(yīng)時(shí)間等等。相較于其他技術(shù)，光互連技術(shù)有著十分強(qiáng)大的功能，不僅可以有效的采集信息、數(shù)據(jù)監(jiān)控和計(jì)算等，還具有人機(jī)界面;可以有效重組電網(wǎng)系統(tǒng)，促使其更加的靈活和高效;另外，因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的抗干擾能力，那么就可以更加安全可靠的進(jìn)行信息傳輸?？梢詫⒏忧逦漠嬅嫣峁┙o管理人員，以便管理人員做出準(zhǔn)確科學(xué)的判斷，采取一系列有針對性的措施，來解決電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種故障。

2.4 PLC技術(shù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的運(yùn)用

PLC和繼電接觸控制技術(shù)息息相關(guān)，并且它同樣和計(jì)算機(jī)技術(shù)有千絲萬縷的聯(lián)系，因?yàn)镻LC正是這兩者進(jìn)行結(jié)合的成果。PLC能夠在內(nèi)部存儲(chǔ)完成一些類如運(yùn)算、控制、記錄等指令任務(wù)，這是因?yàn)槠涫褂昧丝删幊绦?。PLC技術(shù)有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，如接線簡單、耗能低、可靠性高、靈活性好等，正是這些優(yōu)點(diǎn)讓它逐步替代了傳統(tǒng)控制技術(shù)而成為電力系統(tǒng)自動(dòng)化的新寵。PLC技術(shù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的作用主要在以下幾個(gè)方面。

（1）數(shù)據(jù)處理方面

采集數(shù)據(jù)、分析和處理數(shù)據(jù)、按序排列數(shù)據(jù)、查表、數(shù)據(jù)運(yùn)算以及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳送等都可以通過PLC完成，之后將整理好的數(shù)據(jù)發(fā)送到其他智能裝置中，再與存儲(chǔ)器中參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。這些數(shù)據(jù)還能夠在過程系統(tǒng)中使用。

（2）閉環(huán)過程控制中的使用

對一些連續(xù)變化的如流量、溫度以及壓力等這些模擬量進(jìn)行閉環(huán)控制就可稱為閉環(huán)過程控制。這一種控制的操作方法是PLC借用模擬量I/O模塊從而對模擬量完成閉環(huán)PID控制，另外，這種做法還能夠完成模擬量和數(shù)字量兩者間的A/D、D/A轉(zhuǎn)換。當(dāng)然，這個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)并不是非專用的PID模塊不可，PID子程序也是不錯(cuò)的選擇。

（3）進(jìn)行開關(guān)量控制中的使用

就火力發(fā)電系統(tǒng)來說，開關(guān)控制以及順序控制就是它的內(nèi)部輔助系統(tǒng)使用的工藝流程的控制方式。使用PLC完成開關(guān)量控制是一種很方便的方法，所以它的應(yīng)用范圍較廣。比如說它可用于電機(jī)控制，可用于機(jī)床電氣控制，可用于啤酒罐裝生產(chǎn)線，可用于電梯運(yùn)行控制。不管是PLC技術(shù)的輸出信號(hào)還是PLC技術(shù)的輸入信號(hào)無不是代表著通/斷的開關(guān)信號(hào)。在工業(yè)控制中，開關(guān)量的邏輯控制無疑是被應(yīng)用最多的控制。值得一提的是，控制的輸入、輸出點(diǎn)可以無限制地?cái)U(kuò)展，不管是十幾個(gè)點(diǎn)還是上萬個(gè)點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)。

2.5計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用

（1）智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。信息管理是計(jì)算機(jī)技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)方法之一，電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合而形成的智能控制技術(shù)，涵蓋了發(fā)電、輸變電和調(diào)度、配電的各個(gè)環(huán)節(jié)。

（2）變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化控制與操作是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。變電站自動(dòng)化在實(shí)現(xiàn)過程中計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了充分利用，二次設(shè)備也隨之實(shí)現(xiàn)集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，完全是采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜。

（3）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的應(yīng)用。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化核心環(huán)節(jié)就是利用電網(wǎng)調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，形成一個(gè)完整的電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)中包括：工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電場、打印設(shè)備、變電站終端設(shè)備等等。

結(jié)論

電力系統(tǒng)的調(diào)度監(jiān)控對電網(wǎng)的運(yùn)行效率與建設(shè)管理具有重要的作用，也是電力企業(yè)能源生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，近幾年為了響應(yīng)國家電力部門的智能電網(wǎng)戰(zhàn)略號(hào)召，各地電力企業(yè)開始引入自動(dòng)化技術(shù)，建立電力自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的全面監(jiān)控調(diào)度，能夠掌握所有電力設(shè)備與線路運(yùn)行狀況進(jìn)行，并獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)反饋，進(jìn)而做出及時(shí)的人員調(diào)度，提高電力檢修效率。本文研究發(fā)現(xiàn)，電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于電力多級調(diào)度具有重要作用，能夠有效提高電網(wǎng)生產(chǎn)效益。

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作者簡介：霍雪靜，女，1984.6生，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，單位：寧夏電力有限公司銀川供電公司。

（作者單位：寧夏電力有限公司銀川供電公司）