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1.1配電自動化配電自動化
就是借助網(wǎng)絡(luò),通過計算機系統(tǒng)可以實時了解電力的相關(guān)參數(shù),并在此基礎(chǔ)上進行配電的設(shè)置。自動化技術(shù)的應(yīng)用,一方面有利于降低勞動強度與投入資金,提高工作效率。配電自動化系統(tǒng)可以按照配電容量與規(guī)模分為三種:大型、中型以及小型配電自動化系統(tǒng)。通常說來,在進行智能配電自動化系統(tǒng)類型的選擇時,必須要與工程建設(shè)目標(biāo)、要求以及未來的發(fā)展規(guī)模相結(jié)合,以確保其可擴展性、經(jīng)濟性以及安全穩(wěn)定性。配電自動化系統(tǒng)最為突出的優(yōu)點表現(xiàn)在:具有非常好的靈活性,并且在建設(shè)初期,可選擇中型配電自動化系統(tǒng)建設(shè)類型,裝設(shè)主站、子站和終端。在今后的發(fā)展中,如果需要擴建配電系統(tǒng),就需要對主站系統(tǒng)的數(shù)量有所增加,并且將其中一個主站當(dāng)作中心站。在智能配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)過程中,自動化系統(tǒng)的作用是非常大的,但也有很高的要求,如開關(guān)設(shè)備符合標(biāo)準(zhǔn)要求,又滿足管理操作系統(tǒng),配電自動化系統(tǒng)建設(shè)過程中的相關(guān)技術(shù)指標(biāo),可參見標(biāo)準(zhǔn)文件。
1.2電網(wǎng)調(diào)度自動化電網(wǎng)調(diào)度自動化
就是利用計算機和網(wǎng)絡(luò)等一系列現(xiàn)代化高科技技術(shù)對電網(wǎng)進行自動的調(diào)控,所有操作通過軟件進行分析和決策,能夠做到比人工更加精準(zhǔn),同時也能避免一些意外事故的發(fā)生。我國的電網(wǎng)不僅能夠供應(yīng)大量的電力,還要保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和監(jiān)管系統(tǒng)地安全性,因此電力自動化變逐漸扮演更重要的角色。
(1)SCADA應(yīng)用系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)即為數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中,可以運行的SCADA系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)整和各種報警信號等功能,即我們所說的“四遙”功能。遠程終端單元和饋線終端單元是SCADA系統(tǒng)的重要組成部分,在目前的變電站綜合自動化建設(shè)中起到了相當(dāng)重要的作用。
()AGC應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用AGC系統(tǒng)自動發(fā)電控制系統(tǒng),能量管理系統(tǒng)是一個重要的功能。應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)AGC輸出模塊以滿足用戶不斷變化的需求,使電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行情況。AGC應(yīng)用系統(tǒng)的基本功能有:負荷頻率控制、經(jīng)濟調(diào)度控制和備用容量監(jiān)視。AGC應(yīng)用系統(tǒng)通過對電力系統(tǒng)安全運行的管控,可以對運行中的故障及時報警,然后運用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)對電力的運行質(zhì)量把關(guān),以提高電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量和運行效果。
(3)仿真應(yīng)用系統(tǒng)仿真應(yīng)用系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)分析各要素之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上,建立系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可以描述的行為或過程的仿真模型。在計算機中,運用系統(tǒng)仿真技術(shù)創(chuàng)建模擬電網(wǎng)模型,提供仿真環(huán)境,可供電力調(diào)度工作人員使用。此外,利用仿真應(yīng)用系統(tǒng)有利于工作人員積累實際經(jīng)驗,提高操作技術(shù)。
(4)PAS軟件的應(yīng)用PAS軟件主要是通過電網(wǎng)各種實時信息,分析電網(wǎng)運行狀態(tài),從而為調(diào)度員提供科學(xué)的據(jù)側(cè)依據(jù),使其制定出最優(yōu)的電網(wǎng)運行方案,有利于進一步提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟、可靠性。其中,電網(wǎng)各種實時信息主要包括了實時測量值、斷路器隔離開關(guān)的實時狀態(tài)等。
二電氣自動化的發(fā)展趨勢
1.平臺開放式的發(fā)展
電氣自動化發(fā)展的需要一個通用的平臺,先進的技術(shù)才可以發(fā)揮作用。電氣自動化的發(fā)展趨勢表明,使用標(biāo)準(zhǔn)化接口程序,按目前國家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范使用IEC接口所有電氣設(shè)備和管理更加簡單方便,而且使設(shè)備運行編程過程縮短。標(biāo)準(zhǔn)化是電氣自動化具有統(tǒng)一接口和編程語法,以及利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)備允許信息交流更容易。實際的操作方式為利用一個和外界相通的接口,實現(xiàn)對電力系統(tǒng)各個部件和相應(yīng)系統(tǒng)的監(jiān)視調(diào)節(jié),實現(xiàn)有效的管理控制,是電力系統(tǒng)運動技術(shù)、信息管理方面的技術(shù)核心。
2.操作系統(tǒng)通用化發(fā)展
1.1智能化技術(shù)具有更完善的控制系統(tǒng)
在傳統(tǒng)的電氣工程自動化領(lǐng)域中,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動化,但卻不能實現(xiàn)人工智能,因此無法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和處理,而智能化控制技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能。通過人工智能技術(shù)對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行分析和處理,針對不同的數(shù)據(jù)有不同的分析處理方法,進而獲得正確的、合理的分析結(jié)果,為控制決策提供依據(jù)。有此可以看出,智能化技術(shù)擁有更加完善的控制系統(tǒng)和更加先進的人工智能分析技術(shù),能夠?qū)?shù)據(jù)進行快速、準(zhǔn)確的分析,從而保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。
1.2簡化電氣工程的控制流程
智能化技術(shù)的應(yīng)用,使得傳統(tǒng)意義上繁瑣的電氣自動化控制流程得以簡化,在結(jié)構(gòu)上更加趨于合理,在此基礎(chǔ)上促進電氣工程自動化系統(tǒng)運行效率的提升。在電氣自動化控制系統(tǒng)中,任何一個小小的參數(shù)發(fā)生變化,都會使得整個系統(tǒng)的運行受到較大影響,而且由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,發(fā)生變化的參數(shù)很難及時的檢測,對于系統(tǒng)的維護造成了較大的困難。而智能化技術(shù)的應(yīng)用,簡化了電氣工程自動化控制系統(tǒng),而且能有效的提高系統(tǒng)運行效率,避免參數(shù)的變化。
2智能化技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用價值
2.1故障的診斷
智能化技術(shù)的應(yīng)用,能夠極大的提高電氣工程自動化水平,尤其是在故障診斷效率方面將獲得大幅度提升。電氣設(shè)施故障本身具有一定的復(fù)雜性和隱蔽性,而且波動性也較大,使用傳統(tǒng)的故障診斷方法,不僅診斷效率較低,而且要浪費很多的人力和物力,對于很多隱蔽的故障無法及時的檢測出來。而應(yīng)用智能化技術(shù),則能夠提高故障診斷的準(zhǔn)確性,而且降低了工人的勞動強度,當(dāng)前廣泛應(yīng)用的人工智能故障診斷技術(shù)主要有模糊邏輯診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)等。這幾個技術(shù)可以單獨使用,也可以聯(lián)合應(yīng)用,比如將模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行結(jié)合,便可以通過智能技術(shù)對發(fā)電機的故障進行快速的測試和診斷,能夠在保證故障診斷模糊性的同時,提高故障診斷的準(zhǔn)確性。
2.2優(yōu)化電氣產(chǎn)品設(shè)計
電氣產(chǎn)品的設(shè)計領(lǐng)域中包含著廣泛的內(nèi)容,而且產(chǎn)品設(shè)計受到多方面因素的影響,使得產(chǎn)品設(shè)計工作相對較為復(fù)雜,其中最為典型的就是理論知識體系與設(shè)計經(jīng)驗的有效結(jié)合。在傳統(tǒng)的電器產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域中,由于缺乏先進的設(shè)計理論體系的而支持,大部分的產(chǎn)品設(shè)計都是結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗進行試驗之后,才能進行新產(chǎn)品的開發(fā),這種設(shè)計方式的工作量較大,而且成本較高,產(chǎn)品的使用效率和適用性相對不高。而隨著智能化技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用,首先就可以將傳統(tǒng)的人工設(shè)計方式轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C輔助設(shè)計,能夠降低工人勞動強度,而且縮短了產(chǎn)品由設(shè)計到生產(chǎn)的時間差,促進產(chǎn)品設(shè)計效率的大幅提升。其次,智能技術(shù)的應(yīng)用也能提高電氣產(chǎn)品的科技含量,在嚴(yán)峻的競爭形勢下,電氣產(chǎn)品的科技含量直接影響企業(yè)的綜合競爭力。目前廣泛應(yīng)用的智能化設(shè)計手段,主要包括遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法主要是對操作對象結(jié)構(gòu)進行直接操作,有利于促進產(chǎn)品內(nèi)在性能的運行能力,不需要進行各項要求的制定標(biāo)準(zhǔn),可以自動生成符合產(chǎn)品運行的優(yōu)化設(shè)計方案,因此其在電氣產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。專家系統(tǒng)主要是集中了應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的專家經(jīng)驗,并且形成科學(xué)的信息資料系統(tǒng),通過合理推理和判斷,模仿人類專家的決策過程,為電氣產(chǎn)品的開發(fā)提供相應(yīng)的決策支持。
2.3人工智能控制技術(shù)
人工智能控制技術(shù)的應(yīng)用是促進電氣工程自動化發(fā)展的重要技術(shù),也是其發(fā)展的主要趨勢。當(dāng)前,人工智能控制技術(shù)在電氣工程自動化領(lǐng)域中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用,其控制方式主要有專家系統(tǒng)的控制模糊的控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制,主要運用的方面是:人工智能控制技術(shù)用以采集及處理全部模擬量與開關(guān)量實時的數(shù)據(jù),對各環(huán)節(jié)運作實現(xiàn)實時監(jiān)控,收集整理成數(shù)據(jù)庫;記錄故障特征與頻率且實行在線分析;全程跟蹤并智能的監(jiān)視各個主要的設(shè)施與系統(tǒng)運行的狀態(tài);員工不需要直接到生產(chǎn)一線,只需通過鼠標(biāo)或是鍵盤達到控制系統(tǒng)的目的。
3結(jié)束語
1.1電氣工程
科技與經(jīng)濟的發(fā)展使得電氣自動化技術(shù)不斷更新,電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大,這些變化對我國電力系統(tǒng)提出了新要求:電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)形式有所變化。在先前著重強調(diào)安全高效、安全保護和自動化調(diào)節(jié)過程的基礎(chǔ)上,更加注重對電力系統(tǒng)容量的高要求,即在實現(xiàn)綜合化管理工作和加強經(jīng)濟調(diào)節(jié)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,對電力系統(tǒng)的容量提出新要求,其單機容量至少要達到20萬千瓦。
1.2電氣自動化技術(shù)
電氣自動化技術(shù)大多運用于工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)之中,是指在無需工作人員手動操作的情形下,利用機器設(shè)備的自動化完成加工生產(chǎn),并在生產(chǎn)管理過程中完成產(chǎn)品質(zhì)量檢測、自動處理產(chǎn)品信息、對實際情況分析判斷等。所有這些程序都不需要人工手動操作,全部采用機械自動化控制系統(tǒng)完成。由此可知,電氣自動化技術(shù)即指利用電氣設(shè)備控制生產(chǎn)順序、控制時間的技術(shù),是與電氣工程和機械設(shè)備息息相關(guān)的內(nèi)容。自動化系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試、應(yīng)用、維護與產(chǎn)品研發(fā)和電力技術(shù)的管理與應(yīng)用對電氣自動化的要求越來越高。
2電氣自動化設(shè)計理念
2.1遠程監(jiān)控式理念
遠程監(jiān)控系統(tǒng)是一項高技術(shù)、高難度的新技術(shù),是指利用電腦終端對其他各個地方的設(shè)備進行集中控制的技術(shù)。在電氣工程中運用這項技術(shù),可以大幅度減少電纜使用量,節(jié)省安裝支出和材料使用的成本,還可以實現(xiàn)系統(tǒng)之間的組態(tài)靈活性和可靠性,獲取更高效益。但監(jiān)控式對傳輸信號強度依賴性較高,電氣工程的通訊量通常較大,加之現(xiàn)場通訊速度較低,在信號較差時遠程監(jiān)控式便會受到較大的限制。因此,遠程監(jiān)控式設(shè)計理念更適合于系統(tǒng)控制范圍較小的情況,在全自動化電氣工程控制系統(tǒng)中并不適用。
2.2集中監(jiān)控式設(shè)計理念
所謂集中化即指將所有的系統(tǒng)運行項目控制在一個系統(tǒng)中集中管理、運行,這種設(shè)計理念操作簡單、對控制站的要求較低、在系統(tǒng)運行與維護方面較為簡潔。單一分散的監(jiān)控不管是在處理器安裝方面還是在電纜鋪設(shè)連接方面,都十分繁瑣,而且大量的單一電纜攪合在一起,處理器增多就會影響處理速度,使處理速度大為降低,這將導(dǎo)致投資成本增加,除此以外,系統(tǒng)的安全可靠性能也會受到影響。集中監(jiān)控式設(shè)計理念在電氣工程中的實際應(yīng)用,不僅可以減少投資成本支出,還可以進行統(tǒng)一管理、方便快捷,促進電氣工程的高效有序運行,滿足工作新要求,因此,集中監(jiān)控式設(shè)計理念在電氣工程中應(yīng)用較為廣泛。
2.3現(xiàn)場總線監(jiān)控式設(shè)計理念
現(xiàn)場總線監(jiān)控式技術(shù)在當(dāng)前的電氣工程中應(yīng)用最為廣泛,究其原因不外乎其高效性的特征。這項技術(shù)具有實踐性特點,是在大量應(yīng)用實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上不斷發(fā)展起來的,不同間隔采取不同的技術(shù)措施是這項技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用的重要原因。在具體的操作實踐中,主要的工作方式是現(xiàn)場安裝,同時不斷優(yōu)化電纜連接技術(shù),以能夠有效降低電氣工程中設(shè)備的投入成本。在優(yōu)化電纜連接技術(shù)、降低設(shè)備成本的同時,還要盡量減少設(shè)備的隔離和端子柜的使用量,不僅可以降低成本,提高電氣工程的安全性、可靠性和有效運行,還可以增加運營效益。
3電氣自動化實現(xiàn)方式
3.1計算機自動控制、調(diào)節(jié)、操作的實現(xiàn)方式
利用計算機進行相關(guān)設(shè)備的操作,是在遵循調(diào)度方案的前提下,對能夠使電纜關(guān)閉的設(shè)備進行調(diào)節(jié)與控制,電力系統(tǒng)不僅能夠自主的、合理的利用現(xiàn)場控制命令,還能夠轉(zhuǎn)換和設(shè)置相關(guān)設(shè)備的運行方式,如電網(wǎng)的開和關(guān),限制修改操作命令,各種整定值,報警信號復(fù)歸等。
3.2人機聯(lián)系的實現(xiàn)方式
人機聯(lián)系的實現(xiàn)方式是指電氣設(shè)備,包括鼠標(biāo)、鍵盤、打印機等,通過電氣自動化系統(tǒng)的允許以后,為達到實時監(jiān)控、調(diào)節(jié)與打印數(shù)據(jù)的目的而調(diào)動一切可利用的電氣設(shè)備來運行畫面并對定值不斷修改的方式。此外,這種實現(xiàn)方式是開發(fā)新的應(yīng)用程序的絕佳方式,極其方便。但其缺點也顯而易見,操作人員只能通過操作成控制調(diào)節(jié)、監(jiān)控電氣設(shè)備、設(shè)置參數(shù)值等簡單操作。
4電氣自動化在電氣工程中的實踐與應(yīng)用
4.1在電氣管理中的應(yīng)用
在電氣工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)電氣自動化是高新技術(shù)走入各行各業(yè)的顯著表現(xiàn),是高科技發(fā)展的代表,這一應(yīng)用過程注重編程調(diào)試。在應(yīng)用時采集相關(guān)流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)分析檢測,發(fā)揮電氣自動化的輸出控制功能、技術(shù)處理功能,使設(shè)備的使用量和投資額大大降低,有效實現(xiàn)了設(shè)備控制的精度。對于電氣工程來說,在施工中應(yīng)用電氣自動化技術(shù)能夠有效遏制工作人員弄虛作假、敷衍了事的情況發(fā)生。
4.2在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用
對于電網(wǎng)調(diào)度中電氣自動化的應(yīng)用來說,其技術(shù)主要表現(xiàn)在應(yīng)用性領(lǐng)域的界定,即指實現(xiàn)電氣系統(tǒng)局域網(wǎng)中電廠、變電站終端和下級調(diào)度中心三者之間的有效連接。在應(yīng)用領(lǐng)域中,由網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接中心服務(wù)器、電網(wǎng)調(diào)度、打印設(shè)備、大屏顯示器等設(shè)備。在電網(wǎng)調(diào)度中,電氣自動化的實際應(yīng)用不僅可以實時性評估電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),還可以對以電力負荷為基礎(chǔ)的預(yù)測采取及時調(diào)度策略。不僅可以保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行,還可以對數(shù)據(jù)及時的收集整理分析和監(jiān)控,以適應(yīng)現(xiàn)代化市場的營銷需求。
4.3在分散測控系統(tǒng)中的應(yīng)用
在這方面的應(yīng)用主要以分層的結(jié)構(gòu)實現(xiàn),包括太網(wǎng)、工作站、數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)和過程控制單元等四部分組成。工作站主要包括兩類,分別是工程師和運行員,是人機接口的主要負責(zé)人。過程控制單元是直接應(yīng)用于生產(chǎn)的,其運行狀態(tài)主要通過設(shè)備的檢測實現(xiàn),并能夠有效控制設(shè)備,以實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的連續(xù)性和過程的檢測、保護和控制。過程控制單元和工作站輸出的所有信息,發(fā)出的所有指令,都必須經(jīng)由工作站運行員接受。工程師工作站的主要職能是負責(zé)實行必要的診斷與維護工作。
4.4在變電站中的應(yīng)用