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摘要:电力系统结构复杂,且分布地域广阔。电力系统自动化是一门综合性技术,内容十分丰富。本文分析了电力系统自动化的发展现状以及发展趋势,为保障电力系统的安全、优质运行以及向客户提供可靠、合理的电能提供了重要理论支撑。
关键词:电力系统;自动化;现状;发展趋势
引言:电力系统的建设和发展与社会生产生活密切相关。现阶段,我国的科技发展水平明显提高,且电力系统自动化也在不断完善,这也成为推动我国电力事业高速发展的重要因素。但我国电力系统自动化中依然有很多需要改进的地方,为了有效推动电力事业的建设和发展,应积极采取有效的优化措施。
一、电力系统自动化技术的发展现状
随着科学技术的不断完善,电力系统也结合了现代化的新技术,向自动化、智能化的方向发展。电力系统自动化技术是指在电力系统的核心位置安装一套计算机系统,利用这套计算机系统对电力系统的运行进行监督与控制,从而实现电力系统的自动化管理。目前,电力系统自动化技术主要应用在发电厂、变电站、配电网这三个方面。发电厂中的电力系统自动化技术主要应用三个方面,分别是运行单元、控制单元和以太网;变电站中的电力系统自动化技术主要表现在变电站二次设备的优化和重组方面;配电网中的电力系统自动化技术主要针对运行参数的检测与采集方面,对这一过程进行科学的控制与调整,尽可能的满足用户在各方面的需求。
二、电力系统运行控制的特点
电力系统作为一种特殊的系统,同其他的工业系统相对有着自己的一些显著的特点,主要表现为以下的几个方面:
2.1电能稳定供应
电力供应是国民经济和居民日常生活的重要命脉。经济运行以及人民生活的方方面面都离不开电能。电能的不稳定供应将给我们国家的国民经济平稳发展造成巨大的损失,严重影响人民的日常生活。
2.2电能的非存储特性
电能具有特殊性,电能的生产和配送以及消费都是在同一时间内进行的,电能不能大量的存储。在任意一个时刻电力系统中的发电厂所生产的电能量都取决于这一时刻用电设备所消费的能量以及输送和分配过程中所损失的电能综合。电能的这些特点都要求在运行的过程中必须要保证电源的功力平衡。在同一时刻发出的总电能要等于消费的总电能,而且中间传输环节也要保证畅通无阻。中间的任何一个环节或者元器件发生故障,都将影响电力系统的正常工作。
2.3电力系统结构的复杂性
现代的电力系统的装机容量越来越大,供电的距离也越来越长,中间所包含的厂、站数量都十分庞大,其结果相当复杂。同时,电力系统的正常操作,比如发电机、变压器以及电动机等元件的投入和退出都是在极短的时间内完成的,一些系统故障,比如雷击等引起的短路等都在一瞬间完成的。这都要求电力系统在运行的时候需要快速的控制和排除故障,以保证其安全稳定运行。
三、电力系统及其自动化的发展趋势
当今电力系统的自动控制技术在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展;电力系统自动化在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题;在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论;在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。
例如,数字化电力系统。电力系统之前都是由发电机、电力网络、负荷以及控制中心等组成的。原先的电力网络是不可控的。近些年来,随着电力电子技术的发展,柔性交流输电技术设备被引入到了电力网络中来,使得电力网络也变成可控的了。然而,在电力系统中增加灵活性的同时,也增加了它的复杂性。数字电力系统就是指针对某一实际运行的电力系统的物理结构、技术特性、科技活动等进行数字化实时地描述与再现。如果能够做到这样,就可以说建立了电力系统的数字电力系统。数字电力系统各个环节的实时效率,包括热力系统、汽轮机以及网络损耗等环节的效率,都可以通过数字电力系统实时显示。通过数字化电力系统,电力系统运行的安全性和稳定性得到了极大的提高。
整个电力系统自动化的发展趋向:
(1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。
(2)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变;追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。
(3)由单一功能向多功能、一体化发展,例如多种发电方式自动化。在火力发电方面,采取自动化技术应用在多个方面,首先,运用在火力发电厂的厂内机、电和炉子等设备的数据监测、安全管控、故障检测、运行监控、屏幕显示、超限报警等多方面,极大避免了因为人工操作管理失误而引发的险情。其次,通过计算机调度可以实现从点火到热力发电再到电力并网过程的完全无人化操作。再次,运用电力系统自动化可以控制母线的电压,避免电压波动造成的设备损伤。
在水利发电方面,目前的侧重点和未来持续的关注点是利用自动化系统确保对水利发电大坝的施行严格的监控、水利发电站运行的管理和水库调度等三个方面的问题。其中,水力发电大坝主要通过自动化的计算机网络来进行数据采集、分析并改善当前的维护方案确保达到水利发电设备的最佳运行状态。此外,除了保证水力发电系统的正常运作,还要依据可持续发展的原则,保证当地的生态平衡。在传统的的生态勘测过程中,不但需要耗费大量的人力物力财力,测量的结果还具有滞后性,水力发电站对环境造成伤害的时候不能及时勘测到。针对此问题,引入自动化技术,实时监测水利发电站周围的水文信息,做到问题早发现早解决。
(4)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。建立全面的DMS系统是我国电力系统综合自动化技术的主要发展方向。DMS系统的作用在于全面提升电气综合管理水平,推动现代化电力系统技术的发展。DMS系统能够有效地优化电气设备保护方面的控制,从而使大面积的停电故障得到消除,供电系统的可靠性也将得到进一步的提高。与此同时,电力系统综合自动化技术还将建立起完善的事故处理机制,尽可能的减少故障停电的时间,以及故障停电对生产装置产生的影响,提高供电的可靠性。建立全面的DMS系统能够使企业的管理人员及时地掌握电流和电力系统的运行情况。负荷监控、精确计量和电力平衡都会受到功率、电压、电量等各种类型的运行参数的影响,因此而对当前的变电值班模式和运行操作模式进行改善,最终将实现真正的无人值守的变电站管理模式。这对于电力企业而言可以节约大量的人力,从而提高企业的效益。
四、结束语
电力系统是我国经济建设发展的重要支撑,为了更好地支持我国建设发展需要,提高电力系统运行效率势在必行。借助电力系统自动化可以提高电力系统的运行效率。为了实现电力系统自动化的长远发展,需要业界进一步研究电力系统的自动化技术,优化现行电力系统自动化技术。本文对我国电力系统自动化技术的现状进行了深入探讨,并研讨电力系统自动化的发展趋势,对未来电力系统自动化技术的发展具有建设性意义。
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