摘要:随着我国社会经济的持续发展,自动化技术的发展取得了很大进步,并被广泛应用在各个行业,而在我国抽水蓄能电厂运行过程中,也开始逐步应用自动化技术,以此来提高抽水蓄能电厂的生产效率。文章重点叙述了我国抽水蓄能电厂自动化技术的应用情况。
关键词:抽水;蓄能;电厂;自动化技术
1.抽水蓄能电厂自动化技术主要的结构类型
1.1分散式结构
抽水蓄能电厂自动化技术的分散结构主要是指根据抽水蓄能电厂的控制目标和控制级别,来设置相应的本地控制级别和全站控制级别,即二层分布控制系统结构。此类结构系统的可靠性、开放性、扩展性较高。抽水蓄能电厂如果在工作中合理利用此结构类型的系统,可以使站内二次设备所需的电缆数量得到最大限度降低,使抽水蓄能电厂的投资有效减少。
1.2分布式结构
分布式结构一般通过对主、从CPU及多台计算机的利用,来对抽水蓄能电厂的自动化系统进行控制。通过此方式可以完成每个功能系统之间的数据通信,完美打破CPU并行处理运算的瓶颈。此类结构系统被广泛应用在低压和中压抽水蓄能电厂。
1.3集中式结构
集中式结构的自动化系统多利用计算机完成抽水蓄能电厂数据信息的采集、计算、处理及模拟工作,并对微机进行保护、监控和自动管控工作。将此结构类型的自动化系统应用在抽水蓄能电厂中,具备系统体积小、成本低廉的优点,但它的处理能力、扩展性能、维护性能,抗干扰能力都普遍较差。
2.抽水蓄能电厂自动化系统的作用
2.1自动化系统可以采集、记录、处理数据
自动化系统的数据采集功能主要是负责采集指状态量、模拟量、脉冲量等数据。除收集数据外,自动化系统还具备记录事件、故障的功能。数据处理主要是存储数据和历史数据行程的管理,例如存储断路器动作的次数、故障截断容量的累计数等。
2.2自动化系统可以完成一系列控制操作
通常,抽水蓄能电厂负责自动化系统操作的工作人员可以在后台使用机器来远程操作隔离开关、断路器、变压器分接头和电容器组开关,以避免在自动化系统发生故障时,无法对控制设备进行操作。需要注意的是,设计人员在对抽水蓄能电厂的自动化系统进行设计时,应保留原有的手动直接跳合闸操作方法。
2.3自动化系统可以完成自行诊断操作
抽水蓄能电厂自动化系统中,每个插件都必须具备独立的自我诊断功能,该功能将对其设备自身的各个组成部分实时进行检查,并在设备内部发生缺陷或者故障时,第一时间发出报警提示,并将故障位置及时指出来。
3.抽水蓄能电厂的现状
随着我国社会经济的不断发展,科学技术有了极大的进步,自动化技术被广泛应用于各行各业。而抽水蓄能电厂也已经应用上了自动化技术,来提高生产效率。目前,自动化技术在继电保护、调速、状态监测等方面已经取得了很好的成效,已经与发达国家的水平旗鼓相当。但是,因为接口级别和规范还不是很完善,很难实现系统之间的数据共享,这种情况将直接导致自动化系统功能受到影响,从而对智能电网的进一步发展造成制约,无法满足实际需求。但在智能化电网的变电过程中,还是发挥了相当重要的作用。换句话来说,我国的自动化技术已初具规模,可用于抽水蓄能电厂的正常生产过程中。
4.抽水蓄能电厂自动化系统的应用
抽水蓄能电厂自动化建设涵盖多个方面,即抽水蓄能电厂的建造、运营和管理等。此系统工程具备长期而复杂的特点,需要各专业研究部门的共同协作,才能完成。同时,通过规划、设计智能化抽水蓄能电厂,可以使抽水蓄能电厂走向智能化、标准化的发展道路。
根据相关的设计要求,将智能抽水蓄能电厂的设备分为两种类型的设备,即一次和二次设备。将系统层构建在集成平台基础上,它的功能是全面监控整体运行情况,并有效对信息进行管理。当设备在运行中发生故障后,可以及时对其控制,这也是抽水蓄能电厂的业务核心。本地控制层由几个部分构成,即本地控制单元、静态变频器、励磁调节器和调速器系统。
它的作用是汇总实时信息,然后执行计算操作,以确保实时对设备运行情况进行监控,它作为一种有效对信息进行管理的系统,终极目标是将采集的信息传输到集成管理控制平台上。过程层设置的位置在是一次设备和二次设备结合的地方,主要由变送器、合并单元、现场自动化元件等构成等,这些组件能够完成数据的采、收集工作,使核心控制系统完成掌握了解设备的运行情况,确保抽水蓄能电厂设备的安全稳定运行。
5.自动化系统的实施路线
现阶段,智能化抽水蓄能电厂中的二次设备发展要快于一次设备,但是想实现智能化的发展,需要两者一起发展才可以顺利实现,因此从当前的发展情况来看,需要很长时间来实现智能化自动化的抽水蓄能电厂。由于现在社会在高速发展,对电力需求一直在持续增加,所以在建设智能化抽水蓄能电厂过程中,应充分将生产、运行、维护工作相结合,形成统一整体,在这过程中涉及更多的内容和结构,且具备较高的复杂性,说它是一个高难度系统工程一点也不夸张。在施工过程中,应尽量避免重复施工,并统一进行管理。需要根据实际情况和层次来建设智能化抽水蓄能电厂。在科学技术的支持下,它可以发展的更快,未来发展空间广阔。
从运行效果来看,智能传感器及其部件还没有达到理想的水平,技术标准还有不少的差异,因此在研究过程中,技术人员可以在建设智能化抽水蓄能电厂时,将建设内容划分为两部分,其中第一部分重点对二次设备完成智能化准备工作。在这过程中,我们要将研发重点放在二次设备上,对集成数据平台和先进的智能软件进行构建,以使二次设备朝着网络化、集成化的发展方向发展,从而使二次设备在运行过程中具备较强的稳定性;系统主要采用两层结构完成管理工作,目的是为了使系统层和本地控制层走向智能化建设道路;像一次设备,可以继续沿用以前的设备和连接方法。
在对二次设备进行选择时,应尝试使用协议支持设备。如果选择的设备不具备协议支持功能,则需要通过协议转换器完成转换工作,在进行连接。在建造此阶段的过程中,将会使智能抽水蓄能电厂的建设水平更上一层台阶,进一步提高系统性能,走向自动化发展道路。
该过程的另一个阶段是开发智能设备,在此过程中,研究内容的重点是研究一次设备智能化,以使通信系统走向智能化、网络化的发展道路,并最大限度使控制操作系统具备较强的稳定性和实时性。在该系统中,主要是要对过程层、本地控制层进行智能化开发;现阶段,系统结构一般都是由2层结构向3层结构过渡,即由系统层和本地控制层慢慢向系统层、本地控制层、过程层过渡,智能电子设备(IED)一般被抽水蓄能电厂广泛使用,自动化系统全面实现了对IEC61850协议的支持,高级应用功能和智能化决策系统完成对抽水蓄能电厂自动运行的实时监测和控制,使抽水蓄能电厂走向自动化、智能化的发展道路。
结束语
随着我国科研人员不断对智能化抽水蓄能电厂的研究,可以看出自动化技术已被广泛应用在生产过程中,并且已经完全将核心技术掌握,可以独立完成构建自动化系统的工作。自改革开放以后,我国先后建造了几座大型抽水蓄能电厂,以帮助当地人民解决日常生活中的问题。我国研究智能化抽水蓄能电厂已经有很多年了,并且不断在开发和建设中完善改进核心技术,在未来会在我国抽水蓄能电厂更加广泛的应用自动化技术,相信该项目的发展前景会越来越好。
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