论文部分内容阅读
摘要：随着国家不断加大对电力事业的投入力度，我国的电力工程建设也取得了长足的发展。我国目前主要的发电形式仍然是以火电为主，因此对于发电厂电气监控系统的研究大多侧重在火电厂方面，但是由于水力发电的快速崛起，对其相关的研究也越来越紧迫。本文主要介绍了水力发电厂电气监控系统的主要问题及发展方向。
关键词：水力发电厂；电气监管；问题；发展
中图分类号：TM622文献标识码： A
引言
电气自动化是一项先进的，要求相对较高的电子技术，主要就是利用信息技术实现对电气自动化的控制。随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断提高，对于电力需求量也越来越大，而发电厂实现电气自动化不仅能够较好的满足人民群众日常生产生活和社会经济发展的用电需求，还有助于进一步促进我国电力工程建设。中国经济已进入新的发展时期，在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面，生态环境压力持续增大。大力发展水电事业将有利于缩小城乡差距、改善农村生产生活条件，对于推进地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定，具有不可替代的作用。水电开发通过投资拉动、税收增加和相关服务业的发展，将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势，以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展。水力发电这种清洁，污染少的发电形式必然会逐渐取代火力发电，成为未来电力供应的主导形式，随着技术上的日益成熟，水力发电的相关问题也越来越受到重视，水力发电厂有关电气监控系统的研究就是其中很重要的一方面。由于之前欠缺这方面的研究，因此有必要先从基本的电气监控系统的知识来进行进一步的深入研究，并结合火电厂的有关研究借鉴、吸收。
一、水力发电厂电气监控概述
1、水力发电概述
水力发电其实主要是通过借助于河川、湖泊等具有较高地势的水流通过力的作用把水流转化成一种能量。这种能量产生实际的作用还需要借助于外在的机械，使之转化成电能。水力是无污染的可再生能源，用水力资源发电可以节约大量资源量有限的煤炭、石油等矿物燃料。水力资源成本比较低，水电站设备使用寿命也比较长此外，我们还应了解到，由于水力发电厂发电的一个特点是其电压与其它发电相比较低，而且还需要通过变压器才能将其发送给距离较远的使用者。在这个过程中，变压器只是起到了一个将电压提高的作用。在这之后还要再运用架空输电路将电力集中到一个变电所，集中起来并再一次进行降压。通过配电线路输送给家庭及工厂、公司等的使用，使之符合普通家庭、工厂等的供电需要。还需要了解到的一点是，水电站有各种不同的分类方法。按照水电站利用水源的性质，可分为三类：常规水电站：利用天然河流、湖泊等水源发电；抽水蓄能电站：利用电网中负荷低谷时多余的电力，将低处下水库的水抽到高处上水库存蓄，待电网负荷高峰时放水发电，尾水至下水库，从而满足电网调峰等电力负荷的需要；潮汐电站：利用海潮涨落所形成的潮汐能发电。
二、发电厂电气自动化技术的重要性
科学技术的发展，电气自动化、一体化技术也得以的逐渐实现，发电厂要想取得更好的发展并紧跟时代发展需求，就必须实现电气自动化。随着信息化时代的来临，电子技术、计算机网络技术的飞速发展促使信息化成為当今社会发展的新型资本要素，信息工作的重要性使得电子信息技术也在快速发展，这就为电气自动化技术的发展打下了良好的基础。发电厂要想紧跟时代发展并更好的满足民生和社会经济发展需求，其在技术方面也必须不断革新，这样才能获取理想的成绩。随着我国对电气自动化、一体化的大力推广和应用，发电厂电气自动化方面也取得了长足进步，通过合理、有效的对电力系统资源进行配置，当前，为过的发电厂已基本实现自动化运行，这不仅大大提高了电网运行效率，降低了电力生产成本，还大幅度增强了水电力企业的市场竞争力。发电厂电气自动化的实现必须建立在发电厂电气自动化系统的基础上，该系统所具备的功能就是协调管控主控系统和发电设备，以此实现数据共享和数据交换，这样不仅提高了发电设备的运行效率，减轻了电力工作人员的工作压力和负担，还能进一步确保电力系统的运行的安全稳定。该系统的主要内容有：发电厂自动化、电网调度自动化、供电系统自动化、电力系统信息自动传输、电力系统反事故自动化、电力管理系统自动化。发电厂电气自动化的目的就是对电气自动化系统所包含内容进行自动化控制，其中电气自动化系统的关键内容是变电站电气自动化，这直接影响着整个电网运行的安全稳定。
三、电气系统监控的特点
作为本文的主要研究对象，我们有必要对电气系统监控进行分析，最好的认识就是通过对其特点的分析来把握。有关发电厂电气系统的特征主要有以下几点。
3.1有关电气设备的装置问题，要求装置的安全可靠及运作快速。举例来说，发变组的保护要求在40s以内运作动作；而电压的自动调整装置则要求在极快的速度内完成励磁等，这些都说明对电气监控系统的性能的要求是非常严格的。
3.2电气设备的操作结构是十分复杂的，技术性要求极高。由此可以看出，有关发电厂电气监控系统的研究需要密切结合实际，运用科技提供的有利条件。在操作中注意安全性以及对设备的维护，以便电厂在日常的工作中能够顺利开展工作。
3.3电气设备的操作次数较少。按照系统的设定可以在正常的工作中运行很长时间，有时是几个月。虽然操作次数少但并不意味着操作简单，实践中对电气设备操作的要求是非常严格的。尤其是对发变组和电源断路器等的操作，要求操作人员更要谨慎、仔细，坚持安全第一原则。
四、水电厂电气监控系统探究中的重点问题
通过对有关火电厂电气监控系统的研究我们可以发现，电气监控系统的分布式控制系统存在一些不可忽视的问题。电气系统的现状主要表现为，传送方式上仍热还是通过分布式控制系统来传送有关的命令和信号，缺少现场传送的有关信息。从电厂方面来看，通过互联网将电气系统进行联网是非将电气系统进行联网是非常有利的。但此时如果还是只通过分布式控制来监视，功能是很单一的。既不能及时应对现代高科技引发的一些隐患，也不能更深一步的开发出有关的数据来维护电气设备，使得电气系统联网的价值得不到充分的体现。通过分析，我们认为非常有必要设计出一个有效的、实用性强的电气监控系统，因此我们需要考虑以下几个方面的问题。
1、关于通信数据
发电厂的各种传送、保护、测量等装置都非常多，对于通信的传输也是非常多，但是分布式控制系统与有些装置的关联性并不大。目前的分散处理通信数据使得整个系统很繁忙，对于系统的整体稳定性有一定的影响。这就使得一些电厂对电气系统的连接方式以及对接入数据的安全性或可靠性有所怀疑。
2、电气系统连接的问题
从目前来看，电气系统接入分布式控制系统主要采用硬连接的方式。这种方式的最大问题在于投资非常大，与整个系统收费比较的话显得不够合理。
3、功能问题
电气系统联网后对于整个系统的运作是非常有利的，但与此同时，某些功能现在还限制在某些简单的系统中，在整体上功能的发挥空间未得到有效地开发。此外，对于分布式控制系统来说，联网未能使其实现自动化。
4、接口问题
这里的接口主要指通信接口。分布式控制系统发动机控制系统之间的通信接口没有一个统一的标准，在实践中，通常都是根据具体的工程来决定有关的操作方案的。这样就会产生有关装置与生产厂家之间的配合，影响系统的整体的、良好的连接。
五、水电厂电气监控系统未来发展趋势
1、新型水力发电厂电气监控系统的主要框架
通过以上分析，我们可以对新型的水力发厂电气监控系统有一个主要框架的构想。这种构想主要是建立在对互联网介入的价值分析之上的，这就需要明确新型的水力发电厂的电气监控系统所发挥的作用，以及对实践经验的结合。一个好的发电厂的电气监控系统应该充分发挥这样的作用：扩大应用范围；不仅限于测量保护、数据收集等，还要及时诊断、进行系统优化等。新型电气控制系统的应用还要发挥它的網络监控作用，充分利用互联网的信息优势。
笔者认为，可以通过分层式系统结构，将整个电气监控系统划分为三个层次：控制保护层、通信管理层、系统监控层。控制保护层主要侧重于装置的自动性，通过装置的一些基本功能，完成整体的控制保护；通信管理层主要针对各种数据信息的有效整理收集，提高数据的可靠性、真实性；系统监控层要注意各种设备、装置等的相互作用，切实与互联网结合起来，做好整体的、系统性的监控。
2、水力发电厂电气监控系统的主要方向
通过以上分析，我们看出在实践中存在着非常多的问题。针对于此，在最近几年里，许多电厂以及有关的主要设计部门开始把目光转向对电气监控系统自动化的研究上来，并且一些研究已经逐渐开始得到认可。这些研究主要侧重点在于将电气系统进行联网，由此形成一个有效的电气监控系统且与分布式控制系统的结合。从实践中不难看出，科技的进步与电厂电气系统监控的改进是密切相关的。因此，自动化正在发展成为一种趋势。怎样才能建立起一个真正意义上的自动化的电气监控系统，怎样更好地通过联网的方式与各种装置结合，更好地发挥监控作用，已经成为一种主流。近几年来发电厂电气设备在自动化水平的提升上所做的努力，以及相关技术的发展，已经为建立一个真正意义上的综合的、新型的电气监控系统打下了良好的基础。
结束语
近几年来发电厂电气设备综合自动化水平的提高, 以及现场总线技术的发展, 为建立新型的电气监控系统奠定了技术上的基础。发电厂电气监控管理系统是进一步提高电厂自动化水平, 特别是电气运行管理水平的有力保证。具有很强的实用价值, 可供工程借鉴。
参考文献
[1]吴泽生,吴艳萍. 数字化电气监控管理系统的探讨[J].电力自动化设备,2010(01)：11-12
[2]董桁.发电厂电气系统监控纳入DCS的应用[J].四川电力技术,2011(07)：34-35
[3]王彤.发电厂电气系统研究[J].科技资讯,2009(10)：10-11
关键词：水力发电厂；电气监管；问题；发展
中图分类号：TM622文献标识码： A
引言
电气自动化是一项先进的，要求相对较高的电子技术，主要就是利用信息技术实现对电气自动化的控制。随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断提高，对于电力需求量也越来越大，而发电厂实现电气自动化不仅能够较好的满足人民群众日常生产生活和社会经济发展的用电需求，还有助于进一步促进我国电力工程建设。中国经济已进入新的发展时期，在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面，生态环境压力持续增大。大力发展水电事业将有利于缩小城乡差距、改善农村生产生活条件，对于推进地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定，具有不可替代的作用。水电开发通过投资拉动、税收增加和相关服务业的发展，将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势，以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展。水力发电这种清洁，污染少的发电形式必然会逐渐取代火力发电，成为未来电力供应的主导形式，随着技术上的日益成熟，水力发电的相关问题也越来越受到重视，水力发电厂有关电气监控系统的研究就是其中很重要的一方面。由于之前欠缺这方面的研究，因此有必要先从基本的电气监控系统的知识来进行进一步的深入研究，并结合火电厂的有关研究借鉴、吸收。
一、水力发电厂电气监控概述
1、水力发电概述
水力发电其实主要是通过借助于河川、湖泊等具有较高地势的水流通过力的作用把水流转化成一种能量。这种能量产生实际的作用还需要借助于外在的机械，使之转化成电能。水力是无污染的可再生能源，用水力资源发电可以节约大量资源量有限的煤炭、石油等矿物燃料。水力资源成本比较低，水电站设备使用寿命也比较长此外，我们还应了解到，由于水力发电厂发电的一个特点是其电压与其它发电相比较低，而且还需要通过变压器才能将其发送给距离较远的使用者。在这个过程中，变压器只是起到了一个将电压提高的作用。在这之后还要再运用架空输电路将电力集中到一个变电所，集中起来并再一次进行降压。通过配电线路输送给家庭及工厂、公司等的使用，使之符合普通家庭、工厂等的供电需要。还需要了解到的一点是，水电站有各种不同的分类方法。按照水电站利用水源的性质，可分为三类：常规水电站：利用天然河流、湖泊等水源发电；抽水蓄能电站：利用电网中负荷低谷时多余的电力，将低处下水库的水抽到高处上水库存蓄，待电网负荷高峰时放水发电，尾水至下水库，从而满足电网调峰等电力负荷的需要；潮汐电站：利用海潮涨落所形成的潮汐能发电。
二、发电厂电气自动化技术的重要性
科学技术的发展，电气自动化、一体化技术也得以的逐渐实现，发电厂要想取得更好的发展并紧跟时代发展需求，就必须实现电气自动化。随着信息化时代的来临，电子技术、计算机网络技术的飞速发展促使信息化成為当今社会发展的新型资本要素，信息工作的重要性使得电子信息技术也在快速发展，这就为电气自动化技术的发展打下了良好的基础。发电厂要想紧跟时代发展并更好的满足民生和社会经济发展需求，其在技术方面也必须不断革新，这样才能获取理想的成绩。随着我国对电气自动化、一体化的大力推广和应用，发电厂电气自动化方面也取得了长足进步，通过合理、有效的对电力系统资源进行配置，当前，为过的发电厂已基本实现自动化运行，这不仅大大提高了电网运行效率，降低了电力生产成本，还大幅度增强了水电力企业的市场竞争力。发电厂电气自动化的实现必须建立在发电厂电气自动化系统的基础上，该系统所具备的功能就是协调管控主控系统和发电设备，以此实现数据共享和数据交换，这样不仅提高了发电设备的运行效率，减轻了电力工作人员的工作压力和负担，还能进一步确保电力系统的运行的安全稳定。该系统的主要内容有：发电厂自动化、电网调度自动化、供电系统自动化、电力系统信息自动传输、电力系统反事故自动化、电力管理系统自动化。发电厂电气自动化的目的就是对电气自动化系统所包含内容进行自动化控制，其中电气自动化系统的关键内容是变电站电气自动化，这直接影响着整个电网运行的安全稳定。
三、电气系统监控的特点
作为本文的主要研究对象，我们有必要对电气系统监控进行分析，最好的认识就是通过对其特点的分析来把握。有关发电厂电气系统的特征主要有以下几点。
3.1有关电气设备的装置问题，要求装置的安全可靠及运作快速。举例来说，发变组的保护要求在40s以内运作动作；而电压的自动调整装置则要求在极快的速度内完成励磁等，这些都说明对电气监控系统的性能的要求是非常严格的。
3.2电气设备的操作结构是十分复杂的，技术性要求极高。由此可以看出，有关发电厂电气监控系统的研究需要密切结合实际，运用科技提供的有利条件。在操作中注意安全性以及对设备的维护，以便电厂在日常的工作中能够顺利开展工作。
3.3电气设备的操作次数较少。按照系统的设定可以在正常的工作中运行很长时间，有时是几个月。虽然操作次数少但并不意味着操作简单，实践中对电气设备操作的要求是非常严格的。尤其是对发变组和电源断路器等的操作，要求操作人员更要谨慎、仔细，坚持安全第一原则。
四、水电厂电气监控系统探究中的重点问题
通过对有关火电厂电气监控系统的研究我们可以发现，电气监控系统的分布式控制系统存在一些不可忽视的问题。电气系统的现状主要表现为，传送方式上仍热还是通过分布式控制系统来传送有关的命令和信号，缺少现场传送的有关信息。从电厂方面来看，通过互联网将电气系统进行联网是非将电气系统进行联网是非常有利的。但此时如果还是只通过分布式控制来监视，功能是很单一的。既不能及时应对现代高科技引发的一些隐患，也不能更深一步的开发出有关的数据来维护电气设备，使得电气系统联网的价值得不到充分的体现。通过分析，我们认为非常有必要设计出一个有效的、实用性强的电气监控系统，因此我们需要考虑以下几个方面的问题。
1、关于通信数据
发电厂的各种传送、保护、测量等装置都非常多，对于通信的传输也是非常多，但是分布式控制系统与有些装置的关联性并不大。目前的分散处理通信数据使得整个系统很繁忙，对于系统的整体稳定性有一定的影响。这就使得一些电厂对电气系统的连接方式以及对接入数据的安全性或可靠性有所怀疑。
2、电气系统连接的问题
从目前来看，电气系统接入分布式控制系统主要采用硬连接的方式。这种方式的最大问题在于投资非常大，与整个系统收费比较的话显得不够合理。
3、功能问题
电气系统联网后对于整个系统的运作是非常有利的，但与此同时，某些功能现在还限制在某些简单的系统中，在整体上功能的发挥空间未得到有效地开发。此外，对于分布式控制系统来说，联网未能使其实现自动化。
4、接口问题
这里的接口主要指通信接口。分布式控制系统发动机控制系统之间的通信接口没有一个统一的标准，在实践中，通常都是根据具体的工程来决定有关的操作方案的。这样就会产生有关装置与生产厂家之间的配合，影响系统的整体的、良好的连接。
五、水电厂电气监控系统未来发展趋势
1、新型水力发电厂电气监控系统的主要框架
通过以上分析，我们可以对新型的水力发厂电气监控系统有一个主要框架的构想。这种构想主要是建立在对互联网介入的价值分析之上的，这就需要明确新型的水力发电厂的电气监控系统所发挥的作用，以及对实践经验的结合。一个好的发电厂的电气监控系统应该充分发挥这样的作用：扩大应用范围；不仅限于测量保护、数据收集等，还要及时诊断、进行系统优化等。新型电气控制系统的应用还要发挥它的網络监控作用，充分利用互联网的信息优势。
笔者认为，可以通过分层式系统结构，将整个电气监控系统划分为三个层次：控制保护层、通信管理层、系统监控层。控制保护层主要侧重于装置的自动性，通过装置的一些基本功能，完成整体的控制保护；通信管理层主要针对各种数据信息的有效整理收集，提高数据的可靠性、真实性；系统监控层要注意各种设备、装置等的相互作用，切实与互联网结合起来，做好整体的、系统性的监控。
2、水力发电厂电气监控系统的主要方向
通过以上分析，我们看出在实践中存在着非常多的问题。针对于此，在最近几年里，许多电厂以及有关的主要设计部门开始把目光转向对电气监控系统自动化的研究上来，并且一些研究已经逐渐开始得到认可。这些研究主要侧重点在于将电气系统进行联网，由此形成一个有效的电气监控系统且与分布式控制系统的结合。从实践中不难看出，科技的进步与电厂电气系统监控的改进是密切相关的。因此，自动化正在发展成为一种趋势。怎样才能建立起一个真正意义上的自动化的电气监控系统，怎样更好地通过联网的方式与各种装置结合，更好地发挥监控作用，已经成为一种主流。近几年来发电厂电气设备在自动化水平的提升上所做的努力，以及相关技术的发展，已经为建立一个真正意义上的综合的、新型的电气监控系统打下了良好的基础。
结束语
近几年来发电厂电气设备综合自动化水平的提高, 以及现场总线技术的发展, 为建立新型的电气监控系统奠定了技术上的基础。发电厂电气监控管理系统是进一步提高电厂自动化水平, 特别是电气运行管理水平的有力保证。具有很强的实用价值, 可供工程借鉴。
参考文献
[1]吴泽生,吴艳萍. 数字化电气监控管理系统的探讨[J].电力自动化设备,2010(01)：11-12
[2]董桁.发电厂电气系统监控纳入DCS的应用[J].四川电力技术,2011(07)：34-35
[3]王彤.发电厂电气系统研究[J].科技资讯,2009(10)：10-11