随着我国各项事业的快速发展,电气自动化领域也在根据国家发展的需求不断更新自身发展的目标,以适应市场发展需求,提高自身发展的技术含量。电力系统的电气自动化的发展也走入了一个新的历史阶段,在不断的创新和完善的过程中,其因适用性更广、专业面更宽等特点而逐渐的显现出更大的应用优势。
一、 电气自动化系统的现状与发展
我国从20世纪90年代以后,利用电气监控纳入分散控制系统实现热工控制协调,标志着电气系统开始进入DCS时代。DAS是早期进入DCS的数据采集系统,主要是在DCS中实现对重要电气开关量和模拟量以及电度脉冲量的状态监视、 越限报警和事故顺序记录、打印报表等工作。计算机监控系统也广泛的应用于网络控制室中。然而现阶段的电气控制系统中,电气控制系统还没能取消常规的手动控制方式,电气控制屏还得以大量的保留。不仅无法减少单元控制室的面积,而且也加大了电气控制系统的投资,并没有实现真正意义上的计算机控制。
网络技术和网络可靠性的不断提高,电气控制和电气保护设备也在不断的发展,这些都为电气网络化的实现提供了优越的外部条件。电力系统电气部分的综合化,必将随着自动化网络的不断扩大而实现,并最终归入DCS系统中,从而实现信息资源在全厂范围内的共享,整个电力系统的自动化水平也必然会达到一个新的高度。
二、自动化技术系统的配置应用
1.远程监控技术
智能化远程控制、集中控制以及现场总线系统控制方式是电气自动化系统配置的应用主体。智能化远程控制利用硬接线电缆将采集柜和现场的信号进行连接,并利用光纤、双绞线等将 DCS主机和采集柜进行连接,这种方式将电缆材料极大的节省了,简化了安装环节,降低了操作成本,有效降低了控制面积,将整体系统的可靠性和智能型提升了一个较高的层次,实现了自检、数据处理及自校正等功能。集中控制主要是通过利用现场的电气馈线设置设备的接口,然后采用硬接线电缆合理连接集散控制系统的通道,实施对发电全场的监控。其具有良好的维护运行效果,较为快速的对应速度,针对监控站实施的防护水平适中,DCS 的系统成本造价也相对合理等特点。
2.集中式监控技术应用
集中式监控技术在电气工程中得到广泛使用的原因在于该系统具有设计比较容易、操作比较简单且日常维护方便都比较容易等特点。在电气工程中能够更加容易的满足工程的需要,不需要投入太多其他设备,大幅度减少成本支出。集中式就是在一个系统中对全部项目运行进行处理。由于之间的单独散乱的监控需要用到多个处理器,需要的电缆数量也比较多,这就造成成本投资的增加,加上多种电缆搅合在一起,会造成系统引入安全性和可靠性低现象。同时,电气工程中的断路器以及隔离刀闸均在使用硬接线,而这种硬接线由于其质地比较硬在连接时其紧密度比较弱,因此,常出现连接点连接失灵的问题,直接影响整个电气工程的所有设备在一段时间内无法运行,短时间的暂停运行直接造成整体的极大损失。因此,通过选择集中式监控技术,实行统一监控,不但使电气工程处于一种有序运行的模式,还减少工程的投入。
3.现场总线监控技术应用
现场总线监控技术是当前电气工程使用最为广泛且有效性最高的一项技术。它的主要工作原理是根据电气工程实际的不同间隔采取相对应的措施,其监控具有较好的针对性。现场总线监控技术能够适量的减少隔离设备以及端子柜等的使用,能够减少电气工程的大量设备成本投入[2]。加上这种技术拥有远程监控技术的特点, 所有电气工程设备均是采取现场安装,选择最直接最省电缆的方式,并且是以通讯方式来连接监控设备完成全部监控过程,这种模式能够大量节约成本资金,增加电气工程的效益。同时,由于设备之间主要是通过通讯网络信号设备相互连接,其独立性和灵活性相对比较强,一个设备出现故障不会波及全部设备,提整个电气工程的安全性和可靠性。
三、电气自动化技术在电力系统中的应用
1、电力系统调度自动化
电力系统调度自动化技术是目前发展最快的技术之一,其功能的强大性能够确保电力系统在运行过程中的准确性、可靠性和经济性。电力系统的数据采集和监控功能是调度自动化的基础,此外,电力系统的市场运营和决策也是不可忽略的环节。
2、变电站自动化
变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术,实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计,对变电站全部设备的运行都能够实现实时监控。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。这种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性,降低运行维护的成本,实现输电过程的高质量,保证经济效益。
3、配电网自动化技术
长期以来,配电网只能够采取手工操作的控制方法,随着技术的进步,逐渐能够运用独立的孤岛自动化技术,但是对电能的分配方面还是存在不足之处,因此,配电网自动化技术对于电能的分配和监控十分重要。配电网自动化主要包括馈线自动化和自动制图、设备管理、信息分析和配电网分析自动化,它依靠大量的智能终端、丰富的后台软件和数据库资料支持,通过信息技术的带动,实现配电网自动化,确保了对电能的充分利用。
四、电力系统及其自动化的研究方向
1、电力市场理论与技术
第一,认真研究有关电力市场的运营模式,深入探讨运营过程中各步骤的具体规则和流程。第二,提出适合我国现阶段状况,电力市场运营模式的期货交易、转运服务等模块的具体数学模型和算法。第三,紧紧围绕我国模拟电力市场运营中亟待解决一些的理论问题。
2、光电式电力互感器
光电互感器根据高压侧工作单元是否需要供电,可分为有源型光电互感器和无源型光电互感器两大类。光电互感器有着传统电磁式互感器无法比拟的优点,是电磁式互感器理想的替代品。虽然,国内在光电式电流互感器的研究方面特别是高电压等级上还面临一些问题,但是随着技术的发展和研究的深入,光电互感器取代传统互感器将只是一个时间上的问题,必将使电力互感器技术进入一个崭新的时代。
3、电力一次设备在线状态检测
对电力系统一次设备如汽轮机、发电机、断路器、变压器以及开关等设备进行连续长期的在线监测,不仅可以监视设备的运行状态,而且还可以分析各参数的变化趋势,判断是否存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。
4、变电站综合自动化与智能保护
此理论针对电力系统保护的新原理进行了研究,将国内外最新的网络通信、人工智能、自适应理论、综合自动控制理论以及微机新技术等应用于新型的继电保护装置中,使得新型继电保护装置具有智能控制的特点,从而大大提高了电力系统的安全水平。
5、电力系统分析与控制
对在线测量技术实施相角测量、研究电力系统稳定控制理论与技术、选择小电流接地选线方法、探讨电力系统振荡机理及抑制方法、研究发电机跟踪同期技术和调速控制、电力负荷预测方法、电网调度自动化仿真、电网故障诊断理论与技术等。在非线性理论和小波理论在电力系统应用方面,以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新模型、新理论、新算法和新的实现手段进行了研究。
结语
电力系统是一个较为复杂的系统,虽然当前在电力系统中自动化技术使得电力无论是在控制、操作,还是处理过程中变得较为简便易行,由于电力系统自身的复杂性,加之我国自动化发展技术与国际发展水平相比还有一段差距,所以,我国电气自动化技术的发展还应不断汲取他国的先进技术,以促进我国电力系统朝向更为健康的方向发展。相信随着科技的日新月异,我们会迎来科技含量更高的电力系统。
