電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)以及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
1 電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)
在我國(guó)的高校課堂中,電氣自動(dòng)化專業(yè)最早開(kāi)設(shè)于20世紀(jì)50年代,在此期間雖然經(jīng)過(guò)多次的調(diào)整,但是因?yàn)槠溥m用性強(qiáng)以及應(yīng)用面廣的特點(diǎn),所以一直備受歡迎,本文特將電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)單歸結(jié)如下。
1.1 半控型晶閘管被全控型電力電子開(kāi)關(guān)取代
從最開(kāi)始出現(xiàn)的晶閘管作為第一代電子電力器件,至今在我國(guó)仍然廣泛應(yīng)用在直流與交流傳動(dòng)的控制系統(tǒng),一直到后來(lái)出現(xiàn)的二代全控式器件、三代復(fù)合型器件直到最后出現(xiàn)的第四代電力電子器件,將主回路的器件、而且包括驅(qū)動(dòng)電力、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)、電流檢測(cè)甚至溫度的自動(dòng)控制等都集合為一體。
1.2 變頻器電路由低頻發(fā)展為高頻
高頻變頻器電路在不阻礙逆變器工作頻率提高的同時(shí)能將開(kāi)關(guān)損耗降到最低,從而使逆變器尺寸減少、有效地降低了成本而且還可以使逆變器在較高的功率下集成化,由此可見(jiàn)直流逆變器電路的發(fā)展前途是極為可觀的。
1.3 通用變頻器大量的投入到使用中
通用變頻器一般指批量化、系列化、在市場(chǎng)需求量較大的中小功率統(tǒng)稱為通用變頻器。從變頻器產(chǎn)品來(lái)分析,U/F控制器由最初的普通功能型轉(zhuǎn)變成為高功能型,一直到后來(lái)的高動(dòng)態(tài)性能矢量控制型,現(xiàn)以電力半導(dǎo)體器件IGBT為主,其獨(dú)具的可靠性、操作性以及維修方便等特點(diǎn)使單片控制技術(shù)也得到相應(yīng)的提高。
1.4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)步受計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)的推動(dòng)
20世紀(jì)80年代,單片機(jī)技術(shù)的廣泛發(fā)展和應(yīng)用使我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全面的更新?lián)Q代。國(guó)產(chǎn)工業(yè)計(jì)算機(jī)以及引進(jìn)的PC機(jī)技術(shù)在電廠的監(jiān)控系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化、變電站的綜合自動(dòng)化中起到了至關(guān)重要的作用。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的應(yīng)用軟件能完全的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、匯總、分類、分析、顯示、打印、完成等操作。但是在這期間電氣自動(dòng)化還存在一定的問(wèn)題,比如:不同廠家的設(shè)備不能進(jìn)行互聯(lián);因?yàn)樵O(shè)備與計(jì)算機(jī)通信之間一般是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的星形連接,導(dǎo)致了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性不好,直接導(dǎo)致了設(shè)備配置的靈活性很差;整個(gè)系統(tǒng)在功能、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議等方面都缺乏相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
電廠監(jiān)控、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化技術(shù)水平的飛速發(fā)展是出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代,其發(fā)展最根本的原因是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。新產(chǎn)品與之前的產(chǎn)品相比較大幅度的減少了通信電纜與電力電纜的使用量,在降低設(shè)備體積的同時(shí)也降低了占地面積,從而節(jié)省了建設(shè)的成本。計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)不僅大幅度提升系統(tǒng)的技術(shù)性能而且使設(shè)備配置的靈活性、互換性和可維護(hù)性得到了明顯的提高。
2 電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
電氣自動(dòng)化技術(shù)作為當(dāng)今世界最活躍、開(kāi)發(fā)前景最為樂(lè)觀的一種集合了多種高新技術(shù)的合成體,其在電力系統(tǒng)中的作用也是不容忽視的,現(xiàn)將電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用做如下闡述。
2.1 自動(dòng)化控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1.1 變電站自動(dòng)化
對(duì)變電站內(nèi)運(yùn)用的電氣設(shè)備進(jìn)行有效的控制以及全方位的監(jiān)視,其特點(diǎn)在于運(yùn)用全電腦化的裝置將以往常規(guī)性的電磁式設(shè)備替換下,變電站自動(dòng)化除了能滿足變電站的運(yùn)行操作之外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中不可或缺的重要組成部分,是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
2.1.2 電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度
主要由電力系統(tǒng)的專用廣域網(wǎng)連結(jié),服務(wù)范圍囊括其調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、下級(jí)電網(wǎng)的調(diào)度控制中心以及變電站的終端設(shè)備等,其功能主要是電力生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、分析監(jiān)控電網(wǎng)的運(yùn)行是否安全、及時(shí)預(yù)測(cè)電力的負(fù)荷、正確估計(jì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等。
2.2 電氣自動(dòng)化的研究方向
2.2.1 變電站的智能保護(hù)
在國(guó)外將綜合的自動(dòng)控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能等一系列的新技術(shù)應(yīng)用在新型的繼電保護(hù)裝置中,這樣使繼電保護(hù)裝置有了智能控制的特點(diǎn),而且能全面的提升了電力系統(tǒng)的整體安全水平。
2.2.2 我國(guó)電力部門的實(shí)施策略
從我國(guó)整個(gè)電力市場(chǎng)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體情況來(lái)分析,我國(guó)電力部門需要對(duì)整體的電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式做一個(gè)詳細(xì)的調(diào)研,在明確了電力運(yùn)營(yíng)的具體流程之后提出符合我國(guó)實(shí)際的電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的模式,可以根據(jù)日常發(fā)現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題提出具有針對(duì)性的解決策略。
2.2.3 電力系統(tǒng)的整體分析與具體控制
對(duì)在線測(cè)量技術(shù)研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、實(shí)施相角測(cè)量、探討電力系統(tǒng)的振蕩機(jī)理和抑制方法、選線方法采用小電流接地法、電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化仿真、研究發(fā)電機(jī)調(diào)速控制和跟蹤同期技術(shù)、研究基于柔性數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控的電網(wǎng)故障診斷及恢復(fù)控制策略、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法、電網(wǎng)故障診斷理論及技術(shù)等。在非線性理論以及小波理論等在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用方面,以及電力系統(tǒng)在電力市場(chǎng)條件下進(jìn)行的控制與分析的新模型、新理論、新的算法以及全新實(shí)現(xiàn)手段等進(jìn)行了明確的研究。
2.2.4 配電網(wǎng)的自動(dòng)化
在地理信息以及配網(wǎng)一體化、高級(jí)軟件的應(yīng)用等方面中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波取得了重大的突破,DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)使載波接收的靈敏度得到了大大的提高,從而真正解決了載波在配電網(wǎng)應(yīng)用的衰耗、干擾等難題。高級(jí)應(yīng)用軟件以及高級(jí)應(yīng)用軟件配網(wǎng)的模型將輸電網(wǎng)配網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,電氣自動(dòng)化已經(jīng)是當(dāng)今世界上最為活躍、最具生機(jī)一個(gè)綜合性的學(xué)科而且在電力系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位,因此工作人員在工作中應(yīng)對(duì)其進(jìn)行深入的研究與探索,同時(shí)還應(yīng)在工作中結(jié)合自己豐富的工作經(jīng)驗(yàn),這樣能在極大程度上提高電力安全。從而在最大程度上保證電力系統(tǒng)的工作安全。
