計(jì)算機(jī)技術(shù)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
摘 要:
摘 要:社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中,計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷得到提升,在電力系統(tǒng)逐漸向自動(dòng)化發(fā)展的過(guò)程中,計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)自動(dòng)化是為了提高電力調(diào)度穩(wěn)定性、電網(wǎng)調(diào)度效率,合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),可以使電力系統(tǒng)的安全性得到極大提升。筆者根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的概念進(jìn)行分析,并且分析了目前已經(jīng)應(yīng)用的計(jì)算機(jī)技術(shù),探討了未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),希望對(duì)電力企業(yè)發(fā)展壯大做出貢獻(xiàn)。
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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)技術(shù) 電力系統(tǒng) 自動(dòng)化
新型計(jì)算機(jī)技術(shù)在人們的生活與生產(chǎn)中不斷得到應(yīng)用,它改變了傳統(tǒng)生活的模式,使社會(huì)更加智能化與自動(dòng)化。電力系統(tǒng)是人們生活與生產(chǎn)中必不可少的能源系統(tǒng),系統(tǒng)自動(dòng)化已經(jīng)是未來(lái)電力行業(yè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化,也為電力企業(yè)發(fā)展提出了新的方向。
1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化
電力系統(tǒng)自動(dòng)化從上世紀(jì)中期被應(yīng)用在電力系統(tǒng)中,而近幾年社會(huì)發(fā)展速度不斷加快,計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷推陳出新,系統(tǒng)自動(dòng)化的速度也隨之加快。電力系統(tǒng)自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)相輔相成,合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),可以有效提高自動(dòng)化建設(shè)水平,以下幾點(diǎn)是系統(tǒng)自動(dòng)化必須重視的重點(diǎn)。
1.1 電網(wǎng)調(diào)度
電力系統(tǒng)的主要自動(dòng)化方向就是電網(wǎng)調(diào)度,如今我國(guó)采取的調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)為:國(guó)家、區(qū)域、省份、地區(qū)、縣鎮(zhèn)這五級(jí)調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在調(diào)度調(diào)控中起到了關(guān)鍵的作用,網(wǎng)絡(luò)接口、打印機(jī)、儲(chǔ)存器、顯示器這些終端設(shè)備經(jīng)由系統(tǒng)整合后,在連入局域網(wǎng)后,可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行檢修與參數(shù)測(cè)量進(jìn)行控制。在進(jìn)行電力調(diào)度工作時(shí),需要監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)與負(fù)荷,這些數(shù)據(jù)需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行評(píng)估與檢測(cè)。計(jì)算機(jī)評(píng)估系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障,并且在出現(xiàn)故障后發(fā)出提示警報(bào),第一時(shí)間消除電網(wǎng)故障情況,保障用戶正常的生活與生產(chǎn)不被影響。計(jì)算機(jī)技術(shù)可以有效提高電力調(diào)度效率,在五級(jí)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中,自動(dòng)化調(diào)度最低的縣鎮(zhèn)級(jí)電網(wǎng),使用了PC機(jī)調(diào)度電力服務(wù)器,自動(dòng)化調(diào)度最高的國(guó)家電網(wǎng),會(huì)使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行監(jiān)控,保證各級(jí)電網(wǎng)的用電安全。
1.2 配電系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)技術(shù)升級(jí)途徑就是電網(wǎng)改造,為了保證計(jì)算機(jī)升級(jí)后可以實(shí)現(xiàn)配電智能化,一般都將配電系統(tǒng)分為終端、主站、子站這三級(jí)。配電系統(tǒng)經(jīng)過(guò)三級(jí)劃分后,可以使溝通更加順暢,電網(wǎng)信息資源貢獻(xiàn)也能得以實(shí)現(xiàn),使配電系統(tǒng)保持高效自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)。
1.3 變電系統(tǒng)
變電系統(tǒng)通過(guò)變電站與輸電線路為用戶傳送電能,傳統(tǒng)變電站并沒(méi)有使用計(jì)算機(jī)技術(shù),所以兩者之間的聯(lián)系需要通過(guò)人工執(zhí)行,不僅浪費(fèi)了人力資源,也無(wú)法使工作效率得到有效提高。輸送過(guò)程無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控,就不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題,也無(wú)法第一時(shí)間解決故障。電力系統(tǒng)自動(dòng)化中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),可以有效提高工作效率,第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)變電站運(yùn)行故障,并且?guī)椭こ處煹谝粫r(shí)間制定解決方案,加強(qiáng)變電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。計(jì)算機(jī)光電纜是變電站自動(dòng)化中非常重要的傳播媒介,也是計(jì)算機(jī)獲取信息與數(shù)據(jù)的傳輸通道,取代傳統(tǒng)電纜的信息傳遞模式,鋪設(shè)傳輸通道更加簡(jiǎn)便。在管理運(yùn)行檔案時(shí),可以通過(guò)觸屏技術(shù)完成管理,為日后審查提供支持。圖1為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)流程圖。
2 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用
2.1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中主要表現(xiàn)在:晶體管技術(shù)發(fā)展與小規(guī)模集成電路,這兩種技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化研發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)條件,使電力二次轉(zhuǎn)換設(shè)備得以實(shí)現(xiàn),其中開(kāi)關(guān)信號(hào)檢測(cè)、模擬量檢測(cè)、晶體管繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、電力變送器、自動(dòng)裝置是非常重要的電力設(shè)備。單片機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)設(shè)備更新?lián)Q代。數(shù)字電路與模塊設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化裝置性能的提升,而且為電力裝置添加了通信功能,可以在不同設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,距離較遠(yuǎn)的區(qū)域也可以進(jìn)行信息交流。隨著高性能工作站不斷投入使用,服務(wù)器、軟件、信息處理技術(shù)也在不斷提高,尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,使電網(wǎng)調(diào)度、電廠監(jiān)控、變電站、配電等自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)水平得到有效提升。
電力產(chǎn)品不斷向開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的模式發(fā)展,嵌入式微處理器、嵌入式計(jì)算機(jī)、嵌入式以太網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)等產(chǎn)品,使電力系統(tǒng)中的測(cè)量控制、繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)通信等裝置得以更換。裝置電路與程序的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后,使產(chǎn)品性能得以提升,信息處理速度遠(yuǎn)超以往的處理速度,有效降低功耗,并且使功能擴(kuò)展能力得到提升。
2.2 電力系統(tǒng)發(fā)展需要的技術(shù)
目前,電力系統(tǒng)發(fā)展需要的技術(shù)有:電力一次智能化設(shè)備、電力一次在線檢測(cè)設(shè)備、光電式互感器、光電互感型繼電保護(hù)與測(cè)控設(shè)備、特高電網(wǎng)二次開(kāi)發(fā)設(shè)備。電力一次智能化設(shè)備時(shí)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),將二次設(shè)備的功能融入其中,實(shí)現(xiàn)有機(jī)契合,有效減少控制電纜與信號(hào)電纜的使用量。一次在線檢測(cè)設(shè)備,,是在電力系統(tǒng)運(yùn)行中,統(tǒng)計(jì)發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)等一次設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),并且根據(jù)長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè),記錄設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與變化趨勢(shì),更好的判斷設(shè)備是否存在故障,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)高電壓與大電流測(cè)量,必須使用光電式互感器,這種互感器改變了傳統(tǒng)電力互感器的不足,更加符合輸電線路的實(shí)際運(yùn)行檢測(cè),是我國(guó)較為常用的電力檢測(cè)裝置。
光電互感器逐漸在電力系統(tǒng)中普及,而二次設(shè)備也發(fā)生了很大變化,其中測(cè)控設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化較大。裝置內(nèi)部不再需要隔離互感器、部分信號(hào)處理裝置、轉(zhuǎn)換電路,裝置運(yùn)行速度得到極大提升。特高電網(wǎng)二次開(kāi)發(fā)設(shè)備,可以更好的滿足電力運(yùn)行要求,滿足社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的新要求,使人們的生活與生產(chǎn)更加方便。
3 發(fā)展趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展與演化,在電力系統(tǒng)中得到了很好的發(fā)展,是未來(lái)電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分,其價(jià)值與作用隨著自動(dòng)化系統(tǒng)的深入研究得到更多應(yīng)用。以下是未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)
3.1 智能電網(wǎng)技術(shù)
電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中,智能電網(wǎng)技術(shù)是其中非常重要的組成部分,也是代表電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要表現(xiàn)。智能電網(wǎng)充分體現(xiàn)了自動(dòng)化控制的優(yōu)點(diǎn),對(duì)調(diào)度、發(fā)電、配電、輸電、用戶管理等環(huán)節(jié)進(jìn)行整合,嚴(yán)密監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)程,使電力系統(tǒng)可以保證平穩(wěn)、安全的運(yùn)行。計(jì)算機(jī)技術(shù)與調(diào)度的有機(jī)融合是智能變電系統(tǒng)的主要工作,智能變電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)柔性交流電的運(yùn)輸,使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定,也可以對(duì)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)節(jié)。我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的首要目標(biāo)就是智能電網(wǎng)系統(tǒng),合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),可以提高智能電網(wǎng)工作效率。電網(wǎng)在實(shí)時(shí)通信的階段就發(fā)揮出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際作用,建立平穩(wěn)的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái),使信息傳遞更加準(zhǔn)確、高效。通過(guò)計(jì)算機(jī)收集相關(guān)數(shù)據(jù),并且分析與篩選數(shù)據(jù)是信息管理系統(tǒng)的重要工種,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析電網(wǎng)運(yùn)行情況,及時(shí)糾正電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題與故障,保證電網(wǎng)系統(tǒng)能平穩(wěn)、安全的運(yùn)行。
3.2 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)
電力系統(tǒng)中紅外成像技術(shù)與視屏技術(shù)不斷得到應(yīng)用,電力系統(tǒng)對(duì)圖像信息的要求更加明顯。圖像的分析與處理需要較高要求,許多信息需要通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)完成解析,傳統(tǒng)人工分析無(wú)法滿足電力系統(tǒng)檢測(cè)得出的復(fù)雜圖像數(shù)據(jù),而且信息分析需要極短的處理時(shí)間,甚至需要圖像收集后1微妙內(nèi)完成分析,出現(xiàn)電力系統(tǒng)問(wèn)題后,也需要在1微妙內(nèi)進(jìn)行處理,如果處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng),就可能造成極大的電力事故。在電力系統(tǒng)中使用圖像識(shí)別技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)智能化圖像分析工作,也可以提高電力系統(tǒng)的直觀性。使用圖像分析可以提高電網(wǎng)的處理運(yùn)行速度,并且與其他系統(tǒng)可以良好兼容,對(duì)提高輸電線路安全性有著非常重要的幫助,可以使電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行效果更加優(yōu)秀。
4 結(jié)語(yǔ)
計(jì)算機(jī)技術(shù)將不斷在電力系統(tǒng)中應(yīng)用,也是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)要求,對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展有著非常重要的推動(dòng)作用。在實(shí)際電力系統(tǒng)應(yīng)用中,需要對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)使用概況進(jìn)行分析,掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)用方向與實(shí)際作用,從而加強(qiáng)實(shí)際使用過(guò)程的管理水平,加強(qiáng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化,是提高系統(tǒng)智能水平的關(guān)鍵要素。
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