再論自動控制技術用于企業供電系統的教學

（成都工貿職業技術學院(成都市技師學院)，四川 成都 610000）

一、引言

高職院校的學生在學習企業供電這門課程時，往往從局部設備入手，而忽視了系統性。這種的學習方法既抽象又乏味，學生的學習效果不佳。當前，自動控制技術因其能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表，按規定的程序或指令自動進行作業，被廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。而企業供電系統為企業的生產及運行提供了有力保障，將自動控制技術應用到企業供電系統中，可實現企業供電綜合自動化。

二、企業供電系統的組成及供電方式

（一）企業供電系統的組成

企業供電系統一般由高壓配電線路、變配電站、低壓配電線路以及用電設備四部分構成。其中，高壓配電線路把電力從降壓變電站送到配電變壓器；變配電站則通過變壓器將各級電壓的電網聯系起來，起變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的作用，它是企業供電系統的樞紐；低壓配電線路負責將電能分送給各低壓用電設備使用；企業用電設備受電后即可完成生產及運行的相關任務。

（二） 企業供電系統的供電方式

企業常見的供電方式有四種：

1.進線電壓為35kV，先經總降壓變電站變為10 kV的配電電壓，再送到各車間變電所，然后經車間變電所變為0.4kV低壓電壓分送到各配電箱或用電設備；

2.進線電壓為10kV，經總配電站分送到各車間，經車間變電站變為0.4kV低壓電，分送到各配電箱或用電設備；

3.進線電壓為10kV，經變電站變為低壓電分送到車間，再送到各配電箱或用電設備；

4.進線電壓為0.4kV，經配電室分送到各車間或送到各配電箱或用電設備。

三、自動控制技術

目前主要有六種典型技術被應用到企業供電系統中。

（一）神經網絡控制技術

在企業供電自動化系統中，由于人工神經網絡富于較強的非線性智能化擬合能力與自學能力，并富含聯想記憶及魯棒性功能，因此在富含大量非線性復雜子系統的企業供電系統中具有較大的應用創造潛力。

（二）模糊邏輯控制技術

模糊邏輯控制技術在企業供電自動化系統中的實施原理主要將經典的集成理論進行模糊化處理，將模糊邏輯的語言變量及近似推理引入其中從而形成整體性綜合智能技術的推理體系。該控制方法可適用于供電自動化系統中對不定性、不精確情況的處理。

（三）專家系統控制技術

專家系統控制技術在企業供電系統中針對某領域內的專家提供的精華知識進行推理并完成人類專家在制定決策實踐過程的模擬操作，為系統提供與專家水平相當的實踐方案。采用這種系統的供電系統，具有高效的在線分析能力。

（四）線性最優控制技術

企業供電系統最優控制目前已在電力生產中獲得了廣泛的應用，發揮著重要作用。由于這種控制器是針對供電系統的局部線性化模型來設計的，在強非線性的供電系統中對大干擾的控制效果并不理想。

（五）綜合智能控制技術

綜合智能控制是智能控制與現代控制方法的結合，在供電系統中研究得較多的有神經網絡與專家系統的結合，專家系統與模糊控制的結合等方面。神經網絡適合于處理非結構化信息，而模糊系統對處理結構化的知識更有效，故模糊邏輯和人工神經網絡的結合有良好的技術基礎。

（六）現場總線控制技術

現場總線控制系統可以進行多點通信，實現透明操作，其設置結構比較簡單。雖然現場總線控制系統因網絡問題使得可靠性不如分散控制系統高，使用范圍受到限制，但現場總線控制可以在供電企業中將降低企業初期的投資。

四、企業供電綜合自動化

（一）企業供電綜合自動化系統的結構

1.集中式結構

集中式結構就是指集中采集變電站的模擬量、開關量和數字量等信息，集中進行計算與處理。再分別完成微機監控，微機保護和一些自動控制功能。

2.分層分布式結構

分層結構是指變電站信息的采集和控制分為管理層、站控層和間隔層三個級分層布置。分布結構是指結構上采用以主從CPU協同工作方式，各功能模塊之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信。

3.分散與集中相結合式結構

分散與集中相結合式結構是指將配電線路的保護和控制單元分散安裝在各開關柜內，高壓線路和變壓器保護裝置等集中組屏的系統結構。

（二）企業供電綜合自動化系統的類型

1.供電系統調度自動化

供電系統調度自動化的主要功能構成為：電力系統數據采集與監控，這是實現調度自動化的基礎和前提；電力系統經濟運行與調度、電力市場運營與可靠性、發電廠運營決策等。供電系統調度自動化是供電系統自動化的核心與關鍵，對企業供電的質量與穩定性有著重要影響。

2.配電系統自動化

配電系統自動化是指利用現代電子、計算機、通信及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據等配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網及其設備正常運行及事故狀態下的監測、保護、控制、用電和配電管理的現代化。

3.變電站綜合自動化

變電站綜合自動化系統就是將變電站繼電保護裝置、控制裝置、測量裝置、信號裝置綜合為一體，以全微機化的新型二次設備替代電磁式二次設備，用不同的模塊化軟件實現電磁式設備的各種功能，用計算機局部網絡通信替代大量信號電纜的連接，通過人機接口設備實現變電站的綜合自動化管理、監視、測量、控制及打印記錄等所有功能。

五、總結

自動控制技術在企業供電系統中的應用，不僅改善了傳統的管理模式，還促進了企業的變革，實現現代化管理。筆者在教學時，采用系統教學的方法，用一些企業供電綜合自動化的實例引入，綱舉目張，幫助學生建立清晰的整體思路，從而激發學生的學習興趣。