所屬欄目:自動化論文 發(fā)布日期:2014-06-03 15:37 熱度:
電力系統(tǒng)的出現(xiàn)讓電能得到了廣泛的應(yīng)用,同時帶動了社會各生產(chǎn)部門的發(fā)展,開啟了電力時代的大門,我國的電力系統(tǒng)是從二十世紀(jì)五十年代開始發(fā)展的,電力系統(tǒng)自動化廠站及調(diào)度是我國電力系統(tǒng)一直以來夢寐以求的發(fā)展研究方向,電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化的出現(xiàn),可以對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動化控制、自動化調(diào)度和自動化管理,電力系統(tǒng)自動化的水平已成為衡量一個國家綜合實力的標(biāo)志之一。
摘要:電力系統(tǒng)是將水能、風(fēng)能等一次能源通過電動機(jī)的發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化成電能的形式,再經(jīng)過處理和輸電線路的輸送,分配到各個用戶。我國是一個用電大國,實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展對我國的影響至關(guān)重要。文章主要論述了電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化的發(fā)展,并對其前景進(jìn)行了探索。
關(guān)鍵詞:自動化論文發(fā)表,電力系統(tǒng),自動化,廠站,調(diào)度,發(fā)展
在二十世紀(jì)六七十年代,就有人曾經(jīng)提出過電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化這一概念,但是由于當(dāng)時技術(shù)落后,這一概念并沒有實現(xiàn)。在1965年美國發(fā)生一起重大停電事故后,很多電力公司充分地意識到,電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化的研究已經(jīng)迫在眉睫,不久就將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)的安全上,出現(xiàn)了SCADA系統(tǒng),這是電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化實現(xiàn)的基石。本文結(jié)合當(dāng)今世界發(fā)展的背景,說明實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化與調(diào)度自動化對廠站發(fā)展與管理的優(yōu)勢。
1電力系統(tǒng)廠站自動化
1.1火電廠自動化
改革開放以來,是火電廠發(fā)電自動化技術(shù)發(fā)展最快的二十年,火電廠的發(fā)展離不開行政和技術(shù)方面的指令性規(guī)定的發(fā)展;痣姀S的自動化設(shè)計共有三個階段:
第一階段。二十世紀(jì)八十年代末,作為先進(jìn)國家一項成熟技術(shù),在華能國際電力開發(fā)公司引進(jìn)的火電機(jī)組上廣泛應(yīng)用了DCS,二十世紀(jì)九十年代初期,分散控制系統(tǒng)(DCS)從試點到推廣應(yīng)用,也就是第二代數(shù)字控制,這個時候各個部門的計算機(jī)系統(tǒng)是相互獨立的。
第二階段。二十世紀(jì)九十年代中期,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)和爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)全面納入DCS,各項功能都達(dá)到了一定的水平,每個機(jī)組的監(jiān)控實現(xiàn)了以分散控制系統(tǒng)的人機(jī)一體化,傳統(tǒng)的后備監(jiān)控已不復(fù)存在,新機(jī)組生產(chǎn)時電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)可用率達(dá)到較高水平。
第三階段。充分實現(xiàn)火電廠整體性的自動化系統(tǒng),系統(tǒng)分為兩級,全廠級與機(jī)組級,機(jī)組級使用的是分散控制系統(tǒng)和順控器,控制機(jī)組的每個單元和每個環(huán)節(jié),全廠級采用的是信息管理系統(tǒng),通過計算機(jī)在后臺對第一線的生產(chǎn)實施監(jiān)控,并隨時做出調(diào)整。
現(xiàn)在,通信標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,已經(jīng)獲得成功,分散控制系統(tǒng)與可編程邏輯控制器有效融合。分散式控制系統(tǒng)面向多功能的全封閉的方向發(fā)展,可編程邏輯控制器已經(jīng)走向網(wǎng)絡(luò)化。想要接入分散控制系統(tǒng)需要捷威借口,如今世界上有兩大機(jī)構(gòu),分別是WorldFIP和ISP,ISP的公司有25個,其中最有名的是西門子公司,而WorldFIP得公司竟達(dá)到了150個,兩大機(jī)構(gòu)有各自的線路標(biāo)準(zhǔn),具有信號自我處理、補(bǔ)償自我修復(fù)的能力。
1.2水電廠自動化
1979年以后,我國在水電站的自動化方面做了大量工作,不斷地調(diào)研并逐步推廣,目前已有二十多個水電站實現(xiàn)自動化工作,這些水電站基本上實現(xiàn)了計算機(jī)技術(shù)控制系統(tǒng)。水力發(fā)電站綜合運(yùn)用計算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行水庫調(diào)度,綜合自動化控制,微型計算機(jī)得到廣泛應(yīng)用。二十世紀(jì)八十年代初,當(dāng)時的計算機(jī)技術(shù)實行監(jiān)控主要以控制集中而功能分散的模式,到了二十世紀(jì)九十年代的時候,經(jīng)過幾年的發(fā)展,已經(jīng)變成了開放式的分布模式,水電廠的公用設(shè)備將會被計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分散控制,水電廠采用這種方式處理,有利于加快水電站工作進(jìn)程,國外早就已經(jīng)啟用這種模式來管理水電站了。
最近幾年出現(xiàn)了更為全面,效率更高的分布式系統(tǒng)的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),完整的系統(tǒng)嚴(yán)格符合美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE),國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO),國際電工委員會(IEC)等的標(biāo)準(zhǔn),將總線網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)控制系統(tǒng)相連接,方便了設(shè)備的調(diào)試、修理以及更換,使每個節(jié)點都有高度的獨立性,且運(yùn)行安全可靠,比以前的系統(tǒng)更容易維護(hù),這也是水電站未來發(fā)展的趨勢。
1.3變電站綜合自動化
變電站是我國電氣行業(yè)研究的重點方向,國家的建設(shè)與市場的需求都使得變電站成為研究的熱點,主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器,變電站自動化從局部到整體的設(shè)計角度,改變了原有的對變電站的看法,自動化變電站可以將數(shù)據(jù)信息自動提取出來并分析出很多難以把握的數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析加以保存。
變電站按規(guī)模大小不同,可分為變電所、配電室等。傳統(tǒng)的變電站將饋電線(進(jìn)線、出線)和母線,隔離開關(guān),接地開關(guān),斷路器,電力變壓器(主變),站用變,電壓互感器TV(PT)、電流互感器TA(CT)對應(yīng)連接,這么多的設(shè)備都放在控制室里,會產(chǎn)生很大的工作量,同時結(jié)構(gòu)發(fā)雜,很容易出錯,F(xiàn)在所用的自動化變電站是將分散的設(shè)備聚攏在一起,形成多級單元,回路也非常簡單,電纜的數(shù)目減少了許多,可以實現(xiàn)無人管理。
變電站的高壓設(shè)備一般都放置在開關(guān)場內(nèi),會長生很大的磁場,以前工作環(huán)境惡劣,電磁干擾的問題很突出,工作人員必須時刻注意這方面的問題。變電站自動化后,一臺計算機(jī)就可以取代控制室。變電站的自動化可分為集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前端負(fù)責(zé)信息的輸入輸出以及運(yùn)行,后端對信息進(jìn)行處理并反饋給前端,這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沒有形成一個整體的結(jié)構(gòu),很多問題都無法解決;而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),具有高度的靈活的反應(yīng)速度和強(qiáng)大的信號處理能力。
2電力系統(tǒng)調(diào)度自動化
我國在電源與電網(wǎng)的信息采集方面做得非常好,幾乎能收集到所有的實時信息,電力系統(tǒng)的調(diào)度在分級調(diào)度與分層控制的基礎(chǔ)上要實現(xiàn)自動化。我國調(diào)度狀況分為五級分層調(diào)度管理:國家調(diào)度控制中心(國調(diào)),大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心(網(wǎng)調(diào)),省電網(wǎng)調(diào)度控制中心(省調(diào)),地市電網(wǎng)調(diào)度控制中心(地調(diào)),縣級電網(wǎng)調(diào)度控制中心(縣調(diào))。目前電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的軟件已經(jīng)有了第四代產(chǎn)品。電力系統(tǒng)自動化的需求與應(yīng)用模式也有了相應(yīng)提高。
2.1自動化系統(tǒng)的規(guī)模日益增大
隨著國與國之間的教育合作越來越多,自動化系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大,系統(tǒng)之間信息量的傳遞與日俱增,所覆蓋的范圍也隨之?dāng)U大,信息的種類也越來越多,F(xiàn)在的軟件需要更高的水平才能滿足SCADA系統(tǒng),即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng),還有DMS系統(tǒng)、TMR等的要求,自動化系統(tǒng)的優(yōu)越性表現(xiàn)在系統(tǒng)的安全,運(yùn)行的穩(wěn)定和操作的可靠等方面。在自動化系統(tǒng)大規(guī)模延伸的背景下,系統(tǒng)的每一項指標(biāo)都不容忽視。
2.2自動化系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜度日益提高
隨著電力自動化系統(tǒng)產(chǎn)品實用化的推進(jìn),生產(chǎn)監(jiān)控、調(diào)度、指揮、管理類的自動化應(yīng)用需求日益實用化、也日益復(fù)雜化。應(yīng)用的復(fù)雜化對數(shù)據(jù)源頭要求多樣化,數(shù)據(jù)源的種類多樣化、與兄弟系統(tǒng)的互連復(fù)雜化,在中間往往還夾帶著中國特色的管理性質(zhì)的內(nèi)容。
我國的自動化系統(tǒng)已經(jīng)走向成熟,系統(tǒng)在各個方面的性能也達(dá)到了國際水平,復(fù)雜的自動化系統(tǒng)要求具有多樣別的信息源頭。各個系統(tǒng)相互連接,EMS系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化和組件化的方向發(fā)展。
2.3自動化系統(tǒng)間的交互大大增強(qiáng)
信息采集和控制執(zhí)行子系統(tǒng),信息傳輸子系統(tǒng),信息處理子系統(tǒng),人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)程序間數(shù)據(jù)的交互和調(diào)用能力增強(qiáng),數(shù)據(jù)的傳輸由串行傳輸,變成并行傳輸,速度快、效率高。
3結(jié)語
電力系統(tǒng)自動化的研究與實踐是緊密聯(lián)系、相輔相成的,以電氣工程中電力系統(tǒng)為主,以計算機(jī)技術(shù),制造加工為輔的集中反映。電力系統(tǒng)自動化的研究,也推動了測試與測量技術(shù)、自動化控制與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。
電力系統(tǒng)自動化的優(yōu)勢是建立在合理運(yùn)用科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上,依靠先進(jìn)的設(shè)備和完善的信息控制等手段實現(xiàn)的,或許不久的將來,會有更多新型技術(shù)走向電力系統(tǒng),推動電力系統(tǒng)向更遠(yuǎn)的方向發(fā)展。
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文章標(biāo)題:自動化論文發(fā)表電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化芻議
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