我国电力系统自动化综述
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我国电力系统自动化综述
作者:黄鹏程
来源:《华中电力》2013年第08期
[内容摘要] 随着科技进步与社会发展,我国电力系统不断前进,其自动化程度不断提高。
其中,我国电力系统自动化主要可以分为电网调度自动化和电厂自动化两部分,而电厂自动化包括有火电站、水电站以及变电站综合等。
本文主要从以上几个电力系统自动化的重要组成部分着手,针对其发展过程、现状、相关问题和措施以及其未来发展趋势进行综述,进而对我国电力系统自动化有所展望。
[关键字] 电力系统;自动化;综述
1.我国电力系统自动化相关概述
我国电力系统自动化主要可以分为电网调度自动化和电厂自动化两部分。
其中,电厂自动化包括有火电站自动化、水电站自动化和变电站综合自动化等。
由于电力系统在我国的分布范围不断扩大,在我国政治经济生活的方方面面之中都有着极其重要的地位,对于人民群众而言不可缺离,故其自动化发展在一定程度而言也是相当重要的。
下文将主要从我国电力系统自动化的发展过程、现状、相关问题和措施以及其未来的发展趋势展开相关阐述。
2.电网调度自动化
电网调度自动化系统主要是指将数据收集和相关监控系统作为基础,包含有自动发电控制、经济调度运行、电网静态安全分析、调度员培训仿真和配电网自动化等多个部分在内的能源管理系统。
通过对电网运行的一些信息进行实时地收集和处理,从而及时准确地了解电网的运行状况,从而进行相关监控、经济调度以及相关安全分析。
就一定程度而言,电网调度自动化有利于对电力系统进行及时准确的安全监控,从而提高其运行能力和水平,降低其出现问题的可能性。
我国电网调度自动化系统组成结构图大体如下图所示:
就电网调度自动化系统的发展过程而言,其主要经过有50年代萌芽阶段、60年代试点阶段、70年代起步阶段、80年代大发展阶段以及90年代的成熟阶段等等。
目前,电网调度自动化系统已经毋庸置疑地成为当代电网平稳安全运行的重要支柱之一,其总体应用水平已靠近世界先进水平,发展速度不断加快。
就我国电网调度自动化系统的发展趋势而言,其主要呈现以下一些趋势:一、多应用且开放的调度自动化系统支撑平台将会逐渐研制开发;二、CPS1、CPS2等评价标准将会逐渐应用;三、DMIS整体设计与应用将会进一步加强研究;四、二次系统安全防护体系将会进一步
完善;五、电力调度自动化专业管理体制将会与电力体制改革形势不断适应;六、电网调度自动化系统的运行维护机制将会进一步发展等等。
3.火电站自动化
自从新中国成立以来,我国火电站的发展经历了多个不同的发展阶段。
从50年代的劳动密集型阶段,到60-70年代的仪表密集型阶段,再到80-90年代的信息密集型阶段,其各个阶段之间不断进步,进而逐渐与国际火电站水平相接轨。
火电站的自动化主要可以体现为以下一些新技术新手段在火电站的应用。
就自动检测技术而言,其火焰图像检测器、光纤传感器和软测量技术为火电站相关运行情况的检测提供自动的工具;其中,光纤传感器之中包含有半导体光纤温度计与光纤转速表等。
就自动控制技术而言,其智能控制、MATLAB仿真与高压变频器为火电站的控制提供了全新的技术;就顺序控制而言,其通过采用预先设置的步骤、条件与时间,对火电站的机组设备和系统依次进行相关操作,从而调整并保证其相关状态,从而在自动化系统中充分避免相关操作失误;就自动监视与信号技术而言,其大屏幕技术与多媒体技术为火电站相关运行值班人员提供了更好的监视水平。
就火电站自动化水平的未来发展趋势而言,其将会进一步地扩大DCS的应用范围,并逐步提升DCS的功能,将其中的标准控制模块库加以扩充,并不断开发火电站相关的先进控制软件、优化软件以及机组性能诊断与性能优化软件等等。
同时,通过针对DCS采用物理分散布置与现场总线技术,其自动化水平将会进一步提升,使火电站的相关调试与维修成本得到一定节约。
此外,通过加速火电站管理自动化的进程,提升电厂综合自动化水平也是火电站自动化的未来发展趋势之一。
4.水电站自动化
水电站自动化是一门多学科的综合性的科学技术,其涉及控制技术、测量技术以及计算机相关技术等多个方面;同时,水电站自动化也是一个综合性的系统,在具有完备的硬件支持之外,其还需要强大的软件平台与应用系统。
当前,我国水电站自动化的发展对于各种级别各种类型的水电厂群的发展具有相当重要意义。
目前,我国水电站自动化的发展具有摸索、试点、推广与提高等四个发展阶段,在这四个发展阶段之中,其自动化系统而不断进步完善。
就其自动化具体系统结构而言,其硬件系统结构与软件系统平台不断规范化合理化发展;就其应用系统而言,其历史数据库系统、效率监测系统以及状态检修系统也不断完善,为水电站的相关工作减少了一定工作强度和符合,生产组织和调度都更为合理。
就水电站自动化的发展趋势而言,其计算机监控系统的应用将会逐渐普及,其以无人值班为目标的计算机监控系统将进一步发展,其现场总线技术也将会有广泛普遍的应用,人工智能方面的系统在水电站的监控系统之中的应用将会进一步成熟。
同时,多媒体技术的应用也将会更为广泛与常见。
5.变电站综合自动化
变电站的综合自动化主要是指将变电站的相关二次设备通过一系列的组合优化的设计,并通过采用先进的电子科学技术,实现对全变电站的主要设备和相关线路的自动控制和保护等等。
目前,变电站自动化的发展主要经历了传统的变电站运行方式,运用RTU方式,以及综合自动化方式等等。
其中,综合自动化方式又可以分为集中式的自动化系统和分散式的自动化系统等。
在当下的电力行业之中,变电站综合自动化系统的应用愈发普遍,但其存在的相关问题也同样亟需解决。
就其设备选型的问题而言,其包含有生产厂家的问题和不同产品之间的接口问题。
只有通过沟通、调节、规范与相关监督,该问题才能得到较好解决。
就自动化系统的抗干扰问题而言,通过正确使用屏蔽电缆,铺设接地铜排构造等电位面,电流互感器二次回路一点接地、电压互感器二次回路一点接地以及电压互感器的不同二次绕组各回路相互独立等等方可得到相应解决。
就自动化的信息量问题、小电流接地系统的接地选线问题、通讯主机双重化等等问题,也只有通过不断提高相关技术人员的技术、操作和管理水平,才能不断得到改善与解决。
就变电站综合自动化的未来发展趋势而言,其主要可以体现为以下几个方面:一、保护监控一体化;二、设备安装就地化与户外化;三、人机操作界面接口统一化和运行操作无线化;
四、防误闭锁逻辑验证图形化、规范化与离线模拟化;五、就地通讯网络协议标准化;六、全站数据标准化;七、数据采集和一次设备一体化等等。
6.展望
自从改革开放以来,我国在经济得到迅速发展的同时,其相关科学技术也出现了显著的进步,如电力技术、计算机技术和通信技术等等,在新时代为电力系统的自动化发展以及相关设备的更新换代都不断提供技术支持,为我国电力系统的安全性、稳定性以及灵活性都提供了充足的保障。
随着我国相关电力工程的实施,全国各地区各类别发电站的建造,以及电力系统与社会主义市场经济的结合,我国电力系统自动化系统的重要性也不断提高。
只有不断发展电力系统自动化的相关技术,牢牢把握相关发展机遇,我国电力系统自动化水平才能不断提供,从而更好地服务于我国经济与政治生活,使人民生活水平得到不断提高。
[参考文献]
[1] 李寿山电力系统及其自动化发展趋势探究 [J] 电力科技 2013(05)
[2] 王攀电力系统自动化发展趋势及新技术的应用 [J] 煤炭技术 2012(09)
[3] 董世芳电力系统自动化未来发展新技术的若干探讨 [J] 中小企业管理与科技 2010(36)。