电力自动化技术的新发展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电力自动化技术的新发展 【摘 要】自我国改革开放以来， 经济取得了突飞猛进的发展，人民的生 活质量稳步的提高，而且城市化的脚步 也越来越快，大量的工厂企业和广大民 众的用电量也在大幅提升，原有的电力 系统技术已经满足不了国家的经济发展 需求，所以我国的电力系统迫切的需要 注入新鲜的技术。在互联网信息技术快 速发展的今天，自动化技术已经进入了 电力系统之中，并在其中起到了关键的 作用，本篇文章中将简单的介绍一下自 动化技术在电力系统中的应用现状、问 题以及未来的发展。 中国论文网 /5/view-5349599.htm 【关键词】电力系统；自动化技 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 术；现状；问题；发展 一、什么是电力自动化系统 我们都知道电力设备和电力网络， 通常都是一天 24 小时永不间断的运作 的，所以为了保障所有电力设备的安全， 最初，产生了一种自动监控电力设备的 技术，随之而来的便是，自动化管理技 术，所有的自动化技术统称为电力自动 化技术系统，因其具有良好的性能和高 效的工作效率，如今，电力自动化技术 已经得到了进一步的应用和发展。 二、电力自动化技术的工作流程 1、首先在电网的关键或核心部 位，安装一台现代化的计算机，这台计 算机会想周围电网就行网络系统的辐射 活动，最终通过附近的变电站或者发电 厂，反馈回来信息，得到的信息会在计 算机内部进行科学的分析，以此手段能 够全程实时的对整个电网进行全方面的 监控。 2、电力自动化系统采用分层次 调节的技术手段，就是通过调度所、控 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 制所、变电站和发电厂等各个电力组织 进行分层次的控制，就是对于自身的管 辖区域进行划分管理，从而有效地防范 和维护电网的运行，同时，能够综合协 调的共同进行运作，实现了电力网络的 经济高效的工作状态。 三、电力系统自动化技术的现状 随着中国经济的稳健发展，城市 人口在不断地增加，各个省市地区的企 业如雨后春笋般迅速发展成长，所以居 民用电量和工厂企业用电量大幅攀升， 这就给我国的电力系统带来了巨大的压 力和挑战，国家电网不仅要满足广大民 众需求，而且要保持供电系统的稳定性 以及整个系统的安全性，原有的电力系 统已经不能满足市场需求，所以电力自 动化系统逐步走进了各个应用领域。电 力系统自动化技术依靠计算机和互联网 技术对所有的电力系统进行实时监测， 并将运行数据及时传送给终端计算机进 行处理，以便于终端计算机进行远程遥 控等命令，这就大大减少了工作人员的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 工作量，而且减少了失误率，因为我们 人在工作时常常会出现各种失误，而计 算机系统完全不会有任何失误，而且自 动化系统运行更加稳定。最近几年，智 能电网，智能电力系统已经取代原有的 大部分老化系统，以人工智能代替了人， 这就使得管理人员能够更加科学有效的 管理复杂配电网，既节省了资源，又精 简了我国电力系统中人员配置，同时为 我国的经济建设作出了突出的贡献。 四、自动化技术在电力系统中的 应用 电力自动化按照电能的生产和配 送传输过程主要分为如下几个方面： 第一：电网自动化调度系统：电 网自动化调度系统是依靠计算机控制的， 它能进行数据采集和显示，并进行计算、 分析。这种系统较多地配置在电力发电 厂和变电站配置。 第二：火力发电厂的电力自动化： 火力发电厂的自动化主要分为几个部分： 发电厂内的机炉安全监控；点火到并如 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 局域网自动启动；电力系统超负荷的自 动分配和机炉的动态监视与调节。 第三：水力发电站的自动化：水 利发电厂的自动化主要包括水坝的安全 监控；水库水量的调度；水库电机运行 三个部分。水库大坝的自动化分为信息 收取，分析以及报警维护等。水库水量 的调度主要是掌握降雨量以及防止洪水 的暴发方案的选择。水力发电厂与火力 发电厂一样，都有计算机自动监控系统。 第四：电力系统反事故自动装置： 它的主要作用就是防止突发事故造成 电力系统的破坏以及人身伤亡事故。这 种装置是完全纯自动化设备，它不需要 人为的去进行操作干预，当有事故发生 时，就会及时反映迅速进行处理，所以 效率非常高，而且可靠性比较靠谱。反 事故自动装置主要分为两种：一种是继 电保护装置：主要对电力系统中的电气 设备进行保护，这其中有线路、变压器、 发电机、电动机等电气设备；另一种就 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 是电力系统自动化的安全保护装置：主 要是用这种装置来保证电力系统的安全 有效的运行，以免造成全网性的频率崩 溃和电压崩溃等严重性事故。 五、电力自动化系统存在的问题 我国现行的电力自动化系统存在 着一定的问题，我们都知道要想实现电 网的自动化，首先必须具备整套的完善 的配电网，而且城市的规划建设也必须 要由相当的规模，而我国在实现电力系 统自动化过程中还有诸多问题。 我首先来介绍一下在实现电力系 统自动化的过程中遇到的电磁干扰问题， 现行的电力系统自动化程度越来越高， 但是它的电磁环境也更加的恶劣。电力 自动化系统内部大多数是弱电系统，这 种系统极其容易受到电磁干扰，其既有 外部干扰也有内部干扰，这使得电力系 统的安全运行受到了严重影响。所以我 们在设计电力系统自动化时应尽量减少 或消除这种影响。首先，我们应该在一 二次系统中设置隔离屏蔽层，以此来减 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 少外界电平对内部弱电平的影响；其次， 我们要对一二次系统进行接地处理，以 此来减少电网中瞬间变化的电压差，这 样便能保证安群可靠的运行；再次，我 们要对电源输入端加装滤波器，以此来 滤掉那些高频活着低频电压，减少电源 端的电磁干扰。 再一个就是电力系统自动化功能 设计的单一问题。我国传统电力自动化 系统的设计，主要是从提高供电可靠率 考虑，这方面的考虑其实多余的，因为 我国电网大面积停电的现象几乎很少， 每次停电绝大多数是人为预先安排停电 的，这种安排停电主要是我们的管理人 员预先估计进行拉闸限电，其实做是不 合理准确的，而且造成了大量的经济损 失，这就需要我们的管理人员提高自己 的工作管理能力，适时进行辨别，以免 造成不必要的经济损失。而且许多电力 系统的管理人员在进行新设备选择时太 过于盲目追求新的事物，缺乏全局考虑， 不顾及自身的基础，当新设备买回来之 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 后急于投入使用，造成的结果就是新老 设备交叉使用，根本不能完全有效的融 合到一起去，出现事故率极高，所以我 们的政府应该尽快的对电力系统的工作 人员进行教育培养，加强他们的基础知 识学习，提高他们的管理能力。 六、电力自动化系统简介 所谓电力自动化系统是指在电力 企业中通过信号系统和数据传输系统对 电力系统进行自动检测、自动控制、自 动决策同时对全局实行自动监控，协调， 控制、调节以保证电力企业稳定安全运 行和提供优质品质电能的自动化系统。 简而言之电力自动化系统也就是 通过网络通信、微机继电保护、自动化 控制技术等为用户设备进行远程监控和 远程监测，从而确保电力系统稳定可靠 的运行及提供最优服务的自动化系统。 6.1 电力自动化的应用范围 电力自动化的应用范围主要包括： 大型工业现场全场配电监控、小型分布 电气 SCADA 监测、HV 变电站综合自 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 动化、石油基地等大型设备监控等领域， 这些领域对电力自动化的应用是十分广 泛的。 6.2 电力自动化系统的优势 电力自动化系统与以往的电力传 统系统相比其系统更加灵活多样，更加 可靠稳定、更加安全，其能通过人机界 面支持各种语言的在线切换，其良好的 开放性也使其应用的范围大大加宽。 6.3 电力自动化的发展 自二十世纪九十年代末引入电力 自动化技术以后，电力自动化技术以光 速在中国蓬勃发展。中国现已研发出独 具中国特色的电力自动化技术，并成功 开发了各种电力自动化设备，技术的创 新同时促进了国内电力自动化企业的快 速发展，随着我国知识产权的开发，我 们也逐渐丰富了电力设备产品的品种， 提升了服务质量，扩大了生产规模，电 力自动化正逐渐进入国产化时代。 近年随着中国经济的快速发展， 企业也加大了对电力自动化的投资，电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 力投资总额在我国占有较高分比，中国 将在 2011 年至 2020 年进入全面建设电 网信息化，数字信息化和自动化信息化 的崭新时代，目前，我国大规模应用自 动化技术的企业预计达到 400 家以上， 2010 年电力自动化行业产值达约 308 亿 元。电力自动化技术为我国经济发展作 出巨大贡献。 七、电力自动化的实现技术 现场总线是被人们比作是电力自 动化领域的计算机局域网。由于当代社 会的信息技术的发展加快引发了现代的 电力系统自动化的一系列的结构变革。 与此同时，由于当今的社会的工业电网 的不断的变得复杂，人们对于电网的安 全性的要求也在不断的提高。由此看来， 与原来的控制技术相比，现场总线控制 的技术就明显的更加能够满足现代的电 力系统自动化所提出的要求。所以，在 不远的将来，这一新兴的自动化控制技 术必然会一步一步的取代旧的控制技术， 并且广泛的应用在电力系统自动化中。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 如今不管是在电厂还是在变电站， 现场总线的控制技术都有着十分广阔的 应用和发展的前景。尤其如果在新建的 项目中运用这一新的控制技术，就能够 提高可靠性和紧密度以及经济性，由此 来实现更大的效益。而且一直以来，要 说哪个部门的自动化程度最高，那必然 是电力系统。通过在国内外的设计研究 部门和现场总线厂家不断努力和研发下， 如今使用的分散式控制系统必然会被扎 根于现场总线的控制系统分系统的，分 阶段的一步步的取代，在不久的将来成 为我国电力系统自动化的主要设备。 电力自动化技术能够提高电力企 业的工作效率，还可以减少很多方面的 资金投入和减少劳动力的资金投入，更 可以提升电力企业当中重要线路数值的 检测，保证系统稳定供电等，针对电力 自动化技术我们进行以下简介。 7.1 无线技术 无线技术按照产生无线信号的方 式区分主要分为三种：蓝牙无线技术、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 红外无线技术、和调频无线技术，无线 技术对于电力企业来说还是一个比较新 的应用，在最近几年才得到较大的发展， 而且无线技术也十分可能成为未来电力 自动化技术打主要发展趋势，无线技术 有一定的优点，但是相反的其也存在一 定的缺陷：首先信号在两次转换过程中 会有一定的损失，因为其在传播过程中 可能会受到其他方面的干扰，而且无线 技术的成本相对比较高，因此我们要综 合考虑，适当的应用无线技术。 无线技术不用在厂区附近进行复 杂的布线，所以会节省很大一笔的成本 费用。由于这样，在经济方面会有很诱 人的特点。无线技术更加方便的是，在 现场进行巡视的维修检修的工作人员能 够很方便通过无线技术与集中控制室等 等的控制管理中心进行及时的联系，并 且可以及时的实现资源和信息的共享。 除此以外，无线技术还具有高度的灵活 性，易操作性，还可以通过远程链接进 行远方设备或者是系统的可视化等等更 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 为独特的功能。由于无线技术的问世和 不断的该进，给电力系统自动化技术注 入一股新的血液，使电力工业领域能以 一个全新的视角来观察电力系统中出现 的问题，由此打开电力系统控制的新纪 元。 7.2 信息化技术 信息化技术简称 IT，其主要用于 管理和处理信息所采用的各种技术，对 于所有的信息获取、加工、交流等技术 我们都可以称之为信息技术，它应用的 领域比较广泛，主要应用于计算机科学 和自动化领域，其主要包括通信、传感、 计算机等技术。应用 IT 系统的用户随 着科技发展也在不断增加，且对其依赖 性也越来越高，尤其是在电力企业中， 企业使用自动化体系模式就更加加重了 信息化技术在自动化系统中所占的重要 位置。IT 系统主要是由前台信息终端和 后台数据中心构成，前台信息终端主要 是使操作变得更为简便，后台数据中心 主要是对回收的数据进行分析，只有整 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 个 IT 系统正常运行，才能为电力企业 提供最优质的服务。 7.3 安全技术 无论我们从事什么工作，什么样 的技术都要以安全为首要任务。所谓安 全技术即在生产过程中为职工提供人身 安全、防止各种伤害如火灾等事故发生 的技术措施。主要是通过改善作业环境， 改进安全设备、改善作业手法等，将危 险笨重的操作改为用机械操作。安全技 术的内容主要包括四方面：第一、要及 时的对新开发的设备、新技术等进行全 面系统的研究，确定最新的安全措施。 第二、要从设备上进行考虑，主要是提 高设备本身的安全性能。第三、要做到 预防为主，要及时的研究出防止和解决 各种事故的方法。第四、我们要找出事 故发生的潜在原因，把他们消灭在萌芽 状态。 9.1 总体趋势 如今电力系统自动化技术的发展 趋势主要表现在以下的几个方面，开环 监测为主转化到是以闭环控制为主；技 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 15 术功能单一向着多功能全方位的方向发 展；由单个元件发展向全系统方向发展； 由高电压等级向着低电压等级发展；让 装置的性能更加的灵活，具有创新力和 技术性。并且逐渐向着数字化的方向进 行转变。有效的确保高效的，经济的， 方便的供电；很好的结合电力系统的高 效性和安全性。做到经济和管理的自动 化和高效化。保证在输电过程中能够顺 畅。 9.2 自动化技术的发展趋势 首先自动化新技术的应用就要很 好的适应和协调，且新技术要具有很好 的创新性和优化性。新技术在满足协调， 适应，创新之后，还要尽可能的符合多 机系统，这样才可以更充分的面对多方 面的问题。现代的电力系统的监控环节 对实时监控、分段监控和重点监控的要 求也更加高，所以监控环节的新技术的 开发要提高他的技术含量，是监控更加 的方便和科学。在电力系统的控制和研 发方面有了很好技术是不能很好的推动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 16 电力系统的整体发展的。技术人员的专 业素质和素养也是很重要的一个因素。 所以除此以外，我们还要注重于技术人 员的专业的培养，实现多种的人才的合 作，将现代理论应用于实践，在技术手 段上实现自动化的控制，将电子技术真 正的应用于实际中去。 十、我国电力自动化技术的发展 我国的电力系统的发展要从 20 世纪的 60 年代说起。从 60 年代我国开 始研发变电站自动化技术。到了 70 年 代初期，我国先后研发出了电力集中控 制装置和能同时实现保护、控制和信号 的装置。到了 80 年代的中期，由清华 大学自主研制的 35kv 变电站微机保护 和自动化检测系统也投入了运行。而在 这同一时期，电力综合自动化控制系统 也被南京自动化研究院研发出。在电力 系统自动化技术的发展上做出了很大的 贡献的除了这些以外，我国其他的高校 和科研单位在电力系统自动化技术的发 展上做出的贡献也不容忽视。他们为自 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 17 动化研制出了许多的类型，功能都各具 特色和创新的电力系统自动化系统。这 些都极大的推动了我国电力系统自动化 技术的发展。在 1998 年，我国的全国 装机容量就超过 277GW，位居于全世 界第二位，这个数目出现了很大的跨越。 而且自此以后，我国的电力系统自动化 的技术仍在不断的提升，推动我国电力 以高速的向着更大的规模迅猛发展。 电力自动化技术主要存在于我国 的变电站等电力设备之中，自 20 世纪 90 年代以来，电力自动化技术的发展逐 步成为了，我国电力行业的热点之一， 因为市场和技术的需要，电力自动化技 术逐步走向科学技术的前沿。 从目前来看，我国的电驴里自动 化技术已经逐步走向成熟，并且，已经 在高、中、低压的情况向，得到了广泛 的使用，有效地提高了我国变电设备和 变电站的可靠性和有效性，但是，到目 前为止我国的电力自动化技术，还有很 多的不足，仍然需要进一步的改进和研 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 18 究，从未来的角度来看，我国的电力自 动化技术的新型发展，将结合一次性设 备的完全的融合，从而实现智能化的一 次性设备，同时，每一套设备，将包含 保护、检测、计费、维护、操作等一系 列的功能和数据库。 10.1 电网调度自动化发展 电网实现自动化技术，是现如今 所有国家电力设备方面研究的重点工程， 也是实现全面电力自动化技术的核心和 重要组成部分，他是计算机技术运用的 首选部分，同时，电力自动化技术的应 用，使得电网的安全和管理，起到了很 有效地作用，进而足部成为了不可或缺 的组成要素。 10.2 电力企业自动化技术研究 随着我国的科技进一步发展和提 升，网络计算机技术得到了更高层次的 普及，如今，计算机已经成为了家庭、 企业、公司等工作和学习的必需品之一， 而且这些前沿技术正结合以往的电气自 动化技术，成为工作效率更加快速，覆 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 19 盖领域更加广阔的电气自动化技术。 在如今的形式下，只有采用了先 进自动化的生产单位，才会适应于当今 市场的需求，电力企业也是如此，只有 先进的技术保证，才会使得电力企业的 供电和管理工作更加的及时和有效，才 会促进电力企业的运营和发展，只有采 用电气自动化技术的电力企业才能符合 当今时代的发展。只有不断提升企业的 自身科学技术不断完善电气自动化技术 才能在未来的竞争当中立于不败之地。 采用自动化技术的电力企业可以极大地 提高工作效率，而且可以减少劳动力的 资金投入，特别是一些作业强度比较高 的电气工程，需要的劳动力也相对较高， 资金的重复投入就会有所增加，而采用 电气自动化技术可以减少很多方面的问 题，不仅节省了资金，而且是一次性投 入。这对于电力企业的整体发展是非常 有益的。 十一、电力系统自动化技术的发 展 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 20 未来电力自动化技术的发展主要 在三个方面： 第一个就是电力系统的集成分布。 所谓的系统集成就是把所有的自动化技 术整合在一起，以一个整体形式存在， 将电力系统的所有信息互相进行共享， 并且弥补各个区域间的功能上的不足。 而且，随着未来自动化技术的发展，再 继续提高整个系统的集成度。这就是未 来电力系统的发展方向，将原先单一的， 分散开的小系统逐渐整合到一起，组成 一个安全可靠效率又高的大型系统。 第二个就是在控制策略上有所发 展，随着自动化系统日益的完善，它在 控制策略方面将逐渐走向协调、智能化， 对于不同的问题将使用多种不同的机型 系统来处理。 第三个便是将配电系统自动化进 行分步分层次处理，以此来适应未来控 制系统集成和电力系统的发展，并且要 将它的性价比控制在较好的范围内，这 样用户就能得到便宜而且安全可靠的电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 21 力系统软件。未来几年内广大的用户就 可以对其实施的项目进行分层分步进行 配电自动化规划，用户所购买的电力系 统不会因为年久而淘汰，因为我们会对 其所使用的软件进行维护和升级，避免 了用户资金的大量流失。尽管，目前我 国电力系统已经进入了自动化的行列， 但是我们国家是一个电力需求量大的超 级大国，而且电网的建设，电力系统的 升级成本较高，对于世界上发达国家的 先进技术我们还没有完全掌握甚至应用， 所以我们就必须在现有设备资源的基础 之上进行改进升级，以期望在未来的几 年内赶超世界的发达国家水平，也只有 这样我们的电力系统自动化才能得以实 现。 如今电力自动化技术已经 得到了很大程度和范围的使用，因为， 电力自动化技术的应用，使得电力企业 的成本大幅度得到减少，提升了企业的 经济效益和发展实力，同时电力自动化 技术的应用，很有效地提升了电网的管 理和有关电力设备的运营和维护的安全 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 22 可靠性。 所谓的电力自动化技术，就是一 电脑作为主体控制，以网络作为平台的 电力自动化体系，这种技术，可以全程 有效地监控电网的每一个环节，保证了 电网的安全有效地进行运作。而且可以 对每次出现的信息数据进行记录储存， 进行高精度的计算后形成数据表，如果 供电网络出现问题会第一时间进行预警 提示。 电力自动化技术的发展前进不仅 仅只是为了方便和有效地进行电网线路 的管理，而且还适用于整个电网大面积 的排查、检测和预警的作用，同时，对 于抗外界因素对于自身电网的干扰还具 有一定的作用，因此，电力自动化技术 的