基于电气工程及其自动化技术下的电力系统自动化发展的思考

2018-04-15陈明哲

电子测试 2018年2期

陈明哲

（山东科技大学（济南校区）,山东济南，250031）

1 基于电气工程及其自动化技术下的电力系统自动化发展

电力自动化系统正式投入使用，在电力系统中，电气工程及其自动化技术主要表现为自动化的发电控制、自动化的电力调度、自动化的安全分析、自动化的电压控制、自动化的数据采集等多个方面。对于电力企业运营的效率具有明显的提升作用，让设备发生故障率与发电成本投入得到明显降低。

自动化系统可以代替传统的人力操作，完成多项操作，让劳动强度得到降低，当前，自动化电力系统的操作界面已经相对灵活，以CC-2000、SD-6000等已经在电力调度自动化建设中得到广泛应用的电力自动化系统为例，这些系统可以让差异化的数据采集子系统得到提供，可以让不同使用要求得到满足，CC-2000依靠终端服务器系统、VME总线控制机系统，可以在保证适用性的同时具有良好的灵活性，利用开放式设计，融入封装思想设计理论与事件驱动技术，可以让性能得到保障。SD-6000系统最大的特点是自动回拨功能与云图功能，此电力自动化系统相对先进，具有调动投影功能，利用安全稳定的元件模型，融合场站单线图拘束，可以让数据处理、响应的速度得到保证，如在我国广州电力局中，就采用了这种系统进行电网数据采集、远程控制和能量管理。

在电力工业领域，利用电气工程及其自动化技术可以让过去的供电与电力管理方式受到改变，可以让电力工业的进一步发展得到保障，让供电质量与效率得到提升。在过去的电力系统中，供电时经常会出现波形突变、电压波动闪变和电压偏差等现象，让电能质量忽高忽低，而电压偏低、电流偏低等现象会因此产生。在融入电气工程及其自动化技术后，可以对这些现象予以避免。同时，在过去如果出现电力系统故障事件，在对其进行维修时往往要采用停机维护的方法，在对查找故障点时，免不了投入大量的精力与时间，让效率无法得到保障。且故障的产生会让设备运行人员带来威胁，电力自动化系统在故障产生时可以对故障点进行自动隔离，让故障点得到及时切除，让其他节点的平稳运行得到保障，让故障点扩大现象得到避免。故障信息自动生成，控制中心在接收到故障信息之后，负责运维的工作人员可以依照相关信息对故障点予以确定，让电力系统的运行更为可靠、安全。

2 基于电气工程及其自动化技术下电力系统自动化关键技术

2.1 动态安全监控系统

为确保电力系统的安全运行可以得到保障，动态安全监控系统的应用具有必要性，在电力系统自动化建设与实现中，该技术具有不可缺少的关键地位。一般情况下，监视控制系统、SCADA系统是动态安全监控系统中的重要子系统，自动故障检测技术是动态安全监控系统的核心技术，它利用对电磁暂态的记录，可以让故障录波得到分析，检测效果相对较好，结合GPS技术，可以让数据的传输更为同步，让监控以及后期维护的效率得到保障，让故障录播仪中数据冗余问题可以得到有效解决。以我国天津电网为例，在该电网中，就采用了在线动态安全监控系统，结合软件流程、硬件结构和数据库系统可以形成系统的整体框架，在Linux集群环境下，系统可以对六大关键技术予以满足，让在线潮流数据得到处理与简化，设定外部电网等效模型，对此进行调整，选取、排序预想事故，可以让整个电力系统在运行投入后取得良好的效果，据统计，在5分30秒内，该系统完成的扫描故障数量约300个。

2.2 柔性交流输电系统

早在2013年，市场研究公司MarketsandMarkets就做出预测，即中国是全球最具潜力的柔性交流输电系统市场，在自动化输电系统中，柔性交流输电系统占有核心地位，本身对传感技术、远程遥感技术、微机处理技术、电力电子技术等技术予以涉及，对于新型节能技术予以涉及，如FACTS技术、串联补偿技术、SVC技术是柔性交流输电系统的技术核心，自动化处理输电系统的主要参数，让控制和调节更为智能化，如FACTS装置中输电系统就包含了SVC、SVG、TSC、TCR、UPFC、SSSC以及FCL等装置，这些装置可以让输电系统性能得到有效保障，同时可以让供电损耗与供电成本得到有效降低。在具体特性中，它可以大范围对潮流进行有效控制，可以让线路输送能力增大，让其和导线热极限接近，如一条500kV线路安全送点极限在1000MW到2000MW之间，线路热极限为3000MW，那么在应用FACT技术之后，就可以让其输送能力提升约50%~100%，而备用发电机组容量也可以从典型18%减少到15%[3]。在FACTS装置中，静止无功补偿器可以对电力系统振荡进行有效消除，可以让系统稳定性得到提升。除此之外，特高压电网是全球能源互联网发展的骨干网架，主导为清洁能源的输送，这是我国环境友好型与能源节约型社会发展的重要举措，交流输电的灵活性问题是交流电网控制研究的关键，在基于电气工程及其自动化技术下的电力自动化系统在未来发展中需要紧密依靠柔性交流输电系统的发展。

2.3 电力系统智能控制技术

将智能控制技术融入到电力能源产品的生产运输应用技术系统中，可以让该系统得到更大的支持与保障，在未来发展中，自动化与智能化的同步发展将是重要趋势，也是未来电力能源产品生产运输资源控制模块中最为重要的技术形态。智能控制系统的应用具有十分广阔的发展潜力，对于传统控制技术形态面临的疑难问题与复杂问题，它可以对其予以有效解决，在非确定性非线性电力能源应用技术系统对高级性应用技术系统相关要求予以适应的过程中，其技术性控制效果相对充分而稳定。现阶段，在电力系统智能控制技术中，模糊方法已经得到了广泛应用，其主要是通过模糊输入量来推导出模糊控制输出，主要包含三个部分、模糊化、模糊推理以及模糊判决，如在爱尔兰国家调度中心，就利用模糊方法对调度员负荷预测方法进行描述，其负荷最高为230万kW，调度员会选择参考日负荷，然后在负荷曲线关键点进行负荷估计，依照曲线连接估计值，编制相应的数据库供调度员选择，取得效果相对较好。

3 基于电气工程及其自动化技术的电力系统自动化发展趋势

随着电力自动化研究投入成本的加大，电力工业领域得到了电气工程及其自动化技术的融入。现阶段，我国已经取得了一定成果，在未来发展中，其本身发挥的功能与作用势必得到提升，在输配电、变电站、电能表、交互终端、配电网等多个方面，这种电气工程及其自动化技术都将得到应用。以变电站为例，当前情况，我国部分变电站已经实现了无人看守的目标，如在220kV智能变电站中，结合自动化技术与智能技术已经可以完成自动多层巡视工作，此类智能变电站的分层分布控制网络可以分为三种类型：环形网络、星型网和总线型网络。从技术角度对其进行分析，在其内部主要包含计算机监控与微机保护这两个部分，依照部分的结构作用可以将其分为三个层次，即间隔层（综保继电器、多功能电表、保护控制柜）、通信层（光缆、电缆、通信管理机、交换机）和站控层（电脑、打印机监控屏幕）。