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淺析電力自動(dòng)化的技術(shù)分析
摘要：自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，它滲透在電力系統(tǒng)的每一個(gè)重要環(huán)節(jié)，并且發(fā)揮著不可替代的作用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)為電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供了有效的助力，電力自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用會(huì)不斷的得到完善和發(fā)展。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);自動(dòng)化;技術(shù)分析
中圖分類(lèi)號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
電力已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)生活的最主要能源，為滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(zhǎng)的電能需求，電力系統(tǒng)中必須使用先進(jìn)的、自動(dòng)化程度高的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控與管理升級(jí)或完善，及時(shí)收集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)這些信息采取相應(yīng)的處理操作，以確保電網(wǎng)長(zhǎng)期維持在健康穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的供電效率。上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)均需要相關(guān)的電力自動(dòng)化技術(shù)作為支持。
一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)概述
電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是指通過(guò)具有自動(dòng)檢測(cè)功能和決策控制功能的裝置以及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的各個(gè)元件、局部系統(tǒng)甚至是全系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控、協(xié)調(diào)控制的技術(shù)。
二、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)探討
1主動(dòng)的對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及其在電力系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視與控制中的運(yùn)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)在軟件的重用性、繼承性、封裝性、開(kāi)放性及軟件工程等方面帶來(lái)革命性的影響，已經(jīng)深刻影響軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的各方面，如面向?qū)ο蟮姆治�、面向�(qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟮木幊痰�。新一代的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該全面地采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，支持面向?qū)ο蟮臉?biāo)準(zhǔn)。主動(dòng)的對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)與一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相比，主要的優(yōu)勢(shì)在于主動(dòng)功能以及對(duì)對(duì)象技術(shù)的支持。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的判斷(如數(shù)據(jù)發(fā)生變化，數(shù)據(jù)越限)以及數(shù)據(jù)的分析都是由外來(lái)程序完成的。而在主動(dòng)的對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用數(shù)據(jù)庫(kù)的觸發(fā)子可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)視功能，利用數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)象的函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。由于引入觸發(fā)機(jī)制以及對(duì)象技術(shù)，這就可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，在節(jié)省數(shù)據(jù)讀出和寫(xiě)入時(shí)間的同時(shí)，又充分地利用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)的管理功能，提高數(shù)據(jù)可靠性，維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性，便于數(shù)據(jù)的共享等。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中觸發(fā)子和對(duì)象的函數(shù)功能的進(jìn)一步研究，有望實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視與控制的更加復(fù)雜的功能。
2光互連并行處理器陣列在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制和繼電保護(hù)中的應(yīng)用研究。光互連技術(shù)的特點(diǎn)：①光互連不受電容性負(fù)載的影響，其輸入輸出可根據(jù)需要具有很大靈活性。②光互連的扇出數(shù)主要受探測(cè)器功率限制。光互連既可解決無(wú)終端的電互連線(xiàn)受到臨界線(xiàn)長(zhǎng)度的限制的問(wèn)題，又可解決有終端線(xiàn)受到沿該線(xiàn)輸出端密度限制的問(wèn)題，它可以在計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高性能互連。它以光速傳遞信息，可將時(shí)鐘扭曲問(wèn)題減小到最小程度。③光互連不受平面和準(zhǔn)平面的限制，光在光波導(dǎo)中可以大于10°的交叉角相互交叉，自由空間光束可相互穿越而不相互作用，可提高系統(tǒng)集成度。研究結(jié)果表明，互連網(wǎng)絡(luò)采用光子傳輸與電子交換相結(jié)合的方法，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有靈活的編程重構(gòu)特性。光互連網(wǎng)絡(luò)的帶寬不受傳輸長(zhǎng)度的影響，具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，體現(xiàn)了光互連技術(shù)在并行處理器陣列系統(tǒng)中具有很大的應(yīng)用潛力，為并行處理器陣列中的高速數(shù)據(jù)通訊和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了方便。從而表明了光互連并行處理器陣列在電力系統(tǒng)自動(dòng)控制和繼電保護(hù)中具有遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景，將使電力系統(tǒng)自動(dòng)控制和繼電保護(hù)的水平提高到一個(gè)新的高度，保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行。
3 智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)分析
固定補(bǔ)償與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償相結(jié)合隨著社會(huì)的發(fā)展，負(fù)載類(lèi)型越來(lái)越復(fù)雜，電網(wǎng)對(duì)無(wú)功要求也越來(lái)越高，因此單純的固定補(bǔ)償已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，新的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能較好地適應(yīng)負(fù)載變化。而三相共補(bǔ)與分相補(bǔ)償相結(jié)合這種新的設(shè)備尤其是大量的電力電子、照明等家居設(shè)備，都是兩相供電，電網(wǎng)中三相不平衡的情況越來(lái)越多，三相共補(bǔ)同投同切已無(wú)法解決三相不平衡的問(wèn)題，而全部采用單相補(bǔ)償則投資較大。因此根據(jù)負(fù)載情況充分考慮經(jīng)濟(jì)性的共分結(jié)合方式在新的經(jīng)濟(jì)條件下日益廣泛應(yīng)用。穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償與快速跟蹤補(bǔ)償相結(jié)合的補(bǔ)償方式是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。主要是針對(duì)大型的鋼鐵冶金等企業(yè)，工藝復(fù)雜、用電量大、負(fù)載變化快、波動(dòng)大，充分有效地進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，不僅可以提高功率因數(shù)、降損節(jié)能，而且可以充分挖掘設(shè)備的工作容量，充分發(fā)揮設(shè)備能力，提高工作效率，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益大。
三、當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化依賴(lài)IT技術(shù)向前發(fā)展的重要熱點(diǎn)技術(shù)
1電力一次設(shè)備智能化
常規(guī)的電力一次設(shè)備和二次設(shè)備，在安裝地點(diǎn)的選擇上一般會(huì)相隔幾十至幾百米距離，互相間用強(qiáng)信號(hào)電力電纜和大電流來(lái)實(shí)現(xiàn)電纜連接的控制。而電力一次設(shè)備智能化，主要是在一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能就地實(shí)現(xiàn)考慮進(jìn)來(lái)，實(shí)現(xiàn)電力信號(hào)電纜和控制電纜的控制和節(jié)省。電力一次設(shè)備智能化還存在很多問(wèn)題，主要的問(wèn)題就是高強(qiáng)度電磁干擾，這是由于電子部件經(jīng)常受到現(xiàn)場(chǎng)大電流開(kāi)斷的影響所致。在這方面現(xiàn)在關(guān)鍵的技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問(wèn)題。
2光電式電力互感器
在輸電線(xiàn)路中，電力互感器是不可缺少的重要設(shè)備，其能按一定的比例關(guān)系將輸電線(xiàn)路上的高電壓和大電流數(shù)值，降到用儀表直接測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍內(nèi)，這樣就便于儀表的直接測(cè)量。但是也有缺點(diǎn)，就是隨電壓等級(jí)的不斷升高絕緣難度就越大，設(shè)備的體積和質(zhì)量也越大。而信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍小就會(huì)導(dǎo)致電流互感器出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，還可能發(fā)生信號(hào)的畸變。在互感器的輸出信號(hào)上，還不能實(shí)現(xiàn)與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備的直接接口。目前，不少發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成功的研究出了新型的光電式和電子式互感器，我國(guó)的很多大專(zhuān)院校和科研單位也在進(jìn)行研發(fā)并取得了一定的研究成果。然而還存在材料隨溫度系數(shù)的影響而致穩(wěn)定性不夠理想的問(wèn)題。除此之外，作為關(guān)鍵技術(shù)的光電互感器，其輸出的信號(hào)比電磁式互感器輸出的信號(hào)要小得多，一般是毫安級(jí)水平，不能像電磁式互感器那樣，可以通過(guò)較長(zhǎng)的電纜線(xiàn)送給測(cè)控和保護(hù)裝置，這就需要在就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，要通過(guò)光纖接口送出、模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等電子電路部分在結(jié)構(gòu)上與互感器的一體化設(shè)計(jì)。
.四、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要意義
首先，電力系統(tǒng)自動(dòng)化維持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠利用自動(dòng)裝置迅速切除故障，恢復(fù)正常，保證輸變電設(shè)備正常運(yùn)行，防止故障波及整個(gè)系統(tǒng)而造成大面積的破壞。此外，電力系統(tǒng)自動(dòng)化能使電力系統(tǒng)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高其經(jīng)濟(jì)效益和管理能力。
結(jié)語(yǔ)
電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行等方面發(fā)揮著極大作用。其既能夠滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的整體需求，還能及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)出電力系統(tǒng)可能發(fā)生的突發(fā)狀況，然后采取有效的補(bǔ)救措施，保證電力系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。因此，我們要將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在工程中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和全球化。
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