電力自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)解析

1、    電力自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)解析    何理摘要：電力系統(tǒng)自動(dòng)化是電力行業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是電力行業(yè)不斷加強(qiáng)新技術(shù)引進(jìn)與應(yīng)用的突出成果；在電力系統(tǒng)的廣泛運(yùn)營(yíng)中，自動(dòng)化控制體系的建立與發(fā)展成為電力系統(tǒng)生產(chǎn)效能、服務(wù)效率提升的重要影響因素。本文對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的現(xiàn)階段概況進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化；自動(dòng)化控制；控制技術(shù)abstract: the automation of electric power systems is the inevitable outcome of the development of the electric po

2、wer industry, electric power industry is also strengthening new technology import and application of outstanding achievement; in power system''s widespread operations, automation control system establishment and development of the electric power system efficiency, become the service efficien

3、cy important influence factors of ascension. this paper discusses present situation of the automation of electric power systems are briefly described.key words: electric power automation; automation control; control technology中圖分類號(hào):tm76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a文章編號(hào)：電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指，使用各種具有自動(dòng)檢測(cè)、控制和決策功能的設(shè)備并通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)

4、各個(gè)元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制，以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定健康地運(yùn)行并提供合格的電能。電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的主要目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)電力在生產(chǎn)環(huán)節(jié)、供應(yīng)環(huán)節(jié)的及時(shí)、穩(wěn)定、安全、迅速、可持續(xù)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、一體化、節(jié)約化、安全化管理的重要核心。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，自動(dòng)化的生產(chǎn)包含著發(fā)電廠、變電站、送電分配系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)等眾多環(huán)節(jié)的綜合控制與協(xié)調(diào)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是電力行業(yè)發(fā)展的高階段，是電力行業(yè)不斷加強(qiáng)新技術(shù)引進(jìn)與應(yīng)用的突出成就，1、當(dāng)前的電力自動(dòng)化系統(tǒng)的主要內(nèi)容1.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化配電網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)只能采用手工操作進(jìn)行控制，自20 世紀(jì)

5、90 年代開(kāi)始逐步發(fā)展實(shí)現(xiàn)了一批功能獨(dú)立的孤島自動(dòng)化，其今后的發(fā)展趨勢(shì)必然走向基于先進(jìn)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化。配電網(wǎng)自動(dòng)化主要包括饋線自動(dòng)化、自動(dòng)制圖/ 設(shè)備管理/ 地理信息系統(tǒng)及配電網(wǎng)分析軟件，它是配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)部分。與傳統(tǒng)的孤島自動(dòng)化相比，基于信息技術(shù)的配電網(wǎng)自動(dòng)化的關(guān)鍵在于以下三點(diǎn)：大量的智能終端、通信技術(shù)和豐富的后臺(tái)軟件。針對(duì)我國(guó)配電網(wǎng)的具體情況，配電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)當(dāng)分期分批逐步發(fā)展完善，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)資源的綜合利用。1.2 系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是當(dāng)前電力系統(tǒng)中發(fā)展最快的技術(shù)領(lǐng)域之一，它的主要功能構(gòu)成為：電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，其是實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)和前提；電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)

6、行與調(diào)度、電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)與可靠性、發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)決策等；變電站綜合自動(dòng)化等。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的核心與關(guān)鍵，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的質(zhì)量與穩(wěn)定性有著重要影響。1.3 變電站自動(dòng)化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備(包括繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化是提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。2、實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化控制的要求分

7、析2.1 電力系統(tǒng)的可靠性、安全性運(yùn)行是建立系統(tǒng)全面自動(dòng)化的重要保證。因此我們首先應(yīng)在電力系統(tǒng)送電服務(wù)的初期，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的調(diào)研，努力的收集、嚴(yán)密的檢測(cè)對(duì)電力系統(tǒng)的各個(gè)單元、部件、安全運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的處理。2.2 參照電力自動(dòng)化系統(tǒng)建立的相關(guān)技術(shù)要求，根據(jù)可行性分析及電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的考察進(jìn)行合理的調(diào)控及提供有利的決策支持，對(duì)各個(gè)部件、整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行微觀及宏觀的綜合調(diào)控。2.3 通過(guò)合理的調(diào)節(jié)，我們可從中發(fā)現(xiàn)各子系統(tǒng)、各元部件協(xié)調(diào)運(yùn)行的特點(diǎn)及規(guī)律，通過(guò)不斷的總結(jié)、實(shí)踐，本著高效、節(jié)能的原則選取結(jié)構(gòu)最優(yōu)化、供電最優(yōu)質(zhì)、運(yùn)行最安全、能耗最低廉的模式構(gòu)建電力系統(tǒng)的全面自動(dòng)化建設(shè)。2.4 電力系統(tǒng)自動(dòng)

8、化體系的建立改變了以往機(jī)械化、勞動(dòng)密集型的落后生產(chǎn)模式，縮短了生產(chǎn)周期、節(jié)省了人力物力的投入、簡(jiǎn)化了生產(chǎn)環(huán)節(jié)、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也使高度安全生產(chǎn)、事故發(fā)生率為零、集成一體化生產(chǎn)、穩(wěn)定可持續(xù)化服務(wù)成為可能，能有效的杜絕因供電事故造成的大面積停電；因線路故障短路導(dǎo)致破壞家電、影響人們正常生活秩序現(xiàn)象的發(fā)生。3、電力自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)解析3.1 線性最優(yōu)控制技術(shù)最優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論的一個(gè)重要組成部分，也是將最優(yōu)化理論用于控制問(wèn)題的一種體現(xiàn)。線性最優(yōu)控制是目前諸多現(xiàn)代控制理論中應(yīng)用最多，最成熟的一個(gè)分支。盧強(qiáng)等人提出了利用最優(yōu)勵(lì)磁控制手段提高遠(yuǎn)距離輸電線路輸電能力和改善動(dòng)態(tài)品質(zhì)的問(wèn)題，取得了一系列重要

9、的研究成果。該研究指出了在大型機(jī)組方面應(yīng)直接利用最優(yōu)勵(lì)磁控制方式代替古典勵(lì)磁方式。另外，最優(yōu)控制理論在水輪發(fā)電機(jī)制動(dòng)電阻的最優(yōu)時(shí)間控制方面也獲得了成功的應(yīng)用。3.2 專家系統(tǒng)控制技術(shù)專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，包括對(duì)電力系統(tǒng)處于警告狀態(tài)或緊急狀態(tài)的辨識(shí)，提供緊急處理，系統(tǒng)恢復(fù)控制，非常慢的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分析，切負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)劃，電壓無(wú)功控制，故障點(diǎn)的隔離，配電系統(tǒng)自動(dòng)化，調(diào)度員培訓(xùn)，電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報(bào)，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)安全分析，以及先進(jìn)的人機(jī)接口等方面。雖然專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，但仍存在一定的局限性，如難以模仿電力專家的創(chuàng)造性。3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有本質(zhì)的非線性特

10、性、并行處理能力、強(qiáng)魯棒性以及自組織自學(xué)習(xí)的能力，所以受到人們的普遍關(guān)注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的神經(jīng)元以一定的方式連接而成的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將大量的信息隱含在其連接權(quán)值上，根據(jù)一定的學(xué)習(xí)算法調(diào)節(jié)權(quán)值，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)從m維空間到n維空間復(fù)雜的非線性映射。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論研究主要集中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及結(jié)構(gòu)的研究、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的研究、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實(shí)現(xiàn)問(wèn)題等。3.4 模糊邏輯控制技術(shù)模糊方法使控制十分簡(jiǎn)單而易于掌握，在家用電器中也顯示出優(yōu)越性建立模型來(lái)實(shí)現(xiàn)控制是現(xiàn)代比較先進(jìn)的方法，實(shí)踐證明它有巨大的優(yōu)越性。模糊控制理論的應(yīng)用非常廣泛。例如我們?nèi)粘Ｋ玫碾姛釥t、電風(fēng)扇等電器。這里介紹用模糊邏輯控制器改進(jìn)常

11、規(guī)恒溫器的例子。電熱爐一般用恒溫器來(lái)保持幾檔溫度，以供烹飪者選用，模糊控制的方法很簡(jiǎn)單，輸入量為溫度及溫度變化兩個(gè)語(yǔ)言變量，每個(gè)語(yǔ)言的論域用5組語(yǔ)言變量互相跨接來(lái)描述。3.5 綜合智能控制技術(shù)綜合智能控制一方面包含了智能控制現(xiàn)代控制方法的結(jié)合，在電力系統(tǒng)中研究得較多的有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的結(jié)合，專家系統(tǒng)與模糊控制的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制與自適應(yīng)控制的結(jié)合等方面。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適合于處理非結(jié)構(gòu)化信息，而模糊系統(tǒng)對(duì)處理結(jié)構(gòu)化的知識(shí)更有效。因此，模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。4、結(jié)束語(yǔ)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。但近年來(lái)得到了快速的發(fā)展，并在電力行業(yè)展示出其獨(dú)有的魅力，自動(dòng)化控制技術(shù)的改進(jìn)和自動(dòng)化元器件性能的提高，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性起重要的作用