論述電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)

1、論述電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)引 言如今現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、 功率電子技術(shù)、 通信技術(shù)和控制技術(shù)日新月異，而且這些新技術(shù)漸漸由實(shí)驗(yàn)及理論過程進(jìn)入運(yùn)用領(lǐng)域， 其都對電力自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生了較大的影響。 部分新的觀點(diǎn)和理論適應(yīng)時(shí)機(jī)而產(chǎn)生，電力電氣自動(dòng)化技術(shù)也將進(jìn)入了新時(shí)代。1 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方向1.1 電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用電力系統(tǒng)及其元件的故障診斷、 運(yùn)行分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面將模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及進(jìn)化理論應(yīng)用到實(shí)際研究， 并且結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究， 同時(shí)也開展了在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。1.2 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)

2、自動(dòng)化技術(shù)該技術(shù)采用的模型為最新國際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，輸電網(wǎng)的理論算法采用與配網(wǎng)實(shí)際與高級應(yīng)用軟件相結(jié)合，負(fù)荷預(yù)測時(shí)配合應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行， 最后進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)取得了重大技術(shù)突破， 主要表現(xiàn)在信息配網(wǎng)一體化、 高級應(yīng)用軟件、配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字方面，最終，解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的路由、衰耗等技術(shù)難題，正是因?yàn)椴捎脭?shù)字信號處理技術(shù)，才得以提高了載波接收靈敏度。2 影響電力系統(tǒng)自動(dòng)化的三項(xiàng)新技術(shù)2.1 電力系統(tǒng)的智能控制電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過去的 40 多年中大體上可分為三個(gè)階段：基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段；線性最

3、優(yōu)控制、非線性控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段； 智能控制階段。 電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術(shù)困難有：（ 1）電力系統(tǒng)是一個(gè)具有強(qiáng)非線性的、變參數(shù)（包含多種隨機(jī)和不確定因素的、多種運(yùn)行方式和故障方式并存）的動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)。（ 2）具有多目標(biāo)尋優(yōu)和在多種運(yùn)行方式及故障方式下的魯棒性要求。（ 3）不僅需要本地不同控制器問協(xié)調(diào)，也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。智能控制是當(dāng)今控制理論發(fā)展的新的階段， 主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題； 特別適于那些具有模型不確定性、具有強(qiáng)非線性、要求高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)。2.2 FACTS 和 DFACTS概念的提出在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進(jìn)的輸配電技術(shù)來

4、提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時(shí)候， 一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù) 柔性交流輸電系統(tǒng)（ FACTS ）技術(shù)悄然興起。柔性交流輸電系統(tǒng)是 F1exible AC Transmission Systems 中文翻譯，英文簡稱 FACTS ，指應(yīng)用于交流輸電系統(tǒng)的電力電子裝置。利用大功率電力電子元器件構(gòu)成的裝置來控制調(diào)節(jié)交流電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)或網(wǎng)絡(luò)參數(shù)， 優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)， 提高交流電力系統(tǒng)線路的輸電能力。其中 ”柔性 ”是指對電壓電流的可控性；如裝置與系統(tǒng)并聯(lián)可以對系統(tǒng)電壓和無功功率進(jìn)行控制， 裝置與系統(tǒng)串聯(lián)可以對電流和潮流進(jìn)行控制； FACTS 通過增加輸電網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量，從而提高輸電網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值

5、， FACTS 控制裝置動(dòng)作速度快，因而能夠擴(kuò)大輸電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行區(qū)域； 在電力電子裝置最早用于直流輸電系統(tǒng)中并實(shí)現(xiàn)了對輸送功率的快速控制， 由此人們想在交流系統(tǒng)中加裝電力電子裝置，尋求對潮流的可控， 以獲得最大的安全裕度和最小的輸電成本， FACTS 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，靜止無功補(bǔ)償器（ SVC ），靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM ）又稱作 ASVG ，晶閘管投切串聯(lián)電容器 （TCSC ），靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（ Static Synchonous Series Compensator ）以及統(tǒng)一潮流控制器（ UPFC ）就是基于 FACTS 裝置家族的成員這是一種將電力電子技術(shù)、 微機(jī)處理技術(shù)、

6、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運(yùn)行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。對 ASVC 的研究現(xiàn)狀各種 FACTS 裝置的共同特點(diǎn)是：基于大功率電力電子器件的快速開關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。 ASVC 是包含了 FAC1's 裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡單的一種新型靜止無功發(fā)生器。ASVC 由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成， 其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。 它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓， 而且可以在故障后的恢復(fù)期間穩(wěn)定電壓， 因此對電網(wǎng)電壓的控制能力很強(qiáng)與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機(jī)相比， ASVC 的調(diào)節(jié)范圍大，反應(yīng)速度快，不會發(fā)生響應(yīng)

7、遲緩，沒有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)各的機(jī)械慣性、機(jī)械損耗和旋轉(zhuǎn)噪聲，并且因?yàn)?ASvC 是一種固態(tài)裝置，所以能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)也能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化，因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機(jī)。的研究態(tài)勢隨著高科技產(chǎn)業(yè)和信息化的發(fā)展， 電力用戶對供電質(zhì)量和可靠性越來越敏感，電器設(shè)備的正常運(yùn)行甚至使用壽命也與之越來越息息相關(guān)?？梢哉f，信息時(shí)代對電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。 DFACTS 是指應(yīng)用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術(shù)，它是 Hingorani 于 1988 年針對配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。 其主要內(nèi)容是： 對供電質(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法， 在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。2.3 新一代 E

8、MS 和動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)基于 GPS 統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS目前應(yīng)用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側(cè)重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集（ SCADA ）系統(tǒng)。前者記錄數(shù)據(jù)冗余，記錄時(shí)間較短，不同記錄儀之向缺乏通信， 使得對于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)特性分析困難：后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長，只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個(gè)共同的不足，即不同地點(diǎn)之間缺乏準(zhǔn)確的共同時(shí)間標(biāo)記，記錄數(shù)據(jù)只是局部有效，難以用于對全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的分析?；?GPS 的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)基于 GPS 的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有 SCADA 的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，主要由同步定時(shí)系統(tǒng)， 動(dòng)態(tài)相量測量系統(tǒng)、 通信系統(tǒng)和中央信號處理機(jī)四部分組成采用 GPS 實(shí)現(xiàn)的同步相量測量技術(shù)和光纖通信技術(shù)，為相量控制提供了實(shí)現(xiàn)的條件。GPS 技術(shù)與相量測量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物相量測量單元設(shè)備， 正逐步取代 RTU 設(shè)備實(shí)現(xiàn)電壓、 電流相量測量。3 結(jié)束語總之，電力自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中發(fā)揮著越來越重要的作用，在新技術(shù)的廣泛應(yīng)用下， 傳統(tǒng)的技術(shù)正在逐漸的被取代， 從而更加促進(jìn)了電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。 電力自