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电力系统自动化控制技术的重要性及要点分析张永长

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张永长

[导读] 摘要：自动化控制技术是科学技术发展的重要标志，受到了社会的广泛关注与认可，并在多个领域应用。

        身份证号码：13018119860202xxxx 河北石家庄 050000
        摘要：自动化控制技术是科学技术发展的重要标志，受到了社会的广泛关注与认可，并在多个领域应用。在电力系统中应用自动化控制技术能够保证电力系统稳定有序的工作，全面提高工作的整体性能，并保证我国经济能够获得持续的进步，为国家基础设施建设以及生产力发展奠定良好的基础。
        关键词：电力系统；自动化控制技术；控制要点
        前言
        自动化控制技术为电力系统的安全生产与优质电能供应创设了保障，本文简要分析了电力系统自动化控制技术的重要性，围绕控制要点分析、电气自动化控制系统结构设计、动态安全监控技术、神经网络与专家系统控制技术和自动化控制技术在电力系统中的应用五个层面入手进行探讨，以供参考。
        1电力系统自动化控制技术的重要性
        1.1定位控制目标
        城市化建设进程加快促使用电需求量不断提高，社会生产对于电力系统性能与运行效能提出了更高的要求。将自动化控制技术应用于电力系统中可以提高电力系统的信息化建设水平，利用总线进行变压器等设备的串联，针对电力系统的运行情况进行实时监控，有助于进一步提高电力系统运行的稳定性。例如采用IE控制台进行电力系统设计，能够有效借助信息化手段提高系统运行效能，提高工作效率。
        1.2降低运行能耗
        采用自动化控制技术进行电力系统控制，能够实现不同部位、各元件运行参数的快速收集、精确检测与处理，将电力系统不同部位的运行状态实时反馈给管理人员，供管理人员进行决策制定，实现对系统中各层级、各元件的调节与控制，从中提炼出最优运行方案，不仅能够节约人力成本，还能够降低供电事故发生的几率，使设备的使用寿命与运行效能得到显著提高。此外，借助无功补偿技术、节能技术还有助于平衡电力负荷，降低电力系统的运行成本与能耗，发挥显著的经济效益。
        1.3易于维护管理
        电力系统自动化集中体现在监控自动化、安全分析自动化与经济调度层面上，借助监控功能在电力系统运行过程中采集运行状态参数，实现异常数据的及时分析、自动处理与显示，借助人机合作实现对变压器、断路器等设备的远程操作，避免因设备过载等问题引发严重安全事故。同时，利用自动化控制技术还有助于实现故障排查的常态化，进一步为系统运维提供保障。
        2自动化控制技术要点及其具体应用探讨
        2.1控制要点分析
        2.1.1可靠性控制
        计算机技术与软件的应用是支持电力系统自动化运转的重要因素，通常在操作软件的过程中会产生多次返回校正的问题，在此便需要操作人员进行权限加密设置，防范出现非法操作问题。同时在进行监控软件设计时需要保障其具备容错能力，避免在出现一般性操作错误时影响到整体系统功能的正常发挥，还能够保障在发生意外故障时系统能够自动完成修复。此外，应依照选择——校核——执行的流程执行操作站发布的命令，待返校通过后开展下一步操作。
        2.1.2自动化操作
        利用计算机技术实现电力系统的自动化控制，除针对软件的操作方式进行控制外，还可以通过计算机监控取代电气连锁方式，防范在自动化控制过程中产生误操作问题，实现多级连锁。
        2.1.3防止机械误操作
        在布设变电站自动化控制系统的过程中，通常选择改造高压开关柜、调整柜间距，防止产生机械误操作问题。

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具体来说可以采用以下几种措施:其一是加强对高压开关柜中隔离物的设计，提高隔离物的绝缘性与阻燃性；其二是在变电站低于35V的中性点处安装消弧线圈，实现自动调谐与自动跟踪；其三是在配置电流互感器的过程中，应着重加强对峰值、绝缘性、耐受电流等参数的设计，保障其满足开关柜要求；其四是在避雷器设置上，应注重选取无间隙金属氧化物避雷器，既能够降低变电站维护的工作量，还能够有效降低残压；其五是针对载调压分接开关进行控制，实现当地控制与远程遥控的集成化设计。
        2.2电气自动化控制系统结构设计
        （1）间隔层，内部包含电动机保护测控装置、变压器保护单元等部件，依据控制对象在系统内部选取对应的控制单元与测控装置，并完成装置的智能化设计，实现电力系统的一体化控制。
        （2）通讯层，通过将通讯协议、通讯内容转化为高速传输内容，用于实现与间隔层的网络实时通讯及信息传输，依据控制系统配置需求进行通讯设备布设，借助冗余设置构建现场总线网络，并利用光纤实现大于2km的远距离通讯传输。
        （3）监控层，包含通讯站、工程师站等构成元素，利用标准工作机作为工程师站与操作员站，选取Windows系统与100M工业以太网完成操作系统的网络设置，在监控系统内部涵盖两个层级分别实现系统的自动化诊断与对间隔层设备的自动化控制。
        2.3动态安全监控技术
        通常为保障电力系统的运行可靠性，需借助动态安全监控技术实现对系统运行状况的实时监测，利用电气自动化、GPS、SCADA等技术提高数据信息的测量精度，实现与电力系统的同步通讯，并利用监测数据反映出系统的运行状况，实现电力系统的实时、自动化控制。
        2.4神经网络与专家系统控制技术
        神经网络控制技术依靠特定方式组织神经元，借助非线性、并行处理等功能发挥控制作用，通过运用算法获取神经网络权值，进而将大量数据信息以非线性模式从n维空间映射到m维空间中。专家系统控制技术则用于实现电力系统应急情况下的识别、分析与控制，在建立系统整体规划的基础上实现故障问题的隔离处理，配合静态、动态安全分析等功能，实现配电系统的自动化操作，为调度员培训提供支持。
        2.5自动化控制技术在电力系统中的应用
        将自动化控制技术应用于某电力企业中的集中控制站设计，首先借助调度中心内的SCADA实现电力系统运行数据与多媒体信息的收集、存储、分析、处理与显示，借助DTS创设电力控制系统的仿真运行环境，借助调度员操作实现对各类突发事故的模拟，以此提高调度员对系统操作的熟悉度，在电子投影墙系统中将电网运行数据投射在大屏幕中，以供操作人员针对系统运行状况做到及时掌控。在此过程中需要应用多种关键技术实现电网的自动化控制与运行，例如通过分布式处理促使局域网结构由集中式转变为开放式，借助双网络运行模式提高系统运行可靠性，采用双击热备份为数据传输创设安全保障，创设高速数据传输通道提高系统反应速度等。其次利用SCADA优化集控站的功能模块，实现对RTU原始数据与预处理数据的收集、打包上传，用以针对各远方站进行遥控调度或发送命令，同时向供电公司传输多媒体数据，采用光纤环网在集控站与主站间构建高速通信通道，以提高数据传输质量。最后利用远程站RTU充当主控制站，借助高速光纤实现与上层集控站的连接，进而完成设备运行数据的实时采集、上传，接收上层集控站发布的遥控命令。
        结语
        电力系统的自动化控制实现了检测、决策、控制等功能的联合作用，借助信号、数据传输完成对电力系统元件的自动化操作与调控，保障电力系统运行的可靠性与安全性。在电网2.0时代到来的背景下，应当进一步加强对自动化控制技术的引入与创新，更好地为电力系统的高效运行与一体化管理提供保障。
        参考文献
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        [3]马晓光，胡星，沈欣.浅谈电力系统自动化的实现及其发展[J].山东工业技术，2018，（22）：213.
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