淺述電力系統中電氣自動化技術的應用

　　電力系統自動化技術與計算機技術結合所形成針對整個全局進行智能控制的技術，也就是智能電網技術，下面是小編為大家整理的電氣工程及其自動化畢業論文范文，歡迎參考~
 

　　淺述電力系統中電氣自動化技術的應用

　　【摘 要】目前，隨著社會的發展，電氣自動化已經成為時代發展的趨勢，其在電力系統中的應用越來越廣泛。本文結合作者多年來的工作實際經驗，主要對應用在電力系統中的電氣自動化技術進行了探討，并闡述了該技術的未來發展趨勢，希望能夠為促進我國電力系統的自動化發展提供一定的指導意義和借鑒意義。

　　【關鍵詞】電力系統;電氣自動化技術;應用;發展趨勢

　　引言

　　隨著科學技術不斷發展，電氣自動化技術對電力系統的作用也越來越重要。雖然我國對應用于電力系統中的電氣自動化技術研究起步比較晚，但是近年來還是取得了一定的成績。當然，目前國內的這些技術與國外先進水平相比，仍存在比較大的差距。所以，對應用在電力系統中的電氣自動化技術展開研究已經迫在眉睫。

　　1、電力系統中電氣自動化技術應用方向

　　1.1 電力系統自動化實時仿真系統的應用

　　隨著科學技術的不斷進步，電氣自動化技術的應用逐步得到普及，這得益于計算機技術的日趨完善，該仿真系統在可提供大量實驗數據的前提下，還可多種電力系統的暫態及穩態實驗同步進行，還能用以協助科研人員測試新裝置，且多種控制裝置都能與其構成閉環系統，從而為靈活輸電系統及研究智能保護的控制策略提供了一流的實驗條件。電力系統數字模擬實時仿真系統的引進，方便了對電力系統負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行深入研究，從而建成具備混合實時仿真環境的實驗室。

　　1.2 綜合自動化技術與智能保護的應用

　　目前，國內的綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平，智能自動化保護技術領域的研究相對處于國際領先水平，研制的分層式綜合自動化裝置能夠適用于各種電壓等級電站。將國內外最新的.人工智能、網絡通信、微機新技術、自適應理論、綜合自動控制理論等應用于電氣自動化保護裝置中，對電力系統自動化保護的新原理進行了研究，可以大大提高電力系統的安全水平，使得新型保護裝置具有智能控制的特點。

　　1.3 電力系統中人工智能的應用

　　電力系統及其元件的故障診斷、運行分析、規劃設計等方面將模糊邏輯、專家系統以及進化理論應用到實際研究，并且結合電力工業發展的需要，開展了電力系統智能控制理論與應用的研究，同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎上以提高電力系統運行與控制的智能化水平。

　　1.4 電力系統配電網自動化技術

　　該技術采用的模型為最新國際標準公共信息模型，輸電網的理論算法采用與配網實際與高級應用軟件相結合，負荷預測時配合應用人工智能灰色神經元算法進行，最后進行潮流計算時采用配網遞歸虛擬流算法。電力系統配電網自動化技術取得了重大技術突破，主要表現在信息配網一體化、高級應用軟件、配網模型、中低壓網絡數字方面，最終，解決了載波正在配電網上應用的路由、衰耗等技術難題，正是因為采用數字信號處理技術，才得以提高了載波接收靈敏度。

　　2、電氣自動化技術在電力系統中的應用

　　2.1 計算機技術在電力系統自動化應用

　　計算機技術是電氣自動化相關技術中最主要的技術，其應用涉及到電力系統運行中的輸電、配電、變電、發電、供電的各個環節。

　　2.1.1智能電網技術的應用

　　信息管理系統作為計算機技術中應用最為廣泛的技術之一，電力系統自動化技術與計算機技術結合所形成針對整個全局進行智能控制的技術，也就是智能電網技術，是一個最具典型性的技術，涵蓋了配電、輸變電和用戶以及調度、發電的各個環節。其中變電站自動化系統、穩定控制系統等被廣泛應用到計算機技術的系統中，同時一樣的還有諸如調度柔性交流輸電以及自動化系統等。目前這種數字化電網建設，一定程度上可以說是智能電網的雛形，實際上也為我國建設智能電網做著準備工作。智能電網中較為典型的有智能電網的通信技術，同時在建設的過程中需要很多依托計算機的技術，需要具備實時性、雙向性、可靠性的特征，需要先進的現代網絡通信技術的應用，而且該系統也是完全依托計算機技術而存在的，同時具有信息管理系統。

　　2.1.2 變電站自動化技術的應用

　　可以說，變電站的自動化的實現又是依托計算機技術的發展實現的，要實現電力生產的現代化，一個不可缺少的、重要的環節就是實現變電站的自動化。變電站依賴計算機技術實現自動化，在實現的過程中計算機也得到了充分利用，二次設備也隨之實現集成化、網絡化、數字化，完全是采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜。變電站實現自動化，實現計算機屏幕化以及運行管理和記錄統計實現自動化，另外兩個組成部分是操縱以及監視，變電站的整體自動化才得以實現，正是如此多的組成部分實現了計算機的自動化管理。為了聯系發電廠與電力用戶，變電站以及與之相關的輸配電線路必不可少。變電站自動化的實現，不僅組成電網調度自動化的一個重要組成部分，更是為了滿足變電站的運行操作任務。

　　2.1.3 電網調度自動化的應用

　　電網調度自動化是電力系統自動化中最主要的組成部分，目前我國將電網調度自動化分為五級，其中各級電網的自動化調度都是與計算機技術的應用分不開的，從高到低分別是：國家電網、區域、省級、地區以及縣級調度。其中最重要的組成部分就是電網調度控制中心的計算機網絡系統，這些裝置在計算機系統的連結下形成一個自動化的電網調度系統，將整個的結合起來。其他的主要組成部分有工作站、服務器、變電站終端設備、調度范圍內的發電場、大屏蔽顯示器、打印設備。計算機在電網調度自動化的作用不僅要實現對電網運行安全分析的監控，還要實現實時數據的采集，更要實現電力系統的電力負荷預測以及狀態估計等功能。因此種種這些，都是通過電力系統專用廣域網連結的測量控制以及下級電網調度控制中心等裝置。

　　2.2 電力系統自動化中PLC技術的應用

　　PLC是計算機技術與繼電接觸控制技術相互結合的產物，其存儲器采用了可編程序以實現在其內部存儲進行控制、運算、記錄等操作指令。該技術是為了在工業環境下使用而設計的一種可編程邏輯控制器系統。該技術近年來被廣泛應用于電力系統自動化中，解決了傳統控制系統內可靠性低、接線復雜、靈活性較差以及耗能高等缺點。 　　2.2.1 PLC技術的數據處理

　　PLC可以完成數據的采集、分析及處理，具有排序、查表、數學運算、數據轉換、數據傳送以及位操作等功能。這些數據可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，可以完成一定的控制操作，與存儲在存儲器中的參考值比較，也或將它們打印制表。數據可用于過程控制系統，也可以處理一般用于大型控制系統，如無人控制的柔性制造系統。

　　2.2.2 PLC技術的閉環過程控制

　　閉環過程控制是指對壓力、溫度、流量等連續變化的模擬量的閉環控制，PLC通過模擬量I/O模塊對模擬量進行閉環PID控制，并且實現數字量與模擬量之間的D/A、A/D轉換。可使用專用的PID模塊，也可用PID子程序來實現。

　　2.2.3 PLC技術的開關量控制

　　火力發電系統內的輔助系統的工藝流程的控制多為順序控制和開關量控制兩種。在許多行業中應用到PLC進行開關量控制，如機床電氣控制、電機控制以及電梯運行控制、汽車裝配線和啤酒灌裝生產線等。PLC技術的輸出和輸入信號都是通 / 斷的開關信號。工業控制中應用最多的控制是開關量的邏輯控制。控制的輸出、輸入點數均可通過擴展實現，從十幾個到成千上萬個，均可以不受限制地自動化控制，節省人力，提高效益的作用十分明顯。

　　2.2.4 PLC技術的順序控制

　　隨著國家對節能減排要求的逐步提高以及改革的深入，近年來大型火電企業的輔助系統均已由原來的繼電控制器升級成PLC控制系統，該行業在生產過程中降低資源損耗和提高效益，已成為各企業的管理最終目標。因此隨著科技的進步，各電廠對類似企業輔助車間的自動控制水平也提出了更高的要求，而采用PLC控制系統不僅可以通過信息模塊單獨控制某個工藝流程，并且可以與通信總線連接來協調全廠生產工作。

　　3、綜合自動化技術發展趨勢

　　由于我國電力系統綜合自動化技術起步較晚，在很多方面與國外技術水平還有很大差距，所以需要我們在學習和借鑒國外先進技術的同時，結合我國的實際情況，研究和開發更加符合我國國情的綜合自動化系統。

　　3.1 保護、控制、測量一體化

　　鑒于目前的運行體制、人員配備、專業分工，我國的自動化系統主要采用站內監控采集數據而保護相對獨立的模式，以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術合理性、減少設備重復配置、簡化維護工作量以及發展趨勢等方面考慮，將保護與控制、測量結合在一起會更有優勢。

　　3.2 國際標準的應用

　　近年來，IED電力自動化方面有了廣泛應用。為了實現不同廠家IED 設備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動化系統成為開發系統，國際電工委員會制定了IEC61850國際標準。為了與國際接軌，國內已經開始了基于IEC61850標準的電氣綜合自動化系統的產品研發，相信這將是未來自動化系統的一個發展方向。

　　3.3 以太網技術的使用

　　隨著經濟和社會的發展，人們對電力的需求與日俱增，加之電網系統越來越復雜化，其涉及的數據和信息也越來越多。在這種背景下，電氣綜合自動化系統所需要采集和傳輸的數據日益龐大，對通訊的實時性和傳輸速度提出了更高的要求。以太網具有傳輸數據量大、傳輸數據快的優勢，能夠滿足電氣綜合自動化系統的發展需求，因此，以太網在電氣綜合自動化系統中必然會有更多的應用。

　　4、結語

　　綜上所述，隨著社會的快速發展，電氣自動化已經成為時代發展的趨勢，其在電力系統中的應用越來越廣泛。但我國目前的電氣自動化系統也存在問題，阻礙了電氣自動化的進一步發展，需要從技術、管理等方面采取措施來解決問題，保障電氣自動化技術的不斷發展。此外，電子元件的更新換代速度越來越快，電氣自動化技術水平的發展速度也在加快，這就要求我們緊跟自動化技術的發展前沿，積極引進先進技術，促進我國電氣自動化技術的不斷發展。

　　參考文獻：

　　[1]劉海龍.淺談電氣自動化的現狀與發展方向[J].黑龍江科技信息，2010(6).

　　[2]孫華.電氣自動化在電力系統中的應用[J].神州，2012(5).

　　[3]張鋒.淺談電力系統調度自動化及其發展方向[J].廣東科技，2008(8).

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