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摘要:随着经济发展和社会进步,电力系统的电气化和自动化水平从质量和数量两个方面不断提高,现代高新技术也日益向其交叉渗透。文中介绍了电力系统自动化技术及其控制方法,阐述了其研究现状及发展趋势。
关键词:电力系统;自动化;控制方法
0引言
自从电力这种资源被人类发现以来,它已经逐渐融入了人类生活的方方面面,是人类最为依靠的能源之一。电力系统是一个地域分布辽阔,由用户、发电厂、输配电网络和变电站组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统的控制和管理是一项重要而繁复的工程。随着社会日益进步和发展,各方面技术的不断进步,电力系统自动化作为一种发展趋势已经在多个领域广泛使用。如今,电力系统自动化技术已经成为保证系统运行的安全可靠,提高供电的电能质量(频率和电压),增强经济效益和管理效能的重要科技手段。
1 电力自动化技术的特点
电力系统是一个复杂而庞大的系统,想要完全的实现电力系统的自动化是一项非常困难的事情。
(1)电网规模的扩大化
电子系统自动化技术的发展,促进了电力系统的发展与完善,提高了供电质量,有利于促进经济建设的持续稳定发展。电子系统自动化技术的发展,促进了电力系统,为经济发展奠定了技术基础。电力自动化技术作为电力系统的重要手段,对有利于促进电力系统整体的有效运作有重要作用。自动化技术是一项综合性比较强、功能性实现繁复、技术要求高的技术,它与电子技术、控制技术、信息技术和网络技术等多种科学技术有着不可分割的联系。现代电力系统自动化技术的快速发展,为电力系统和电力行业改善能源管理与优化环境质量问题提供了解决方案,并且在消除自动化技术与现代化信息两者的矛盾方面起到了关键作用。在社会日益发展和进步、科学技术不断创新的背景下,自动化作为一种发展趋势已经在电力系统多个领域广泛使用。在计算机技术和监视技术以及网络技术的推动下,高效的电力系统自动化作用昭显的越发重要。在资源高效利用和环保严格保护的前提下发展经济已成为全球最重要的话题之一,这也是采用电力系统自动化的目的。所谓“可持续发展”是指在不影响子孙后代的环境权益和生活质量为前提下发展经济。由于人类的活动造成的全球气候变暖便已经影响我们生活的各个方面,电力系统自动化将会为环境保护和可持续发展带来不可估量的有益效果。
(2)现代电力系统需要进行远距离的供电。我国是一个多山的国家,山地面积占国家总面积的三分之一。在这些地方由于受到环境的制约进行供电电线的施工非常的困难,且供电成本很高。建设合理数量的供电电线,通过各种电子、信息技术的应用尤其是柔性供电的技术来增加供电电线的供电量是最科学合理的方法。由于我国的人口资源分布广泛、电力资源分布不均导致远距离的供电方式势在必行,这样的比较特殊的供电方式在当代还没有足够的理论作为支撑,因此给电力系统自动化的研究和分析带来了不小的困难。
2 电力系统自动化技术的实际应用
电力系统自动化技术主要应用于以下几个方面,由电力系统发电、调度、配电、变压和预防故障等几个方面实现了整个电力系统完整、统一的自动化应用。
2.1 发电系统自动化
在发电系统内自动化技术的主要应用是分布式控制系统。分布式控制系统将监测和保护设备安装在发电现场的开关柜内,再将监测和保护设备连接到在现场总线上,最后用通信管理机将总线连接至后台机。该系统有多个计算机,用计算机对控制回路进行分散处理,各个控制站的信号和参数可以进行站与站之间的传输。分布式控制系统的采用对发电系统产生积极的推动作用,为其提供了一个配置灵活、分级管理、集中操作、分散控制的系统。
2.2 电网调度系统自动化
电网调度系统自动化主要由服务器调度控制中心、计算机网络等部分组成。该系统既能有效保证电网调度的稳定安全运行,又能在合理调度电能的问题上发挥重要的作用。电网调度自动化系统能够确保电网稳定运行和提供高质量电力;电网调度系统自动化还能够减少电能的传输和生产相关费用,同时能够安全无风险的充分发挥电网的物理极限,极大限度的提升了电力系统的经济效益。
2.3 配电网络系统自动化
配电网自动化系统运用高端的配电设备结合电子技术、计算机技术等高新技术手段,实现智能化、自动化监控和管理配电网络。城市使用配电网自动化系统可以增强配电网络的可靠性和安全性,提高工作人员的劳动效率。配电网自动化系统包括以下三个方面:1.馈线自动化;2.变电站自动化;3.配电管理系统
2.4 变电系统的自动化技术
自动化技术在变电系统中应用了通信技术、网络技术和计算机技术等高新科学技术,对二次设备进行优化相关的功能设计并重新组合,为变电系统综合功能的打下了基础。变电系统自动化技术取消了以前的人工操作方式,采用全微机取代以前的电磁式装置,可以全方位监控变电站内的设备,对于提高变电站的自动化、安全性和效率性起到了重要作用。
2.5 电力系统反事故自动装置
电力系统反事故自动装置顾名思义是防止电力系统因电力系统事故导致电气和系统设备不能正常运行。常见的电力系统反事故自动装置有:系统安全保护装置,其主要功能是避免全网性频率崩溃、系统振荡、电压崩溃和失步解列等重大事故发生,以保证电力系统的安全运行。继电保护装置,其功能是保护保障电动机、发电机、线路、变压器、母线等电气设备的正常运行。
3 电力系统自动化技术控制方法
电力系统具有复杂的内部组成,加之电子器件的物理性能难以控制。因此,电力系统必须采用先进智能的控制方法才能达到电力系统自动化的效果。
3.1 神经网络控制系统
神经网络控制方法在上世纪50年代被研制出来,迄今为止已经有70多年的历史。经过几代人的努力,其数学算法与内部模型发展的比较完善。神经网络控制技术是电力系统自动化控制方法中的常用控制方法。它的并行处理能力、自组织能力好,还具有较强的非线性。神经网络控制系统的控制机理是通过自带算法对赋予了大量控制质量的权值进行调节,最终达到足电力系统自动化控制的使用要求神经网络的非线性映射的效果。
3.2 专家控制系统
专家系统是一项来源于实际的电力系统自动化控制方式,是基于人工经验而编制的系统。它的基础现实中电力专家解决电力系统日常问题所用的各种方法。它对于电力系统故障自检测、自动隔离功能、系统自动恢复功能和紧急情况下的处理功能有明显效果。除此之外,为了供工作人员对电力系统进行综合有效管理,它还提供人机接口,方便工作人员的介入。然而专家控制系统有着不可克服的缺点,它缺乏学习性和创造性,难以控制较为复杂的电力情况。这些缺点电力系统自动化控制专家亟需解决的关键问题所在,在一定程度上限制了专家系统的使用。
3.3 综合智能控制系统
电力系统自动化控制开发者根据用户不断增加的需求,对自动化控制系统进行了全方位的融合与革新。综合智能控制系统具有较好的自学习、自组织性能与兼容性能,因为它集成了神经网络控制与模糊控制在结构上与模型算法的优势,以及各种智能控制系统,集合了不同控制系统的功能,是指相互补充,合力完成电力系统自动化的控制功能。综合智能控制系统多角度多方位的考虑不同问题,实现对电力系统自动化的智能控制。综合智能控制系统集多种控制方式之大成,去芜存菁,是现代电力系统自动化控制发展的主要趋势之一。
4 结束语
电力系统是服务人们生活的重要部分,实施电力系统自动化能够降低其工作成本,方便电力系统的管理。为进一步发展与完善电力系统的功能和用途,需要采用先进的电力系统自动化控制方法。因此,增强电力系统自动化控制方法,提升电力系统控制水平,也为提升电力系统自动化水平有着重要作用。
参考文献
[1]王威.现代电力系统自动化技术及其控制方法[J]. 河南科技,2014(01):97.
[2]刘森.浅析电力系统自动化控制[J]. 科技研究.2014(12):249.
[3]许林冲.浅论现代电力系统自动化技术[J]. 科学技术.2011(08):181.
关键词:电力系统;自动化;控制方法
0引言
自从电力这种资源被人类发现以来,它已经逐渐融入了人类生活的方方面面,是人类最为依靠的能源之一。电力系统是一个地域分布辽阔,由用户、发电厂、输配电网络和变电站组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统的控制和管理是一项重要而繁复的工程。随着社会日益进步和发展,各方面技术的不断进步,电力系统自动化作为一种发展趋势已经在多个领域广泛使用。如今,电力系统自动化技术已经成为保证系统运行的安全可靠,提高供电的电能质量(频率和电压),增强经济效益和管理效能的重要科技手段。
1 电力自动化技术的特点
电力系统是一个复杂而庞大的系统,想要完全的实现电力系统的自动化是一项非常困难的事情。
(1)电网规模的扩大化
电子系统自动化技术的发展,促进了电力系统的发展与完善,提高了供电质量,有利于促进经济建设的持续稳定发展。电子系统自动化技术的发展,促进了电力系统,为经济发展奠定了技术基础。电力自动化技术作为电力系统的重要手段,对有利于促进电力系统整体的有效运作有重要作用。自动化技术是一项综合性比较强、功能性实现繁复、技术要求高的技术,它与电子技术、控制技术、信息技术和网络技术等多种科学技术有着不可分割的联系。现代电力系统自动化技术的快速发展,为电力系统和电力行业改善能源管理与优化环境质量问题提供了解决方案,并且在消除自动化技术与现代化信息两者的矛盾方面起到了关键作用。在社会日益发展和进步、科学技术不断创新的背景下,自动化作为一种发展趋势已经在电力系统多个领域广泛使用。在计算机技术和监视技术以及网络技术的推动下,高效的电力系统自动化作用昭显的越发重要。在资源高效利用和环保严格保护的前提下发展经济已成为全球最重要的话题之一,这也是采用电力系统自动化的目的。所谓“可持续发展”是指在不影响子孙后代的环境权益和生活质量为前提下发展经济。由于人类的活动造成的全球气候变暖便已经影响我们生活的各个方面,电力系统自动化将会为环境保护和可持续发展带来不可估量的有益效果。
(2)现代电力系统需要进行远距离的供电。我国是一个多山的国家,山地面积占国家总面积的三分之一。在这些地方由于受到环境的制约进行供电电线的施工非常的困难,且供电成本很高。建设合理数量的供电电线,通过各种电子、信息技术的应用尤其是柔性供电的技术来增加供电电线的供电量是最科学合理的方法。由于我国的人口资源分布广泛、电力资源分布不均导致远距离的供电方式势在必行,这样的比较特殊的供电方式在当代还没有足够的理论作为支撑,因此给电力系统自动化的研究和分析带来了不小的困难。
2 电力系统自动化技术的实际应用
电力系统自动化技术主要应用于以下几个方面,由电力系统发电、调度、配电、变压和预防故障等几个方面实现了整个电力系统完整、统一的自动化应用。
2.1 发电系统自动化
在发电系统内自动化技术的主要应用是分布式控制系统。分布式控制系统将监测和保护设备安装在发电现场的开关柜内,再将监测和保护设备连接到在现场总线上,最后用通信管理机将总线连接至后台机。该系统有多个计算机,用计算机对控制回路进行分散处理,各个控制站的信号和参数可以进行站与站之间的传输。分布式控制系统的采用对发电系统产生积极的推动作用,为其提供了一个配置灵活、分级管理、集中操作、分散控制的系统。
2.2 电网调度系统自动化
电网调度系统自动化主要由服务器调度控制中心、计算机网络等部分组成。该系统既能有效保证电网调度的稳定安全运行,又能在合理调度电能的问题上发挥重要的作用。电网调度自动化系统能够确保电网稳定运行和提供高质量电力;电网调度系统自动化还能够减少电能的传输和生产相关费用,同时能够安全无风险的充分发挥电网的物理极限,极大限度的提升了电力系统的经济效益。
2.3 配电网络系统自动化
配电网自动化系统运用高端的配电设备结合电子技术、计算机技术等高新技术手段,实现智能化、自动化监控和管理配电网络。城市使用配电网自动化系统可以增强配电网络的可靠性和安全性,提高工作人员的劳动效率。配电网自动化系统包括以下三个方面:1.馈线自动化;2.变电站自动化;3.配电管理系统
2.4 变电系统的自动化技术
自动化技术在变电系统中应用了通信技术、网络技术和计算机技术等高新科学技术,对二次设备进行优化相关的功能设计并重新组合,为变电系统综合功能的打下了基础。变电系统自动化技术取消了以前的人工操作方式,采用全微机取代以前的电磁式装置,可以全方位监控变电站内的设备,对于提高变电站的自动化、安全性和效率性起到了重要作用。
2.5 电力系统反事故自动装置
电力系统反事故自动装置顾名思义是防止电力系统因电力系统事故导致电气和系统设备不能正常运行。常见的电力系统反事故自动装置有:系统安全保护装置,其主要功能是避免全网性频率崩溃、系统振荡、电压崩溃和失步解列等重大事故发生,以保证电力系统的安全运行。继电保护装置,其功能是保护保障电动机、发电机、线路、变压器、母线等电气设备的正常运行。
3 电力系统自动化技术控制方法
电力系统具有复杂的内部组成,加之电子器件的物理性能难以控制。因此,电力系统必须采用先进智能的控制方法才能达到电力系统自动化的效果。
3.1 神经网络控制系统
神经网络控制方法在上世纪50年代被研制出来,迄今为止已经有70多年的历史。经过几代人的努力,其数学算法与内部模型发展的比较完善。神经网络控制技术是电力系统自动化控制方法中的常用控制方法。它的并行处理能力、自组织能力好,还具有较强的非线性。神经网络控制系统的控制机理是通过自带算法对赋予了大量控制质量的权值进行调节,最终达到足电力系统自动化控制的使用要求神经网络的非线性映射的效果。
3.2 专家控制系统
专家系统是一项来源于实际的电力系统自动化控制方式,是基于人工经验而编制的系统。它的基础现实中电力专家解决电力系统日常问题所用的各种方法。它对于电力系统故障自检测、自动隔离功能、系统自动恢复功能和紧急情况下的处理功能有明显效果。除此之外,为了供工作人员对电力系统进行综合有效管理,它还提供人机接口,方便工作人员的介入。然而专家控制系统有着不可克服的缺点,它缺乏学习性和创造性,难以控制较为复杂的电力情况。这些缺点电力系统自动化控制专家亟需解决的关键问题所在,在一定程度上限制了专家系统的使用。
3.3 综合智能控制系统
电力系统自动化控制开发者根据用户不断增加的需求,对自动化控制系统进行了全方位的融合与革新。综合智能控制系统具有较好的自学习、自组织性能与兼容性能,因为它集成了神经网络控制与模糊控制在结构上与模型算法的优势,以及各种智能控制系统,集合了不同控制系统的功能,是指相互补充,合力完成电力系统自动化的控制功能。综合智能控制系统多角度多方位的考虑不同问题,实现对电力系统自动化的智能控制。综合智能控制系统集多种控制方式之大成,去芜存菁,是现代电力系统自动化控制发展的主要趋势之一。
4 结束语
电力系统是服务人们生活的重要部分,实施电力系统自动化能够降低其工作成本,方便电力系统的管理。为进一步发展与完善电力系统的功能和用途,需要采用先进的电力系统自动化控制方法。因此,增强电力系统自动化控制方法,提升电力系统控制水平,也为提升电力系统自动化水平有着重要作用。
参考文献
[1]王威.现代电力系统自动化技术及其控制方法[J]. 河南科技,2014(01):97.
[2]刘森.浅析电力系统自动化控制[J]. 科技研究.2014(12):249.
[3]许林冲.浅论现代电力系统自动化技术[J]. 科学技术.2011(08):181.