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1 變電站電力系統自動化概述
變電站電力系統是把一些設備組裝起來,用以切斷或接通、改變或者調整電壓,在電力系統中,變電站是輸電和配電的集結點,變電站主要分為:升壓變電站,主網變電站,二次變電站,配電站。電力系統綜合自動化是基于科技發展和計算機網絡技術的出現而逐步形成的一個概念,是一個綜合發電廠、變電站、輸配網絡和用戶的集成概念,其概念研究和實現的主要目的就是如何更好地掌控和監視電力從出廠到供應的全過程,使輸配過程更有效和通暢。
2 電力系統自動化總的發展進程
2.1 當今電力系統的自動控制技術正趨向于
(1)在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。
(2)在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。
(3)在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。
(4)在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。
(5)在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
2.2 整個電力系統自動化的發展則趨向于
(1)由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。
(2)由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。
(3)由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。
(4)由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。
近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。
3 三項新技術對電力系統自動化的影響
3.1智能控制在電力系統自動化中的作用
電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:
(1)電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。
(2)具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。
(3)不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。
智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
3.2 FACTS和DFACTS技術的實效應用
(1)FACTS概念的提出
在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術___柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。
所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。
(2)FACTS的核心裝置之一___ASVC的研究現狀
各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。
(3)DFACTS的研究態勢
隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關。可以說,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。
DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
3.3 基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統
(1)基于GPS統一時鐘的新一代EMS
目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。
(2)基于GPS的新一代動態安全監控系統
1.1智能電網的概念
所謂智能電網,指的是電網系統以及電力系統的相關技術逐漸朝智能化的方向發展。通常情況下,智能電網主要將集雙向性、集成性以及高效性特點于一體的計算機通信技術作為主要的載體,然后運用先進的傳感技術、測量技術、控制技術以及決策技術,以保證實現電網系統能夠安全、穩定、可靠運行為主要目的,是一種新型的電力技術。
1.2智能電網的特征
通過對智能電網的特征進行分析,其主要具備堅強性、兼容性、經濟性以及自愈性的特征。
(1)堅強性
智能電網的堅強性,指的是在電網系統遇到突發性情況、大面積的受干擾或者出現大面積故障的情況下,智能電網依然能夠有效的保證終端客戶的穩定用電,并滿足其用電需求。另外,電網系統受到惡劣的天氣環境影響或者受到巨大的外力作用影響,智能電網不僅能夠保障電力系統的安全穩定運行,而且還能夠確保電力信息的安全性。
(2)兼容性
智能電網不僅支持以往的電網系統功能,而且還能夠介入不同的清潔、可再生能源。另外,運用分布式電源和微電網系統,來滿足終端用戶的互動需求,更好的達到用戶的需求。
(3)經濟性
由于智能電網是一種與電力市場經濟、交易活動有關的技術支持,實現其能源資源的優化配置能夠有效的減少電網傳輸線路的損耗,并提高電力資源的利用率。
(4)自愈性
智能電網除了能夠對電網系統的安全進行分析和評估之外,自身還具備強大的預控防治體系,能夠保障自身的輸電和供電。
二、智能電網主要運用的先進技術
在電力技術環境下,規劃的電力系統主要以智能電網為重要基礎,主要運用以下兩種技術。
2.1通信技術
智能電網自身具備的高速性、雙向性的通信技術,是智能電網自愈性特征的重要體現。通過運用高速、雙向通信技術,不僅有利于實現智能電網自動進行檢測、校正工作,而且還有利于進行維護工作,主要對電網系統中可能存在的安全運行事故進行及時監督、控制和維護。如果在電網系統的運行過程中出現安全運行事故,那么通過運用高速雙向通信技術,將會對輸電線路進行補償,并對其線路進行重新分配,有效的防止安全運行事故的逐漸擴大,并提升電網的整體服務水平與控制能力。
2.2智能固態表針
智能電網技術運用新型的智能固態表技術和讀取系統,對以往電力系統中運用的電磁表技術和讀取系統進行了改進和完善。新型的智能固態表技術和讀取系統不僅能夠為終端用戶的不同的電能需求進行持續不斷的計量,而且其還能夠對于電力企業的高峰電力價格信號、低谷電力價格信號等信息及時的保存到電力系統自身的計數裝置中,并將所有的電費費率信息及時的在終端用戶的操作界面中,例如在什么時間段運用什么電費費率政策等信息。
1 電力系統自動化的發展趨勢
1.1 當今電力系統的自動控制技術正趨向于:
1.1.1 在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。
1.1.2 在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。
1.1.3 在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。
1.1.4 在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。
1.1.5 在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
1.2 整個電力系統自動化的發展則趨向于:
1.2.1 由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。
1.2.2 由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。
1.2.3 由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。
1.2.4 由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。
1.2.5 裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。
1.2.6 追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制。
1.2.7 由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。
近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。
2 電力系統自動化新技術
2.1 電力系統的智能控制
電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:
2.1.1 電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。
2.1.2 具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。
2.1.3 不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。
智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
2.2 FACTS和DFACTS
2.2.1 FACTS概念的提出
在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術――柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。
所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。
2.2.2 FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀
各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。
ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。
2.2.3 DFACTS的研究態勢
隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關??梢哉f,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。
DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
2.3 基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統
2.3.1 基于GPS統一時鐘的新一代EMS
目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。
2.3.2 基于GPS的新一代動態安全監控系統
一、電力系統自動化總的發展趨勢
1.當今電力系統的自動控制技術正趨向于:
(1)在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。
(2)在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。
(3)在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。
(4)在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。
(5)在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
2.整個電力系統自動化的發展則趨向于:
(1)由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。
(2)由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。
(3)由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。
(4)由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。
(5)裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。
(6)追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制。
(7)由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。
近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqments and Power Electronics)的統一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。
二、具有變革性重要影響的三項新技術
1.電力系統的智能控制
電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:
(1)電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。
(2)具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。
(3)不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。
智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
2.FACTS和DFACTS
(1)FACTS概念的提出
在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術――柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。
所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。
(2)FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀
各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。
ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。
(3)DFACTS的研究態勢
隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關??梢哉f,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。
DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
3.基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統
(1)基于GPS統一時鐘的新一代EMS
目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。
(2)基于GPS的新一代動態安全監控系統
Power System Automation Trends and New Technology
Chen Liang
(Tangshan Iron and Steel Automation Company,Power-dimensional Inspection Center,Tangshan063000,China)
Abstract:The power supply of modern society"safe,reliable,economical,high quality"and other indicators have become increasingly demanding,and accordingly,the power system has continued to Automation and higher requirements.power system automation technology continuously from low to high,from local to the overall development,this article describes this in detail.
Keywords:Power system automation;Development;Application
一、電力系統自動化總的發展趨勢
(一)當今電力系統的自動控制技術正趨向于。1.在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。2.在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。3.在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。4.在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。5.在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
(二)整個電力系統自動化的發展則趨向于。1.由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。2.由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。3.由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。4.由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。5.裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。6.追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制。7.由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。
二、具有變革性重要影響的三項新技術
(一)電力系統的智能控制。電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:1.電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。2.具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。3.不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。
智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
(二)FACTS和DFACTS。1.FACTS概念的提出。在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術――柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。2.FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現狀。各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。3.DFACTS的研究態勢。隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關??梢哉f,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
(1)在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展
(2)在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題
(3)在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論
(4)在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用
(5)在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰
2.整個電力系統自動化的發展則趨向于:
(1)由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)
(2)由高電壓等級向低電壓擴展,例如從MS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)
(3)由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展
(4)由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展
(5)裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變
(6)追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制
(7)由以提高運。=行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用
近20年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(lectronics)的統一體,簡稱為“CCCP”其內涵不斷深入,外延不斷擴展電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。
二、具有變革性重要影響的三項新技術
1.電力系統的智能控制
電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段電力系統控制面臨的主要技術困難有:
(1)電力系統一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統
(2)具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求
(3)不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制
智能控制當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
2.FACTS和DFACTS
(1)FACTS概念的提出
在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術——柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。
所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率這一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。
(2)FACTS的核心裝置之一——ASVC的研究現狀
各種FACTS裝置的共同特點:基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用ASVC包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。
ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強與旋轉同步調相機相比,ASVC的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。
(3)DFACTS的研究態勢
隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關可以說,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。
DFACTS指應用于配電系統中的靈活交流技術,它Hingorani于1988年針對配電網中供電質量提出的新概念其主要內容:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
3.基于GPS統一時鐘的新一代MS和動態安全監控系統
(1)基于GPS統一時鐘的新一代MS
目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。
作者簡介:李煥(1971-),男,遼寧海城人,應天職業技術學院機電工程系,講師,工程師。(江蘇 南京 210023)劉海濤(1972-),女,湖北宜昌人,南京工程學院電力工程學院,副教授。(江蘇 南京 211167)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)30-0126-02
一、應用型技術人才培養的背景
高等職業院校是高等學校的重要組成部分。從世界范圍看,高等職業教育是經濟社會發展到一定階段出現的一種新型高等教育,是和傳統普通高等教育有著不同質的區別的另一種類型的高等教育,是以培養具有一定理論知識和較強實踐能力,面向基層、面向生產、面向服務和管理第一線職業崗位的實用型、技術型和技能型專門人才為目的的高等教育,是職業技術教育的高等階段。
我國的高職教育起步較晚,發展擴張速度過快,在人才培養方面還存在很多不足。目前,很多高職院校的電力系統自動化技術專業沿襲了普通本科高?!爸乩碚?、輕實踐”的人才培養方案,然而高職院校的專業建設和人才培養目標與強調學科體系的本科院校有明顯的區別。[1-2]高職電力系統自動化技術專業的培養目標應兼顧學生職業的可持續發展,“以服務為宗旨、以就業為導向”,著重于培養應用型技術人才,適應電力系統生產一線的需要。
“電力系統穩態分析”課程是應天職業技術學院電力系統自動化專業的核心課程。該課程的主要內容為電力系統的組成和技術特點、電力系統接線方式和電壓等級、電力元件的參數計算及系統等值網絡、潮流的分析與計算、線路導線選擇、電壓調整和頻率調整、電力網絡經濟運行等。
現階段,如何結合現有的教學和實驗手段,從而進一步提高“電力系統穩態分析”課程的教學效果,提升教學質量,為電力類應用型技術人才的培養提供可借鑒的思路和改革方向,是一個值得深思和探討的問題。
二、“電力系統穩態分析”課程中存在的問題
1.課程理論性強
“電力系統穩態分析”課程包括電力系統的穩態分析和暫態分析,是一門理論分析嚴謹、涉及內容廣泛的電氣工程自動化專業的核心課程。本課程既是后續專業課程電力系統繼電保護、發電廠電氣部分、電力系統自動裝置等相關課程的理論基礎,更是學生基本專業素質形成的關鍵課程。該課程內容理論性強,知識體系嚴謹。在以應用性和技能性為基本要求的高職教學中,對理論知識的要求是以“必須,夠用”為度,因此,該課程在高職教學過程中存在著沖突與矛盾。
2.課程對于學生的運算能力、專業基礎能力要求較高
“電力系統穩態分析”課程涉及的基本學科有電路、電機、電磁理論等。對電氣理論、基本的分析和計算能力都有較高的要求。同時課程涉及的知識面廣,綜合知識的運用能力要求也比較高。
3.“電力系統穩態分析”課程結構上是以知識內容為主線,強調知識結構和知識體系
傳統的結構為:電力系統的基本知識元件的參數和等值電路潮流計算有功功率平衡及頻率調整無功功率平衡及電壓調整電力系統的經濟運行。這種結構對于高職學生來說,往往會造成知識內容無法連貫,無法和實際應用有效結合。
三、電力系統穩態分析課程的構建
1.課程內容的重組
“電力系統穩態分析”課程是以學生的專業基本素質的培養、基本的運算能力、技能的提高為基本目標,結合符合高職培養目標,以項目化教學為基本方法進行重組的。高職教育對理論知識的要求是以“必須、夠用”為度,不強調理論知識的體系性。因此,對理論知識的要求應圍繞著工程實際應用。“電力系統穩態分析”課程包括電力系統的基本知識、電力元件的參數及等值電路、潮流計算、有功功率平衡及頻率調整、無功功率平衡及電壓調整、電力系統的經濟運行等部分內容。其中,電力系統基本知識方面要求重點掌握電力系統電壓等級的概念。在教學實踐中發現學生對額定電壓的概念不太容易理解和掌握,因此必須不斷強化額定電壓的概念,進行相應的訓練以加深理解;電力元件的參數及等值電路中要求會計算中等長度的架空線路、雙繞組變壓器的參數的計算,對于長線路、三繞組變壓器和自耦變壓器的參數不要求計算。對于參數的歸算,以掌握工程計算中常用的平均額定電壓之比計算為主,強調實用性,忽略知識結構的完整性;潮流計算工程中已實現計算機的計算,但手工計算是基礎,因此通過開式網的潮流計算來訓練潮流的基本計算方法和計算能力。對于計算機基礎較好的學生拓展介紹計算機算法;頻率調整重點要求學生掌握有功功率和頻率的關系,掌握一、二次調頻的過程,計算訓練強調對基本概念的理解;電壓調整重點掌握通過改變變壓器變比進行調壓的計算,其中重點訓練雙繞組變壓器的調壓計算。
應該指出的是,課程內容的調整、重組與課程教學模式有很強的相關度,如何通過內容的重組與教學模式的創新更好地融合是該課程教學實施中關鍵的問題。
2.課程教學模式的創新
新型教學理念要求以學生為教學的主體。傳統教育中以“課堂為主、教材為主、教師為主”,學生上課認真聽課、仔細做筆記是一種被動的學習,對于提高學生的技能和能力的效果并不理想。因此,在教學過程中要不斷強化學生的主動參與意識。讓學生針對問題主動學習,提高知識的運用能力,增強運用知識解決實際工程問題的能力。
首先,教師給學生下達項目任務,讓學生利用各種方法圍繞目標任務自行分組討論學習。在討論學習過程中,教師參與并引導討論,幫助學生理清思路,分解任務目標,分解知識點,尋找解決問題的方法和途徑;其次,由學生根據目標任務結合討論結果進行分析和計算;最終由老師總結知識點,解決疑難概念和計算中的問題,師生共同完成項目任務。
項目化的教學實踐性強,與真實世界密切聯系,學生的學習更加具有針對性和實用性;學生的學習有很大的自主性,學生可以根據自己的興趣選擇內容和展示形式的決策機會,學生能夠自主、自由地進行學習,從而有效地促進學生創造能力的發展;項目化教學可以將長期項目與階段項目相結合,構成實現教育目標的認知過程,并具有學科交叉性和綜合能力運用的特點。
在本課程教學實踐中,采用了長期項目與階段性項目相結合的方法,即以某地區110kV區域電力網的設計為長期項目,分四個階段性項目(如表1所示)。
所有的教學工作都圍繞著總體的項目任務來展開。這種任務化的方法使得學生在學習過程中對工作目標始終是明確的。對于概念的掌握、基本計算能力的訓練都有很強的目的性和針對性,在具體實踐中取得了良好的教學效果。
3.課程考核方式的改革
考試既是檢驗學生學習效果的一種手段,也是檢查教師教學成效的重要途徑。為此,設置一種科學合理的考核方法也是教學改革中十分關鍵的環節之一。本課程傳統的考核方法是閉卷考試。閉卷考試作為考核的主要方法之一,是有其優點的。但是在高職院校以能力為本位的應用型技術人才培養過程中,閉卷考試的不足之處也是非常明顯的。其最主要的缺點是對學生的技能不容易考查。
針對項目式教學方法的使用,在考核方式的改革實踐中可以加強形成性考核。即在每個階段性項目實施結束后進行階段性考核。考核的內容和形式可以是多種多樣的,如可以直接采用階段性項目實施結果作為考核依據,也可以在階段性項目實施過程中根據學生的學習情況、討論情況進行成績的采集,甚至可以對分組討論中學生分組配合、團隊協作的過程進行考核。因此,這種考核是全方位、多方面的,對學生的綜合能力、應用能力、協作能力都能進行比較全面的考查。
四、結論
高職教育的培養目標是培養應用型專門技術人才。理論學習要求“必須、夠用”。通過“電力系統穩態分析”課程內容的重組和教學模式的創新以及考核方式的改進實現了以工程應用為主線、技能培養為目標、將理論知識融于實際應用的良好互動。教學實踐證明,該方法使得學生不但較好地掌握了專業基礎知識,而且顯著提升了工程實踐能力,取得了良好的教學效果。
參考文獻:
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中圖分類號:TP 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)23-0220-01
一、電力系統自動化的概念
電力系統自動化的領域包括生產過程的自動檢測,調節和控制,系統和元件的自動安全保護,網絡信息的自動傳輸,系統生產的自動調度,以及企業的自動化經濟管理等。電力系統自動化的主要目標是保證供電的電能質量,系統運行的安全可靠,提高經濟效益和管理效益。
二、 電力系統自動化的具體內容
按照電能的生產和分配過程,電力系統自動化包括電網調度自動化,火力發電廠自動化,水力發電站綜合自動化,電力系統信息自動傳輸系統,電力系統反事故自動裝置,供電系統自動化,電力工業管理系統的自動化等七個方面,并形成一個分層分級的自動化系統。
(一) 電網調度自動化。現代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統,包括實時信息收集和顯示系統,以及供實時計算,分析,控制用的軟件系統。
(二) 火力發電廠自動化。火力發電廠的自動化項目包括(1)廠內機,爐,電運行設備的安全檢測,包括數據采集,狀態監視,屏幕顯示,越限報警,故障檢出等。(2)計算機實時控制,實現由點火至并網的全部自動起動。(3)有功負荷的經濟分配和自動增減。(4)母線電壓控制和無功功率的自動增減。(5)穩定監視和控制。
(三) 水力發電站自動化。需要實施自動化的項目包括大壩監護、水庫調度和電站運行三個方面。(1)大壩計算機自動監控系統:包括數據采集,計算分析,越限報警和提供維護等。(2)水庫水文信息的自動監控系統:包括雨量和水文信息的自動收集,水庫調度計劃的制訂,以及攔洪和蓄洪控制方案的選擇等。(3)廠內計算機自動監控系統:包括全廠機電運行設備的安全監測,發電機組的自動控制,優化運行和經濟負荷分配,穩定監視和控制等。
(四) 電力系統信息自動傳輸系統。電力系統信息自動傳輸系統簡稱遠動系統。其功能是實現調度中心和發電廠變電站間的實時信息傳輸。自動傳輸系統由遠動裝置和遠動通道組成。遠動通道有微波,載波,高頻,聲頻和光導通信等多種形式,遠動裝置按功能分為遙測,遙信,遙控三類。
(五) 電力系統反事故自動裝置。反事故自動裝置的功能是防止電力系統的事故危及系統和電氣設備的運行。在電力系統中裝設的反事故自動裝置有兩種基本類型。(1)繼電保護裝置:其功能是防止系統故障對電氣設備的損壞,常用來保護線路,母線,發電機,變壓器,電動機等電氣設備。(2)系統安全保護裝置:用以保證電力系統的安全運行,防止出現系統振蕩,失步解列,全網性頻率崩潰和電壓崩潰等災害性事故。
(六) 供電系統自動化。包括地區調度實時監控,變電站自動化和負荷控制三個方面。地區調度的實時監控系統通常由小型或微型計算機組成,功能與中心調度的監控系統相仿,但稍簡單,變電站自動化發展方向是無人值班,其遠動裝置采用微型機可編程序的方式,供電系統的負荷控制常采用工頻或聲頻控制方式。
(七) 電力工業管理系統自動化。管理系統的自動化通過計算機來實現。主要項目有電力工業計劃管理,財務管理,生產管理,人事勞資管理,資料檢索以及設計和施工方面等。
三、 電力技術新技術的運用
(一) 智能控制技術。電力系統自動控制技術在過去的幾十年中經歷了三大主要發展階段:第一是基于傳遞涵數的單輸入,單輸出控制的階段。第二是線性最優控制,非線性控制和多機系統協調控制的階段。第三是智能控制的階段。智能控制技術在電力系統的實踐應用過程中遇到的難題是:電力系統是一個動態性的大系統,具有強非線性的,變能數等特性。在未來的工程應用中,智能控制技術具有廣闊的應用前景,尤其是在新型的電力系統工程應用方面,具體可以應用于基于人工神經網絡的勵磁,快關綜合控制系統,電掣動,多機系統的新興靜止無功發生器的控制等。
(二) 柔流輸電(FACTS)和配電(DFACTS)技術。(1)FACTS概念的提出。在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術―柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。(2)ASVC的研究現狀。作為FACTS的核心裝置,ASVG的發展也迫在眉睫。當前FACTS系統的一個共同特點,就是運用逆變器的逆變作用和大功率的電力電子器件開關的瞬間切換作用。ASVG作為一種新型的結構較為簡單的靜止無功發生器,采用了FACTS中的核心技術。并聯電容器和二項逆變器構成了ASVG的基本結構,它的三相輸出電壓和三相輸出電壓是同步的。ASVG具有很多優點:當系統運行正常時它可以校正電壓,當系統出現電壓故障后在恢復階段它可以用以穩定電壓,由此可見它對電網的電壓控制力是非常強的;由于ASVG不是機械設備,因此和旋轉同步調相機相比,它沒有機械設備運行時的機械慣性、機械損傷和機械噪聲;它對電壓的調節范圍比旋轉同步調相機更大,反應速度更加敏捷;它不僅能對網絡中的暫態做出反應,對網絡的穩態變化也能夠做出及時的響應,所以它的控制力也比同步調相機優越得多(3)DFACTS 的研究態勢。隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關??梢哉f,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。DFACTS 是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。(4)基于GPS的動態安全監控系統。當前使用的電力監測系統主要是用來記錄電磁暫態過程的故障狀態和波形數據,還有就是在系統穩態正常運行的情況下進行監控和數據樣本的采集。前者主要記錄數據冗余,記錄的時間很短,各種期間缺乏信息的交流,從而使系統的整體性的動態分析變得異常困難;
四、.電力系統自動化的發展趨勢
現代電力系統的自動控制技術正逐步朝著以下方向發展:在控制策略上逐漸朝著最優化和智能化發展;在控制手段上逐漸增加了微型機、遠程通信以及電力電子器件的使用;在理論工具的使用上更多借助現代控制理論;在設計分析上越來越多地要求面向多機系統模型去處理問題;在研究人員的組成上也越來越多地需要多工種的聯合。
結束語
電力系統自動化技術的發展經歷了一個相當漫長的過程。初期發展較為緩慢,但到了中后期,隨著計算機技術,控制技術及信息技術的發展與進步,使電力自動化產業發展速度日益加快,各種原來看似不相關聯的技術會逐步彼此滲透,國際化、標準化、規范化越來越成為技術發展的共識,最終實現電力高度集成化、高度職能化和高度自動化,實現電力系統全面自動化、一體化的管理已是適應市場經濟建設需求、促進社會可持續發展的重要保證。
參考文獻
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中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2013)36-0394-01
隨著電力系統的飛速發展,很多的新型技術融入到了電力系統之中,為人們的生活生產提供了很多的方便和好處,電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統就是新型引進的技術之一,利用好電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的技術,有助于我國電力系統的蓬勃發展。
1 電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的概況
電力系統基本概念是電力系統理論的基礎,基本概念的定義應精確與嚴謹。在我國現代電網的建設與運行管理中,繼電保護是不容忽視的關鍵環節之一隨著國內電力技術的不斷發展,以及各類專業軟件的開發和利用,繼電保護中各種專業化的信息管理系統已經得到了廣泛的應用,對于準確識別繼電保護的故障和及時制定處理方案具有積極的意義。
繼電保護裝置是電力系統密不可分的一部分,是保障電力設備安全和防止、限制電力系統大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術手段。實踐證明,繼電保護一旦發生不正確動作,往往會擴大事故,釀成嚴重后果。我們要加強設備的維護工作,認真做好設備檢修,提高檢修工藝,加強絕緣監督。
電力系統的故障類型多種多樣,處理故障使用的方法也應隨故障情況而變。但無論何種故障,只要能吃透原理,在工作中融會貫通,再不斷地經驗積累,分析總結,故障處理技術水平一定會很快得到提高。
2 電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的現狀及存在的問題
2.1 電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的技術手段和管理模式較落后
電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統常見的問題很多,電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統是電力系統中最關鍵的一環,電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統會直接影響電力系統的正常運行。通過一些技術有段設計了電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的綜合保護系統。這個系統可以實現對電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統工作時常見故障的實時保護,可以提高電力生產的自動化水平。
2.2 規章制度不健全
電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統自動化管理問題是所有電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統工作的重中之重, 俗話說“沒有規矩, 不成方圓”。目前中國的很多電力企業并沒有成文的“電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統管理條例”等相關規定, 這是不利于電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統產業的發展的。
2.3 定位不準確,仍局限于傳統觀念
許多電力產業管理者對電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的理解不深,仍局限于傳統觀念,認為電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統“遠水解不了近渴”,無法與傳統的技術抗衡。對于先進的技術不肯嘗試,保守落后的觀念是限制電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統發展更是限制煤礦行業發展的重大障礙。
2.4 基礎設施不完善,人員素質有待提高
目前,電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的設備并不完善,如基礎設備缺乏,相關操作技術不具備,存在很多安全隱患,在系統安全方面,現有的技術手段也是難以保證的。電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統工作是所有環節緊密結合的,是不同環節的有機結合,只有所有的工作都高效有序的做好了,所有的工作的鏈條都能夠接起來了,電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統才能全面高效的運轉。
其次,專業人員的缺乏也是電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統使用和發展面臨的問題之一。電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的操作和維修時需要有一定綜合能力的全能型人才,要想做好電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統運行和維修的工作還需要有一定的管理能力和充足的知識儲備。這樣才能有效地實施電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的應用和發展,提高工作效率。目前仍有很多的電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統維修人員還不具備電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統維護和維修的能力。其素質與電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統技術的要求仍有差距。
3 電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統產業的發展策略
3.1 完善電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統基礎設施
俗話說的好,“巧婦難為無米之炊”,好的硬件設施是電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統順利發展的基礎保障,先進的科技和高端的儀器,既可以科學準確的完成任務,又可以減輕工作人員的工作壓力,做到了又好又快的生產。先進的電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統設施能夠使煤礦業的各項工作高效有序的運轉和進行,使得各部門的工作可以相互銜接并同步完成,事半功倍的完成煤礦業的任務。所以完善電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的基礎設施建設是發展電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的重中之重。
3.2 提高電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統工作人員素質
電力產業要加大培訓力度,培養出知識面廣,專業能力強,責任心強的優秀復合型人才,高素質的工作人員是電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統順利進行并發展的重要保障。電力產業必須對工作人員進行定期的培訓和考核,將最先進的電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統科技理論傳授給工作人員,使工作人員的工作素質提升,這樣才能更好的工作,發展煤礦業的電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統水平。除了要對現有的員工進行培訓和考核,煤礦業也要招攬人才,將優秀的電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統維修人才招攬進來,讓他們為煤礦業的發展做出貢獻。
3.3 健全電力產業規章制度
現存的電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統自動化規章制度并不完善,電力企業要想快速的發展電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統,必須采取一定的措施,健全完善電力產業現有的規章制度,制定一系列科學合理的規章制度,使電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的管理和實施做到有規定可以遵守。其次,要對員工的培訓的方案做出具體的規定。制定詳盡可行的培訓方案來提升員工的工作能力和責任意識,建立責任、誠信的規章制度,激發員工的工作積極性,推動電力系統的快速發展。
4 結語
電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的發展是順應時展的新型事物,推進電力系統繼電保護故障信息采集及處理系統的發展需要從各方面進行努力。以上是筆者結合多年工作經驗的一些見解,希望得到大家的認可和參考。
參考文獻
中圖分類號:U665.12文獻標識碼: A
隨著可持續發展理念的提出,加強資源的優化配置和可持續開發成了當前各個行業發展的新趨勢,對于電力事業的發展來說,也面臨著資源緊缺的現象,因此做好電力的優化管理和配置就需要革新電力技術,對電力系統進行科學化、專業化的管理。在現代社會中,人們對于電力技術也有了新的要求,其中高效、潔凈和智能化的電力技術具有很好的發展前景,而實現智能化的電網規劃就很好的適應了這一發展的趨勢,并成為今后電網技術發展的主流。智能電網作為一種新的電網管理,他在電力輸送和配置上有了一系列新的變化,對于提高電力資源的效益具有重要意義,對此就需要根據其相應的特點進行分析,從而實現在電網規劃中的有效應用。
1智能電網概念
對于智能電網來說,它是一種智能化、系統化的電力系統管理技術,它通過群體行為對用電設備等進行相互協調和無線的控制。伴隨著智能電網的出現,它極大的改善和優化了以往的電力供應和管理系統,在很大的限度內節約了電力資源。它通過對一些先進的電力技術和電網進行管理和集成,進而組成了一種新型的現代化、智能化電網,從而具備了安全可靠、高效節能的新特點,其主要運用了傳感量測技術、分析決策技術以及制動控制技術和計算機技術等。
智能電網是在市場變化的基礎上形成的新型電力管理理念,在電力系統的管理中,它具有一定的協調性和兼容性,可以實現電力的高效和優化集成,同時可以對電力系統中存在的問題進行分析,進而予以糾正,更好的保證供電的質量。智能電網融合了一系列電力供電和監控管理技術,它可以對用戶的用電特點和情況進行跟蹤分析,更加有針對性的進行供電和電力配置,緩解了電力資源供應緊張的局面,而且通過計算機進行信息化的管理,可以實現更廣地域內的電力交易和管理。
2.智能電網在電力系統規劃中的應用
2.1 智能電網信息模型的建立
在智能電網管理系統中,不但要對電力系統固有的生產屬性進行信息化管理,而且將各個數據之間的層次分布關系整理清楚。所以說,智能電網管理系統模型既包含了生產屬性信息,同時也包括了空間圖形信息。空間圖形信息可以準確描述電力系統的各個空間位置,這一系列工作在GIS技術通過坐標(X,Y)可以得到很好的表示;而電力技術及電力系統屬性信息數據量非常龐大,它采集了大量的地物特征,以及各種各類的電力設備,不僅能夠對生產設備實施信息化操控,還能對電力系統中固定設施進行全程監控,反映在幾何數據模型中,這些生產工作都是由幾何圖形表示,他們都是點、線、面的對象集合,而且通過這些地物可以組合成為電力系統環境下的所有地物,并分別具有各自的屬性特征與幾何特征。因為在網絡處理中電力技術及電力系統生產條件與過程數據的狀態分不開關系, 所以對于過程數據模型,我們也可以通過位置來建模;用托肯建模的方式可以對過程實例狀態進行建模;在確保遵循模型演進規則后,智能信息工作流網模型的完整性才能得以保障。
2.2 數據庫的分成自動化連續更新
基于當前計算機軟件技術環境下,所有的電網數據庫的信息系統都應該實行統一模式管理,其數據庫內容可以下述方法進行分層自動化連續更新:首先,不斷地通過電網元件處的數據自動采集系統對本地數據庫的實時記錄進行自動更新。該數據更新模式,通常可以同時運用于發電廠、變電站、煤礦等單位控制中心的數據庫,并且直接對上一個控制中心的據庫進行相關的修改更新。這樣就能有效的克服了。系統操作顯示速度太慢的弊端。及時建立緩沖區于服務器端,大量存儲常用數據,提升服務器操作效率,進而提升工作流網絡的性能。如此一來,隨著底下數據庫信息資源的改變,“級聯式”自動化連續更新工作也就展開了,區域控制中心、中央控制中心的數據庫自然而然地就自動地實現了更新的目的。
2.3 電力系統的智能化規劃和管理
智能電網實現智能化、優化調度,進行有效管理,用最低的成本提供符合期望的功能,其中智能電網的最大優點是能夠利用新型的、潔凈的、可再生的資源進行間歇性發電,實現保護環境、減少資源損耗,對于當今時代所提倡的“發展低碳經濟、生活”是有積極的作用,符合可持續發展,在未來的發展中,有望實現智能電網與電信、電視等的統一,具有很大的發展前景。由上述內容可知,在統一模式下的信息系統中,智能電網對電力子系統的控制管理內容,可以通過四個步驟來得以實現,即自動檢查、自動尋的、自動求解和自動執行。這當中的“被控制管理的電網子系統”既能夠是一個系統層子系統,也可以是電網元件或廠/站層子系統。對于一個系統層子系統而言,其功能就是通過利用各級調度控制中心的管理權限,對智能電網在電力系統規劃的安全性、合理性、經濟性進行盡可能全面的分析,并對系統的所有目的狀態實施檢查和監視,實現對智能電網子系統所有狀態的智能化監控。
2.4 系統交互組件
所謂業務交互組件具備維護與信息更新查詢功能,該組件可以根據煤電力系統規劃工作中機器設備和管理設施的起止運行時間、種類等屬性及時預警消息,電力設備信息變化時它可以及時更新維護數據。業務交互組件還擁有設置煤礦管理系統的相關參數、維護系統數據庫、權限管理等維護功能。用來查詢系統屬性、顯示系統的組件是由子系統渲染、交互及屬性查詢組件三方面構成的。渲染組件包含兩個組成部分,這兩部分即為矢量和柵格,這是它運用了矢柵混合技術產生的結果。交互組件可以實現電力系統的漫游、縮小、放大等眾多功能,且能夠以用戶初始位置為依據制定捷徑。操作人員還可以應用屬性查詢組件點選查詢各種設施屬性信息或者利用SQL語言實現更為復雜的查詢功能。
3智能電網新技術在電力系統規劃中作用
3.1電網規劃在電力系統中的意義
由于現在我國電網規劃工作規劃不到位、不全面等原因,甚至有些新電網建設投運在較短的時間內就出現超負荷、長期負荷等,還有些施工難度大??傊?,因為各種原因造成無法保證電網建設工程質量或存在較大的安全隱患等等。
除此之外,我國存在著電源與電網這兩種發展不協調、不平衡的問題。這一矛盾在資源銳減的當今社會中越來越激烈,同時由于我國的電力輸送能力較差,我國資源供給不平衡問題仍然嚴峻,還造成交通緊張等,例如我國北部、西部的電力往我國負荷較為密集的地區輸送較為困難。
另外,我國互聯電輸電能力較差,區域之間的電網互濟與跨流域補償等能力也較差,由于上述各種原因,想要大容量、遠距離傳輸電是較難滿足需求的。所以電力系統中的電網規劃很重要。
3.2智能電網具有的優點
智能電網具有實現雙向通信、實時監控與數據整合、及時調度、智能化資源配置、接入新能源實現分布式能源管理等優點,從整體上看,智能電網使供電效率得到提高,供電的質量得到改善,實現電網商業化,同時對環境保護、減少資源消耗有積極作用。
3.3智能電網規化在電力系統規劃中的作用
智能電網實現智能化、優化調度,進行有效管理,用最低的成本提供符合期望的功能,其中智能電網的最大優點是能夠利用新型的、潔凈的、可再生的資源進行間歇性發電,實現保護環境、減少資源損耗,對于當今時代所提倡的“發展低碳經濟、生活”是有積極的作用,符合可持續發展,在未來的發展中,有望實現智能電網與電信、電視等的統一,具有很大的發展前景。
除此之外,由于智能電網具有“自愈”的特點,該功能能提高電網的安全性,對于企業的發展是有利的,同時,企業的發展促進了智能電網的發展。
總結智能電網對電力系統的規劃的作用,共有三點:電網規劃需要更加注重資源戰略計劃的發展,電網規劃需要注重用戶側的特性,電網規劃需要更加注重電網的動態運行特點。
4結語
綜上所述,通過將智能電網應用到電力系統中來,不但可以大幅降低電力企業管理難度,還能很好地控制技術成本,最終求得電力規劃管理的最優化解。 為此,我們務須不斷探索新型智能電網技術在電力系統的應用策略,做到事前規劃,提前排除,預先處理,未雨而綢繆,防患于未然。 全面加強煤電力技術與電力系統規劃水平,使電力系統的規劃作業更加安全穩定地進行,確保實現電力系統規劃零故障目標,以便更好地為社會主義現代化服務。
參考文獻:
[1]蔡丹君,胡婧.智能電網的三個關鍵詞[J].國家電網,2009.
前言:
目前我國科學工作者對電力系統電保護的新原理進行了研究, 將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等理論應用于新型繼電保護裝置中, 使得新型繼電保護裝置具有智能控制等特點, 大大提高了電力系統的安全水平。對變電站自動化系統進行了多年研究, 研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于35~220kV各種電壓等級變電站。微機保護領域的研究處于國際領先水平, 變電站綜合自動化領域的研究也已達到國際先進水平。
1、電力系統自動化總的發展趨勢
1.1 當今電力系統的自動控制技術正趨向于:
①在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展。②在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。③在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。④在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用。⑤在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
1.2 整個電力系統自動化的發展則趨向于:
①由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)。②由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)。③由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展。④由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。⑤裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變。⑥追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制。⑦由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如MIS(管理信息系統)在電力系統中的應用。
近20 年來,隨著計算機技術、通信技術、控制技術的發展,現代電力系統已成為一個計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(Power System Equiqmentsand Power Electronics)的統一體,簡稱為“CCCP”。其內涵不斷深入,外延不斷擴展。電力系統自動化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測的范圍越來越廣,能夠閉環控制的對象越來越豐富。
2、具有變革性重要影響的三項新技術
2.1 電力系統的智能控制電力系統的控制研究與應用在過去的40 多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段;線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段;智能控制階段。電力系統控制面臨的主要技術困難有:
①電力系統是一個具有強非線性的、變參數(包含多種隨機和不確定因素的、多種運行方式和故障方式并存)的動態大系統。②具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。③不僅需要本地不同控制器間協調,也需要異地不同控制器間協調控制。
智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題; 特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。
智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
2.2 FACTS 和DFACTS
2.2.1 FACTS 概念的提出q 在電力系統的發展迫切需要先進的輸配電技術來提高電壓質量和系統穩定性的時候,一種改變傳統輸電能力的新技術―――柔流輸電系統(FACTS)技術悄然興起。
所謂“柔流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術簡稱FACTS,就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。
2.2.2 FACTS 的核心裝置之一, ――ASVC 的研究現狀各種FACTS 裝置的共同特點是: 基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC 是包含了FACTS 裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。
ASVC 由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。與旋轉同步調相機相比,ASVC 的調節范圍大,反應速度快,不會發生響應遲緩,沒有轉動設備的機械慣性、機械損耗和旋轉噪聲,并且因為ASVC 是一種固態裝置,所以能響應網絡中的暫態也能響應穩態變化,因此其控制能力大大優于同步調相機。
2.2.3 DFACTS 的研究態勢隨著高科技產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和可靠性越來越敏感,電器設備的正常運行甚至使用壽命也與之越來越息息相關??梢哉f,信息時代對電能質量提出了越來越高的要求。DFACTS 是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是Hingorani于1988 年針對配電網中供電質量提出的新概念。其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
2.3 基于GPS 統一時鐘的新一代EMS 和動態安全監控系統
2.3.1 基于GPS 統一時鐘的新一代EMS 目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。
2.3.2 基于GPS 的新一代動態安全監控系統基于GPS 的新一代動態安全監控系統,是新動態安全監測系統與原有SCADA 的結合。電力系統新一代動態安全監測系統,主要由同步定時系統,動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS 實現的同步相量測量技術和光纖通信技術,為相量控制提供了實現的條件。GPS 技術與相量測量技術結合的產物―――PMU(相量測量單元)設備,正逐步取代RTU 設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。
電力系統調度監測從穩態/ 準穩態監測向動態監測發展是必然趨勢。GPS 技術和相量測量技術的結合標志著電力系統動態安全監測和實時控制時代的來臨。
隨著計算機技術,控制技術及信息技術的發展,電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域,而信息技術的發展,不僅會推動電力系統監測的發展,也會推動電力系統控制向更高水平發展。
總之,影響網絡穩定的因素有很多,本文基于日常網絡安全管理經驗,從日常網絡管理的角度,提出一些安全防范措施,以期提高網絡穩定性。
3、總結:
“安全、可靠、經濟、優質”的電能供應是現代社會對電力事業的要求,自動化的電力系統成為現代社會的發展趨勢,而且電力系統自動化技術也不斷地從低級到高級,從局部到整體。本文試對電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用作簡要闡述。
參考文獻:
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