电力系统运行控制自动化的研究

发表时间:2021/1/18   来源:《当代电力文化》2020年24期   作者:王公正1 王名明2
[导读] 电力系统是城市电力供应的唯一可靠来源
        王公正1 王名明2
        湖北中电官塘环保发电有限公司  湖北省麻城市438300
        摘  要:电力系统是城市电力供应的唯一可靠来源,同时在我国工业发展速度日益迅猛的背景下,工业电力系统的稳定性以及运行安全受到了有关从业人员与研究者的广泛关注。近年来,电力系统在高新技术的辅助下逐步向自动化控制趋势发展,并体现出了较好的应用效果。本文将电力系统自动化控制作为研究背景,简要探讨其控制目标与自动化控制应用。
        关键词:电力系统;控制自动化;优化研究;发展前景

        电力系统运行控制的最终目的即确保整个电力系统长期处于稳固状态,可以使其始终维持正常运转状态,以更加安全、节能的方式为客户提供高高质、高效的电力能源。笔者根据对以往电力系统实际发展状态、运行情况的经验,得出现阶段电力系统运行控制自动化的效率有待提高的结论,同时,自动化还容易受到多方面要素影响。对此,要加强对电力系统运行控制重要性的认识,科学设定自动控制目标,加强对于各运行环节的控制力度,趋利避害,以期为电力系统的可持续高效化运行提供基础。
1 电力系统控制目标及自动化应用意义
1.1 控制目标分析
        电力系统整体(如图1所示)的控制目标使根据其运行需求而不断调整的,但从整体发展来看,最主要的目标还是离不开安全运行、能源控制、系统状态控制以及电网环境控制这几个方面。
        首先,从运行方法来说,电力系统首先要解决的问题是实现快速的故障排除。从近几年电力安全事故的发生率可以看出,系统的故障排除工作至关重要,是完成其他目的的前提和基础。因此在进行系统设置时,要全面、综合、科学考虑电网的运行安全水平,保证供电设备的生产质量符合技术标准。其次,就电网能源控制来说,电能频率决定电能的质量,因此有关人员需要确保电能频率符合国家规定标准,最大程度地保证电网电能生产、调度质量。同时必须将电压控制在合理的运行范围内,以保证电压的稳定以及电力系统的功率恒定。

图1 电力系统构成示意图
1.2 自动化控制应用意义分析
        首先,自动化应用最重要的作用是维护电力系统正常运行状态。对电力系统的积极、高效管理能够最大限度地保证电力系统的安全稳定运行,从而使得自动控制技术也能够稳定应用。在非自动化控制模式下,电力调度管理往往受到多种外界和设备自身性能等因素的影响,同时,传统控制模式下的人工计算形式会影响电力传输的效率,造成系统高消耗,浪费能源。而电力系统调度自动控制技术的应用,能够为电力系统建立一个自动监督、操作系统,保证发电厂和变电站各项运行指标的状态以科学、动态地方式得到有效监控,不断加强电力系统的安全运行和管理质量。实现电力企业全面有序运行。
        其次,电网调度管理的自动化运用,增强了整个电网系统运转的稳定性、安全性和可靠性,电力运行的管理工作较为复杂,传统管理模式下,电力企业的工作人员的工作压力非常大,耗费相当数量的人力物力资源。电力系统调度自动化控制技术的全面科学运用,不仅能够有效协调整个电力系统在内的城市、工业供电与用电之间的问题,还能够进一步保障电力生产、调度、控制工作有序安排,能够帮助实现电力系统各方面的自动控制、自动监督、自动化状态检测和设备性能调整等目标,为电力企业健康有序运转奠定良好的根基。
2 电力系统自动化控制的应用分析
        电力系统自动控制系统组成部分较为复杂,其中最主要的内容是电力调度自动化、分散控制系统、变电站自动化控制系统。其中,电网调度自动化作为电力系统自动化管理的关键部分,对整个电网展开检测并给出判断方案。该项技术利用动态控制模式收集电网数据,将实际检测数据和设定指标进行综合对比,以此来判断整个电网在电力自动化过程中的运转状态。在该环节结束后,给出一个合理的调整方案,便于工作人员具体操作执行。分散控制系统的主要功能是诊断,在接收发电系统信号后,对结果进行分析处理,展开不间断的系统故障检查。而变电站自动化控制系统是综合了前两项内容,最主要目的便是提升电站整体工作效率,综合调控,此技术将电站与电力终端连接起来,保证电力系统生产链的状态监管和故障警示。
        在这几大控制系统中,主要有三个较为重要的自动控制技术,包括现场总线控制技术、主动面向数据技术和光互联技术:
        ①总线控制技术:现场总线控制技术(如图2所示)增强了数字通信技术与生产装置的协作程度,为两者的高度配合提供了更多可能。该技术可远程传输现场实测数据,具有远传和自动化特点。自动化系统的建立可以根据现场的设备和计算机网络对采集的数据进行监控和管理,提高数据传输效率。可以说,现场总线控制技术为电力生产设备和数字通信技术的集成化运作奠定了工作基础,在电力系统中的地位非常之突出。

图2 现场总线控制技术示意图
        ②主动面向数据技术:主动面向对象数据技术自身具备的多项应用优势能够最大程度上保持电网运行的效率和设备检测质量。主动面向对象数据技术具有安全系数高、成本低、数据收集来源丰富等特点,共享性非常强,可以简化数据传输代码。电力系统利用这些优势,尽可能多地接触并收集数据来进行自我监控、自动化管理等工作。此外,数据库中的数据可以明显提高古北自动控制功能的输出,提高数据库中数据的安全系数,顺利完成自动监控工作。
        ③光互联技术:光互连技术在信息传输过程中,传输、接收速度都非常快,可以快速、准确接收各项信息,因此可以广泛应用于解决信息传输过程中的信息扭曲问题。其作为电力系统中最具影响力的技术之一,在自动控制和继电器中的应用作用越来越明显,对电力系统的自动控制效能产生了巨大的影响。
3 总结
        总的来说,电力系统的整体运行过程极易受到各类因素,包括人为、设备及系统、外部环境、气候等在不同程度上的影响,严重影响到电力系统的运行质量和效率。而电力自动化控制的作用就是尽可能将这些影响因素可能带来的危害缩小到最低,实现动态管理、动态分析,使整个电网在一个稳定的状态下生产、运行。在今后的电力系统自动化研究中,还要进一步加强节能环保技术的应用,为电网的可持续化发展提供动能。

参考文献:
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        [4]吴克河,王继业,李为,朱亚运.面向能源互联网的新一代电力系统运行模式研究[J].中国电机工程学报,2019,39(04):966-979.
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