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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電力系統的監控系統,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
無線通信技術的發展給電力監控系統的建立和發展提供了技術支持,電力監控系統充分利用無線通信技術的技術成果進行遠程監控,增強了電力系統的管理職能,提高了電力系統的工作效率。無線通信技術種類繁多、更新換代頻繁,能夠提高電力監控系統的性能,使電力監控系統的發展更加具有科學性和準確性。
2無線通信技術在電力系統監控中的具體應用
在電力系統中設置監控系統,利用監控系統進行數據的收集處理,實現對遠程設備的操作,能大大提高電力系統的工作效率,滿足人們的生活需要。因此,在電力系統監控中應用無線通線技術已成為社會發展的需要。
2.1在電力用戶和線路設備等方面的應用
利用無線通信技術可以把電力用戶、設備、線路等監控系統聯結起來,建立一定范圍的局域網,通過遠程集抄終端,定時抄傳電力用戶的電表信息并進行存儲,避免了因系統異常導致的數據缺失;無線集抄終端還可以智能判斷電路設備是否出現故障,并把發現的問題傳送到服務器,及時發出警告。通過無線通信技術可以實現遠程操作,如抄表、查詢、統計、瀏覽、分析、打印等,避免了人為因素導致的數據不準確等弊端,提高了電力系統的工作效率和電力系統的自動化水平。
2.2在電力服務方面的應用
通過無線通信技術實現對電力系統的監控,把用電系統和移動終端實現網絡連接,既滿足了電力部門向電力用戶及時發放用電信息的需要,也滿足了電力用戶根據個人需要自行定制信息查詢的需要。利用無線通信技術,通過移動終端,采用SMS、WAP、PUSH等形式,實現辦公自動化和監控職能,電力部門可以根據通知的重要程度采用自動語音通知的形式,并通過設定系統得到回復結果。同時,通過對電力系統的網絡監控實現電力部門和電力用戶的信息溝通,及時解決出現的問題,提高電力部門的服務效率,滿足電力用戶的需要。電力用戶可以通過無線網絡利用EMAIL、SMS、WAP_PUSH等形式,讓手機等終端進行信息查詢和信息定制,提高了電力用戶的滿意度,完善了電力部門的服務職能。
2.3在電力系統內部的應用
隨著電子技術的發展,使無線通信技術在電力系統監控中的應用得到了進一步的發展,通過無線通信技術的定位功能可以對電力系統工作人員的工作情況進行監控。隨著智能機的出現,利用手機終端還可以實現信息共享,提高工作效率。如,工作人員在野外工作時,可以通過手機終端進行信息查閱,及時處理和解決遇到的新問題,提高其工作效率。
3結語
關鍵詞:電力系統 自動化 技術應用 思考
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)07(b)-0102-01
眾所周知,電力系統是一個動態的巨維復雜系統,具有強非線性、時變性以及參數不確定性等特點。而電力系統自動化則是指通過對電力系統系統進行實時動態的監測、控制和保護等手段進行電力系統的自動化控制技術。自動化技術的引入為電力系統的發展提供了革命性的變革,涵蓋軟件設計與應用,配套設施建設等工作。針對電力系統的特點,自動化技術幫助其邁入信息化發展的快車道,促進了電力系統更加安全可靠的運行,在國民經濟發展中發揮巨大的作用。
1 電力系統自動化運行中存在的技術問題
1.1 變電站監控運行過程中存在的技術問題
變電站作為電力系統的神經中樞,其運行監控的穩定性、可靠性以及安全性是影響電力系統自動化技術應用的關鍵因素所在。就目前而言,我國電力系統中運行的變電站缺乏故障濾波裝置,而針對后臺是否需要增設監控機的討論也沒有形成統一的意見。在實際工作中,設置后臺監控機的利大于弊。電力系統的變電站通過設置后臺監控機,有助于減輕人員的工作負荷,對電力系統進行現場監控與管理,為電力系統的安裝運行與維護提供了重要的參考價值。同時,設置后臺監控機也有助于企業控制人工成本,減少人員的不必要開支,也是電力系統自動化的重要標志之一。而反對安裝后臺監控機的任院長則認為無人員看守的狀況下,若變電站出現突況或者運行故障時,無法進行有效的解除。這種觀點與電力系統自動化是相違背的,是認識上的一種偏差。實際上,就電力系統目前的建設與應用水平而言,尚有諸多部分沒有實現自動化,針對這一客觀事實,科學合理的配置自動化設備,進行人員值班與設備運行相互協調的工作機制將一方面提高電力系統自動化控制的水平;另一方面解決實際工作中存在的問題。
此外,在電力系統自動化發展進程中,故障濾波器是自動化水平的一個重要體現,也是必不可少的裝置。而現實中諸多變電站缺乏故障濾波裝置,對于故障跳閘前后或者電流的非正常變動以及故障電流值等的記錄缺失,導致故障發生時不能夠有效及時的予以確診和排除。
1.2 數據和信息遠程傳輸中存在的技術問題
電力系統是一個巨大的維度動態系統,在其運行過程中,會產生龐大的數量與信息。而這些數據與信息有需要進行遠程的傳輸。目前,有些電力系統中的變電站雖然安裝有后臺監控系統,但其無法正常運行或者由于設備陳舊,運行效率低下等情況的存在,造成數據和信息的遠程傳輸的失敗。而通過后臺監控系統將數據和信息傳輸到調度主站的做法并利于數據和信息的遠程傳輸。根據電力系統自動化發展的趨勢而言,應通過保護和監控系統的通訊單元向調度主站進行數據和信息的遠程傳輸,一方面可以避免因后臺監控系統的的不必要的干預導致信息和數據傳輸的失敗或者效率低下;另一方面發揮通訊單元的自動化技術優勢,實現數據和信息的高速、安全、可靠的傳輸,避免因后臺監控系統故障影響整個電力系統的正常運行。
2 新時期電力系統自動化技術發展的方向和意義
未來,我國電力系統自動化技術的發展方向必定是沿著科學技術變革的步伐,加速電力系統自動化和信息化的城東,如建立DMS系統,實現電力系統的信息實時監測與傳輸、在線識別與控制、暫態瞬變的捕捉等功能,集合辦公自動化、地理信息與管理信息系統集成,構建完善的電力市場技術支持系統。從長遠的角度看,我國電力系統實現自動化將有效的消除因故障停電而造成的社會問題,規避大面積停電事故的發生,提高電力系統安全可靠長效的運行。此外,電力系統實現自動化也有助于實現電力平衡、負荷監控、精確計量和節約用電等經濟效益,提高企業的運行成本,節約社會資源,為社會經濟的更好更快發展提供電力支持。
3 新時期電力系統自動化技術幾點思考
3.1 計算機智能控制技術的引入
隨著電力系統自動化技術的不斷深入發展,其控制也面臨著諸多的挑戰,如:電力系統需要進行異地控制器之間的協調控制、多目標優化和確保其運行環境與故障排除的魯棒性特效,滿足其自身強非線性與變參數的特點。而未來計算機智能控制技術則是建立在神經網絡的基礎上推廣應用,神經網絡具有強非線性、強魯棒性、自主學習與處理能力的特點,這恰恰彌合了電力系統自動化控制技術的要求。神經網絡通過連接權值將數據和信息進行非線性映射,借助神經網絡模型和結構的非線性特點,對數據和信息進行自主優化處理,借助神經網絡的算法和硬件設施對其控制狀態進行實時學習,確保電力系統的長效穩定運行。
3.2 變壓器設備的在線監測技術
在線監測技術將是電力系統自動化技術的一個重要體現,也是電力系統擴容和電網規模擴大的必然要求。變壓器設備在線監測技術首先應用于設備檢修過程中,幫助技術人員準確、及時的對設備進行檢修,降低故障損耗率和發生率,提高供電設備的穩定性。針對電力系統故障檢修的特點,一般分為故障檢修、定期檢修和狀態檢修三個組成部分。而未來變電站在線檢修技術將保障狀態檢修階段的準確性和可靠性,解決離線監測和在線監測的難題。
3.3 自動化安全保障技術的應用
自動化安全保障技術是一種靈活的實時恢復機制,對保障電力系統的安全性、穩定性運行具有重要的作用。通過構建自動化安全保障技術,能夠實現對電力系統運行中的日常數據進行有效的存儲和備份,幫助電力公司開展發電站預算核算、系統更新評估和安全指標的制定等。自動化安全保障技術同監控系統有效的結合,對系統運行中的異常情況進行及時的發現、報警,從而降低自動化系統運行的風險。
參考文獻
[1] 馬紅.電力調度自動化系統實用化應用[J].現代電子技術,2010(10).
關鍵詞:電力監控系統構成發展應用
中圖分類號: U672.7+4 文獻標識碼: A
近年來,隨著計算機技術和網絡技術的飛速發展,人們越來越關注供電系統的穩定性和安全性。利用電力系統進行信息的采集,使用電力監控綜合管理整個電力系統都成為了可能。為了進一步完善電力監控系統,我國不斷加大經濟投入,培養優秀人才,引進新技術,對電力的良好運行奠定了基礎。
電力監控系統的結構與功能
電力監控系統的結構
電力監控系統是一個復雜多樣的程序,它一般是由信息控制系統、現場控制系統和問題處理系統三方面共同構成的。這三部分構成了一個整體,共同發揮作用,全方位的監控電力系統的運行。
信息監控系統是電力系統構建中必不可少的一部分,由于電力監控系統在運行過程中現場端和PLC系統的主控端距離較遠,因此,信息監控系統就成為了這個中轉站。目前,系統的通信網絡主要是以智能設備為主,負責各個網絡的通信,從機則是由智能變送器、可編程控制器、現場控制單元構成的,用來傳輸數據。
PLC可編程結構、傳感器、執行裝置等一系列設備共同構成了現場控制系統的子系統,用于執行命令程序,采集現場信息,并進行實時監控。同時,它還可以通過傳感器對數字、開關量等信息進行處理,從而獲取電力系統現場使用的具體情況。
顧名思義,問題處理系統就是用來處理連接過程中所遇到的困難的。簡單來說,就是在接收到現場控制子系統傳過來的各種信號之后,把它們轉化為聲、光、電或者圖像,為工作人員提供信息的指導。具體來說,就是通過報警系統、顯示屏、模擬屏等設備的運行,幫助工作人員對電力系統運行信息進行及時有效的處理。
電力監控系統的功能
由電力監控系統的構成可以得知其最主要的功能體現為現場監控、信息采集、事件處理和系統控制。監控系統可以通過結構的協調運行,對電力系統現場的設備進行動態的監控,并了解運行的參數。然后,系統會對各種數據信息進行采集整理,從而進行判斷分析,制定具體的操作指令。最后,系統管理者通過對子系統的控制,使其執行一系列功能,進而推動電力系統的平穩運行。
另外,電力部門的工作人員可以結合系統運行的具體參數,分析系統功率,并結合實際情況定期進行調節。在功率因數變動時,還可以對系統功率進行手動調節。同時,相關工作者還能夠借助計算機等設施,記錄電力系統實時運行的情況、故障狀況、操作、變更等數據,從而形成有效的信息報表。
電力監控系統的設備
電力監控系統的監控級設備
電力監控系統的控制級設備主要是以工業控制計算機系統為主。該系統主要是由處理器、接口部分、信號傳輸、傳感器等共同構成的,并通過計算機進行實時控制與監測。
由于工業控制計算機具有結構擴充性好、電壓適應范圍大、抗惡劣環境能力強等特點,所以電力監控系統的控制級多采用此類計算機。它可以通過信息接口將主機和其他設備相連接,將現場信號數據傳送至控制級、監控級,形成一個整體的傳輸網,最后實現信息資源的共享。
電力監控系統的控制級設備
電力監控系統的控制級設備是由可編程控制器、智能儀表和通訊介質共同組建而成的。可編程控制器大多采用功能強、通用、快速的PLC系統,能夠滿足用戶對速度和效能的要求。該系統主要包括電源模塊、中央處理器、信號模塊、通信模塊和功能模塊。它大多數采用的是光纖或者雙絞線作為通信媒介,而其智能儀表是集遙控、遙信、遙測于一體的電力監控裝置。
電力監控系統的通信網絡
電力監控系統一般采用“同等形式”或“主從形式”的基本通信網絡系統形式。主機負責網絡設備間的通信指揮,并與從設備之間依靠主站的獨立訪問實現數據的傳輸,當傳送對象確定后,主站再將信息傳輸至既定的從站。不過,一旦主機發生故障的時候,整個系統極有可能陷入癱瘓。
電力監控系統的發展應用
OPC技術在電力監控系統中的發展應用
OPC技術之所以能夠應用于電力監控系統,主要是因為其建立了客戶服務器機制,是連接上位人機界面軟件與監控設備通訊的紐帶。隨著國家電網的建設與改造,電力監控系統發揮著越來越重要的作用。OPC標準為工業的發展帶來了巨大的利益,目前,它已經成為了國家的工業標準。此外,OPC技術帶來的利益還不僅僅如此,它還可以更好地應用于電力整體運行中,為電力監控系統的發展做貢獻。
配電綜合監控裝置在電力監控系統中的發展應用
隨著我國電力工業的迅猛發展,人們對電力的需求量越來越大,對供電質量的要求也越來越高,在電力供應系統中應用配電綜合監控裝置就顯得尤為重要。運用現代化的配電裝置,可以進行實時監測與控制,可以為用電方提供更加便利的技術支持。此外,配電綜合監控設備在電力監控系統中還發揮著巨大的作用。第一,可以合理配置電力資源,有效的提供原始數據。第二,提高了電力資源的配置效率,從而保證更好的為客戶服務。第三,利用監控裝置進行遠程通信,加快推動了遠程抄表的普及。第四,把管理軟件與監控裝置系統結合使用,可以強化計量裝置的工況監視,防止竊電行為的發生。
GPRS技術在電力監控系統中的發展應用
GPRS,即全球定位系統。把GPRS全球移動通信系統應用于電力監控系統,主要是為了提升系統通信工作的準確性與及時性,提高效率,并幫助系統監控部門獲得事故發生地的準確位置、地理情形、圖像信息等情況。為電力系統的管理人員及時快速的開展工作提供保障,降低電力系統由于故障造成的損失。GPRS在電力監控系統中的應用,主要是通過其數據終端的傳輸、監控端、集中器、BTS傳輸系統、GPRS與Internet的傳輸網絡系統共同構成的。
監控終端主要是由信息采集、通訊、控制幾個模塊共同組成的,通過傳感器對信號進行采集,并以串行接口與集中器進行連接。集中器則主要用于對監控終端的信息進行集中整合,并把它傳輸給監控中心。數據傳輸主要借助路由器,將GPRS與網絡進行連接,進行數據傳輸。
故障轉移技術在電力監控系統中的發展應用
當主機發生故障的時候,最理想的處理辦法就是將服務器進行轉移,從而使服務系統能夠繼續平穩的運行。而電力監控系統中大多設有數據庫服務器,在大型電站中充當著重要的角色。因此,應該最大限度的保證其服務運行的連續性和可靠性,進行故障的轉移,從而保證電力監控系統的運行。
結束語
總之,電力監控系統是一種智能化、單元化、網絡化的綜合體系,以電力監控系統軟件、智能配電儀表和計算機通信網絡為基礎。依托先進的技術手段,保證工作人員在現場的任何位置都能夠接收到信息,提高了工作效率。隨著經濟科技的飛速發展,電力監控系統以較少的投資取得了極大的效益,在未來的發展中必然會發揮更加顯著的作用。
參考文獻
[1]劉毅.電力監控系統改造和應用[J].科技與企業,2013(4):239-239,242.
[2]畢昌松.對電力監控系統的探討[J].大科技,2013(2):58-59.
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【關鍵詞】建筑電氣;現代建筑;應用;自動化
前言
電氣自動化在建筑中的應用已經越來越廣泛了,在許多建筑中隨處可見的電力系統,熱力系統以及監控系統等設備都是電氣自動化系統的一部分,目前,在人們的生活中它已經是無處不在,那么今天筆者就來介紹一下現代建筑中電氣自動化的應用。
一、建筑中的電氣自動化系統簡介
在現代建筑中,電氣自動化系統是必不可少的一部分。尤其是高層建筑,如果缺少了電氣系統中的電梯,那簡直就是高層住戶的噩夢。電氣自動化系統中的監控系統對人們的安全有著很好的保障,熱力系統可以給人們的帶來溫暖,而最重要的就是電力系統,在當代生活中,不可想象的,如果缺少了電力,那么生活會多么可怕。現代建筑中,尤其是對于住宅建筑,電器自動化系統事實上就是保證人們正常生活的一個重要基礎設施系統,它是以電子技術為核心,智能控制所應有與之相關的設備。下面筆者就對這些系統進行簡單的介紹。
二、現代建筑中的智能電力系統
上文中提到過智能電力系統是一個建筑電氣自動化系統中非常重要的一個系統,它在建筑中是屬于基礎系統中的重要組成部分。在現代建筑中,電力系統的兩個重要組成部分,就是電力總閘部分,與各家的分閘部分。在過去的建筑中,有時候因為電力系統出現問題,就會引起電火災的出現,而對于這個問題,在當代建筑中的智能電力系統中就可以得到完美的解決。電火災的形成主要是因為線路短路,引起大量電流集中出現在某一線路上,由于線路承受的電壓有限,因此導致線路燒斷,而產生的大量的熱量對線路外在的橡膠達到熔點后引起橡膠燃燒,形成電火,釀成災禍。而在現在的智能電力系統中,對各家各戶的線路上都有一個電壓智能檢測系統,一旦當電壓或電流出現異常的時候,電閘就會自動發出警報,在警報的同時就會對電力進行斷電處理,以做好安全防范的工作。而對于總閘來說,電子智能控制端更是必不可少的一部分。一旦發現電壓出現異常情況。電子總閘就會出現報警行為,同時會對該線路進行斷電處理。由于總閘與電力系統的終端控制是鏈接的。所以一旦總閘出現異常,就會有維修人員立刻到達事故現場進行線路維護和維修的工作。
而電力系統在進入到各家各戶的時候,它的智能監控功能就體現在家電的使用監控中了,在現代的建筑中,必不可少的會有電腦、電視、電話等家用電器,尤其是一些功率較大的電器像是微波爐、熱水器等設施,一旦出現異常,各家的電閘也會進行斷電處理。這不僅僅是為了保證家里的用電安全,也是對整座建筑的安全保證。
三、現代建筑中的智能熱力系統
對于智能熱力系統來說,在現代建筑中,我們采用的是地熱系統的使用。目前地熱系統是較為美觀,與舒適的一種熱力系統。當然其主要控制端還是以電子技術為主要控制手段。在熱力系統的控制端中,有一個熱敏電子設備對熱力系統中的溫度進行檢測,一旦熱力系統所釋放的溫度達到了其最高范圍或者低于其最低范圍的時候,那么智能熱力系統就會自動對溫度進行調節:或是斷開電路停止加熱或是對電路進行鏈接處理繼續加熱。在這其中,熱敏監控系統就起到了一個關鍵的作用。所謂智能就是能夠自動調節自身性能的一些設備的性質。而對于這一點來說,現代建筑中的智能熱力系統就有著很好的自動調節能力。當然這個溫度范圍是可以調節的。就猶如現在的智能冰箱中的保鮮層的溫度控制系統一樣,可以將溫度控制在一定的范圍內,根據個人需要進行可控制調節。一般情況下,熱力系統的溫度控制范圍是由專業人士進行專業調節的,所以一旦出現溫度異常的情況,作為居民來說,千萬不要自行維修熱力系統,因為如果一旦出現智能監控系統出現損壞,那么造成的損失將是無法估量的。當然有些建筑的智能熱力系統是采用太陽能的光熱作為熱源,然后進行電子方面的智能調節,這樣既節省了能源的耗費,也對我們的熱力安全有了進一步的安全保障。
四、現代建筑中的智能監控系統
對于人們的生活來說,監控系統是當代建筑中必不可少的一個組成部分。并不是因為現在社會安定有多么不好,而是因為,智能監控系統對人們的生活,工作都是一種防范于未然的基礎設施。而對于監控系統來說,其主要的組成部分就是攝像頭,即監控設施。通過攝像監控,我們可以知道許多日常人工無法顧及到的地方。而人們的安全就要靠著監控系統中的安防設施來完成了。安防設施目前在現代建筑中,是一個重要的電氣自動化的組成部分。那么智能安防在當代建筑中主要表現的前端設備就是建筑物中的樓宇監控門。我們都知道樓宇監控門一般情況下,都是需要兩層鑰匙進行工作的。就目前來說,我們的工程師們已經將這兩層鑰匙設置成一個組合來代替了,即電磁智能鑰匙。人們進入樓中必須要用鑰匙才能到達自己的家中,否則住在高層樓房里,沒有鑰匙恐怕連電梯都做不了。那么安防設施一旦遭到破壞,它還具有自動報警功能,而其自動報警,不僅僅是發出警報的聲音,而且還與公安機關的報警系統進行聯網設置,一旦出現安防問題,警方會第一時間接到報警,并且來到案發現場進行安全保護。所以對于一個建筑來說,安防系統就是這個建筑的安全保證,也是居民安全生活的重要保障。也正因如此,我們的在日常生活中,也應該對這些平時與我們的生活息息相關的安全設施加以保護,只有這樣,我們的生活,才會更加舒適,更加安全,更加美好。
五、結束語
綜上所述,現代建筑中電氣自動化系統可以說是無處不在,它對我們的生產,生活,工作等有著重要的影響,因此,智能化電氣系統在當代建筑中的應用已經是一個必然趨勢。尤其是上述的智能電力系統,智能熱力以及智能監控系統,都是與人們的生活息息相關的基礎設備。對于這些設備的使用,我們應當注意對其進行保護,只有這樣,我們的生活才能在這些智能化的基礎設施中得到更好的保證。
參考文獻
[1]谷曉亮.淺析建筑電氣自動化在現代建筑中的應用[J].黑龍江科學,2014(02):20-22.
【關鍵詞】:電力系統;新技術應用;未來展望
1、新技術在電力系統自動化中的應用
通過上文對電力系統的解讀可知,該系統是一個規模比較龐大的系統,其中涵蓋了諸多的電力設備設施,想要實現對這些設備的自動化控制,就必須對相關的技術加以運用。下面本文重點分析幾種新技術在電力系統自動化中的應用。
1.1智能控制技術的應用
自電力系統自動化這一概念被提出之后,電力系統自動化與新技術應用文/周觀春柴宇馮浩銘文章首先對電力系統自動化進行了解讀,在此基礎上對幾種新技術在電力系統自動化中的應用進行論述。期望通過本文的研究能夠對確保電力系統的安全、穩定、可靠、經濟運行有所幫助。摘要智能控制技術便成為其研究的一個重要領域,相對于傳統的人工控制方式而言,智能控制更具優越性,將之應用于復雜程度高、非線性較強的電力系統當中,可以_保系統的安全、穩定、可靠、經濟運行。智能控制技術的核心是計算機,所有的控制功能都是憑借相關的軟件程序來實現的,借助這些控制功能可對電力系統運行過程中產生的狀態數據進行實時監測和自動分析與處理,并從中找出電力系統運行時存在的問題,然后參考數據庫中的故障處理指令,自動對故障問題進行解決處理,再利用通信網絡將處理指令下發至電力系統的設備當中,從而實現對系統的調整,由此便可確保系統始終處于相對穩定的運行狀態。
1.2計算機視覺技術的應用
該技術是一門綜合性較強的學科,主要包括計算機、信號處理、物理學等等,它是各種智能系統不可或缺的重要組成部分之一,應用該技術可對電力系統進行有效的監測。隨著業內專家學者對該技術的研究不斷深入,出現了諸多新的技術,其中較具代表性的有以下幾類:在線監測技術、環境監測技術、無人機監測技術等等,這些技術能夠通過各種不同的方式獲取電力系統的狀態信息。
1.3動態安全監控系統的應用
隨著社會生產生活對供電穩定性的要求不斷提高,電力系統有必要應用動態安全監控系統,減少供電故障,保障電力系統可靠運行,滿足供電需求。在動態安全監控系統中,要引入GPS和EMS技術,通過全面檢測電氣設備,實時掌握電氣設備的運行情況,可及時發現并處理故障隱患,做到防患于未然,從而大幅度降低事故發生的可能性。基于GPS定位技術的動態安全監控系統,可通過衛星提供所需數據,加之EMS系統可對整個電力系統進行實時監控,從而實現了動態監控與靜態監控相結合,從多個方向入手對電力系統運行進行綜合分析,若發現電力系統存在不穩定運行的因素,則可及時提出補救措施。
1.4 DFACTS技術
FACTS技術和DFACTS技術是應用于電力系統的新技術,其中FACTS技術即柔流輸電,能夠對電力系統的相關參數進行及時調控,保證電壓維持在穩定狀況,從而提高電力系統的可靠性。DFACTS技術則可有效解決電力系統的各類質量問題,有效管控電力系統運行質量,保障電氣設備始終處于良好運行狀態,減少不利因素對電氣設備的干擾和損害,從而促使電力系統運行的自動化水平大幅度提升。
1.5微機保護技術
電力系統應用微機保護技術,能夠在發生故障時自動啟動保護措施,減少電力系統受到的損害。隨著電力系統對微機保護技術的應用要求不斷提高,微機保護技術必須及時更新。當前,在電力系統中常用基于C/C++語言的微機設備,該微機設備具備良好的可移植性和靈活性,能夠滿足電力系統保護的多種需求。
2、電力系統新技術發展的未來展望
2.1電力系統將向著自動化和智能化的方向邁進
目前,電力系統的整體發展趨勢是向著自動化和智能化的方向發展,其智能控制手段將由研究逐漸走向實用,通過對計算機技術的不斷學習,將能夠幫助電力工作者找到新的發展電力的道路和方向,也能夠使得一些系統達到新的發展高度。計算機技術、控制技術和現代通信技術將會對電能的產生、控制、傳輸等各個環節產生影響,使得電力系統實現智能化和自動化的新高度。當前電力系統正處在大數據的時代,各種高科技的技術頻發,電力系統的安全運行程度高。同時,電力系統還有高效率運行、降低成本和對環境負面影響小的優點,將不斷的提升系統的可靠性和自愈性,達到更高的發展高度。
2.2太陽能等可再生資源發電比例和對儲能設備要求增高
隨著全國經濟和文化的發展,電力系統領域也迎來了新的發展方向,太陽能和風能成為可再生資源的發展重點。根據研究資料表明,地球上接受的太陽能如果有效的利用和供給是足夠地球上的人類實現總需求的。在能源評價、技術服務和創新等方面,光伏發電也成為了新的發展趨勢,現階段需要重點光電池、多晶硅提煉等技術,不斷推廣新的發展渠道,解決更多的技術問題和障礙,實現包括太陽能在內的可再生資源的合理利用,為電力能源的生產提供充足的保障。另一方面,隨著電力系統信息化和新技術的發展,電力儲能系統就像計算機網絡中的信息存儲系統一樣,有著重要的影響力。隨著儲能裝置的不斷改進,新型高性能的電極材料和電介質材料將不斷被應用在各個領域,推動電力系統的全方位發展。此外,電力電氣設備的性能還需要不斷的研究其材料,提高電氣設備的極限容量,確保電力系統的安全穩定,滿足電網的運行需求。新型高性能電極材料、儲能材料和新技術的應用,推動了大容量電池儲能等技術的發展和大容量儲能設備興起和實踐運用。
結論
電力系統的運行穩定與否,直接關系到供電可靠性,為了確保系統運行的穩定性,可將智能控制技術、計算機視覺技術、動態安全監控技術等,合理運用到電力系統自動化當中,由此不但能夠對電力系統進行全面的監視和控制,而且還能使系統的重要設備始終處于受控狀態。
關鍵詞:直流供電系統;不間斷電源;逆變
引言
在電力系統中,無論是發電廠還是變電站,為了給電力系統運行中直流負荷提供可靠的直流電源,包括電氣的控制、信號、測量和繼電保護、自動裝置、斷路器電磁操作的合閘機構、交流不停電電源裝置、運動和事故照明等負荷,絕大多數站均配備有獨立成套的直流供電系統,以確保滿足電力專用的不間斷直流電源,確保各繼電保護、自動控制、載波通信及斷路器分合閘能夠在電力系統發生故障時繼續正常工作,以防止電力系統故障擴大和設備損壞,因此確保直流電源不間斷對于電力系統正常運行極其重要。作者根據多年變電站實際管理經驗,將直流供電系統實際使用情況,以及為了滿足電站不間斷電源使用要求進行的改進做簡單匯總,供港口電力系統工作者參考。
1 直流供電系統介紹
直流供電系統主要由交流輸入、充電裝置、蓄電池屏、監控單元、電壓檢測、絕緣監測、蓄電池管理單元、母線調壓裝置及饋電屏等組成。充電裝置通過整流模塊把交流輸入整流為直流電,為直流負荷供電的同時,還會適時的給蓄電池充電;蓄電池屏由單節電壓為2V-12V的閥控式密封鉛酸蓄電池串聯組成,對應的電壓輸出為110V或者220V,其功能是在交流輸入失壓時對直流負荷進行實時供電;調壓裝置根據蓄電池組輸出電壓變換自動調節串入降壓硅堆,以使直流控制母線的電壓穩定在規定范圍內,確保工作壓穩定;絕緣檢測及監控管理裝置是直流系統不可缺少組成部分,其主要負責在線監測直流系統的正負極對地的絕緣水平,以及監控顯示系統的各類運行狀態,并控制充電模塊智能對電池進行充電(直流系統原理圖1)。
直流供電系統工作過程主要包括交流正常工作狀態和交流失壓工作狀態,當系統的交流輸入正常時,通過交流輸入給各整流模塊供電,整流模塊將交流電變換為直流電,經過保護裝置輸出一面給蓄電池充電,一面給饋電屏直流負荷提供工作電源。系統交流失壓時即交流輸入停電,整流模塊停止工作,蓄電池開始放電至饋電母線,為直流負荷供電,監控模塊實時監控蓄電池放電電壓和電流,當出現異常情況是監控模塊會發出告警。
2 變電站直流供電系統應用
本部分將介紹作者在110kV變電站及10kV電站工作過程中涉及直流供電系統的應用情況,新港港務分公司110kV變電站先后于2005年和2009年進行室內戶外設備和主變壓器進行了更新改造,現運行方式為兩臺12500kVA主變“一主一備”方式運行,10kV饋線側負荷兩段分列運行,10kV變電站若干,110kV站與10kV電站通過計算機《NEMS綜合式工業監控系統》進行監控,實現有遙信、遙測、遙控、遙調功能,值班人員通過“四遙“功能對電站運行狀況進行監控和應急處理。
為保障110kV電站二次設備供電可靠性,電站內配備有兩套完整的電源電壓為:DC220V直流供電系統,互為備用使用,可實現直流負荷不斷電切換運行,蓄電池總容量為300Ah;兩套裝置均設兩路交流電源進線和兩路可自投切充電裝置,最大限度確保直流電源系統供電。通過聯絡開關隔離,使兩段母線上充電機或電池巡檢時可以分別進行,互不影響。日常運行時,一組直流系統供電,另一組作為備用;兩組互為備用直流系統會按時進行聯絡投切,為了防止兩組電池短時并列運行出現環流或沖擊,對整個直流系統產生影響,兩負荷總開關側與母線間裝逆止二極管(直流系統圖2)。
相應的對于各個10kV二級電站,則分別配備有DC220V的直流電源系統,用于電站內各直流負荷的供電。
3 不間斷逆變電源應用
由于電站建造選擇產品設備的差異,新港110kV電站戶外設備操作電源為交流220V。電站內除了需要保障系統運行中直流負荷供電使用外,還要保證戶外設備操作交流電源的不間斷。當電站發生全站失壓時,戶外設備交流供電電源失壓,只能通過手動來進行操作投切,對于事故處理和及時恢復供電造成很大影響,因此逆變不間斷電源在實際應用中顯得同樣重要。此外,隨著電站自動化系統的提高和安防監控系統的加入,對供電要求有更高的要求,原有供電方式不能滿足使用要求,即在站用變失壓或整個供電系統失壓時,計算機《NEMS綜合式工業監控系統》系統服務器、顯示模擬屏以及后方終端、安防監控系統等設備也會同時失電,無法正常工作,不僅造成相關故障情況無法繼續記錄查看,使得故障處理停電時間增加,影響生產作業。因此為了確保戶外設備交流操作電源不間斷和電站計算機《NEMS綜合式工業監控系統》和自動化系統穩定運行,我們將直流供電系統部分負荷用逆變裝置轉換為交流220V電源,以確保全站失壓時所有設備都能夠繼續正常運行,為實現快速處理事故和恢復供電奠定基礎。因此我們在各級電站內增加逆變電源,通過利用該站的直流供電實現直流逆變交流電源輸出220V不間斷電源。達到在非正常停電時,實現交流輸入與直流輸入無縫、穩定切換,確保電站內計算機《NEMS綜合式工業監控系統》和自動化系統服務器及后方終端、安防監控系統等設備正常運行(不間斷逆變電源圖3)。
4 結束語
文章針對110kV電站及二級電站直流供電系統應用,對直流供電系統的主要工作原理、實際應用以及不間斷逆變電源進行了討論,對于如何確保電力系統中直流不間斷電源做了相應的介紹。電力系統作為港口運作生產的基礎設施,運行可靠性要求越來越高,因此需要盡量減少影響系統運行安全的不利因素,對提高電力系統安全性顯得極為重要。
參考文獻
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關鍵詞:電力監控系統;網絡安全;定期培訓
計算機監控系統是電力系統的重要組成部分,其對于電力系統的安全可靠運行具有比較重要的作用,但是現階段,電力企業在發展的過程中,其計算機監控系統會由于多種原因出現運行不暢的問題,而無法安裝安全防護軟件,甚至不能升級其中相關操作系統,這也是多數發電企業電力監控系統運行的過程中都存在的安全隱患問題。按照網絡安全分區的相關原則,電力監控系統安全區的系統和其他系統之間是不具有聯系的,但是如果出現U盤帶入病毒等不良情況,就會導致不設防的系統處于比較危險的狀態中,使得發電廠或者電網等都處于比較危險的狀態,這就需要相關電力系統工作人員不斷完善網絡安全防護工作,促使電力系統運行能夠具有較高的安全性和可靠性。
1電力監控系統現階段安全防護的問題
1.1技術管理方面的問題
電力監控系統現階段存在安全防護技術管理方面的問題,主要包含分區錯誤和跨區并聯等,首先是分區錯誤的問題,這一問題的發生,主要是由于電力監控系統本身具有復雜性和多樣性等特點,使得系統確定安全等級時存在一定困難,并且這一過程的成本比較多,在系統論角度下,需要將其中具備有不同特性以及重要性的系統進行相關的安全程度分區處理,針對性確立安全防護策略,促使其能夠達到不同等級的安全防護的具體要求。但是確立電力監控系統的安全防護體系時,在初期的規劃工作以及建設的過程中,往往由于對網絡的重視程度不足而造成在建設完成后出現設備和系統分區時定義等錯誤情況[1]。跨區并聯主要是在對生產控制區域相對比較大和管理信息范圍比較大的區域設置單項安全隔離裝置等,而在一些控制區域、非控制區域之間使用防火墻等系統實施相應的訪問控制工作,促使實現邏輯隔離的效果。在通常情況下,安全等級較低的系統在將數據傳輸到等級高的系統時,需要實施反向隔離傳輸,也需要對其傳輸的數據進行加密處理,在現階段的網絡安全防護系統建設的過程中,人們在網絡安全方面的防護意識相對比較薄弱,其中監控系統存在有跨區互聯等現象。
1.2運行管理方面的問題
在建設和實際管理電力監控系統的安全防護體系時,也存在一定的問題,首先是其中存在著數據明文管理的現象,密碼口令泄漏時,就會造成防護系統整體失去防護能力。其次,電力監控系統運行管理賬和拓撲圖等方面的內容和實際情況不符合,在出現系統故障問題或者出現系統異常時,不能夠在第一時間內尋找故障的源頭,使得設備的風險難以得到控制。同時其中也包含其他方面的問題,在運行管理的過程中,機房準入制度不健全,在防范系統物理入侵等現象時有效性較低,沒有比較完備的系統備份制度,促使系統在管理的過程中,由于受到襲擊而難以及時恢復。
2安全管理系統體系結構
在設計安全管理系統之前,需要詳細了解電力監控網絡安全管理系統的結構內容,這是在電力監控網絡中進行有效訪問和控制的基礎內容,其中分布式電力監控網絡在運行的過程中,其安全管理系統的體系結構中主要包含權限管理和安全服務等內容,每一個方面的內容都能夠作為比較獨立的組件經過有效設計得以實現。權限管理在具體實施時,主要包含角色管理和用戶管理兩個方面的內容,而安全服務主要能夠實現身份認證、權限檢查以及安全審計等方面的功能,所有功能都需要數據支撐。數據服務能夠在權限管理中提供所需要的工程資源數據等,數據服務是權限管理中的基礎部分,角色管理和用戶管理等在實施過程中,主要負責的是組態管理和監控工程的角色等方面的任務[2]。在實施組態管理之后,需要將組態結果存儲于權限數據庫,需要管理員進行相關的權限管理操作,也需要在監控其他子系統時進行身份認證,審查其權限內容,并且實施安全審計處理,審計的結果需要保存在數據庫中,使得這些數據能夠在之后的管理中提供必要的依據。安全管理系統在運行時,其主要是采用基于角色訪問控制的原理,根據實際的情況進行具體刪減處理。
3保證電力監控系統網絡安全的措施
3.1提升安全防護人員的綜合素質
對電力監控系統進行網絡安全維護時,相關的工作人員的作用是比較重要的,在電力監控系統網絡安全維護工作實施的過程中,需要關注和重視維護人員的工作情況,需要關注維護人員的安全意識以及其責任心等,也需要在實施具體維護工作的過程中,設置相關的專職技術管理人員,使得相關的管理措施在具體實施的過程中得到充分實踐和落實。電力監控系統網絡安全維護,對維護人員的要求不斷提升,不僅需要在選拔維護人員時選擇比較優秀的人員,同時也需要對相關的安全維護人員進行定期培訓和定期檢查,對這些人員實施績效考核,促使電力監控系統網絡安全維護人員在開展具體維護工作的過程中,能夠具有比較充足的技術能力處理維護中遇到的相關問題。
3.2加大生產控制大區撥號訪問控制力度
電力監控系統網絡安全維護的過程中,數據是需要關注的重要內容,為了能夠有效確保數據的機密性和數據的安全性,生產控制區在進行電力監控系統網絡安全維護時,需要防止出現外部撥號訪問的情況,同時需要關注網絡用戶的身份問題,在網絡用戶使用網絡時,需要具體驗證和有效核對其身份的相關信息,關注其中運作的一臺服務器同時布置不同網段地址的現象,使得其能夠在具體運行的過程中,具有比較良好的網絡環境,促使生產控制大區撥號訪問運行的過程得到更加有效的控制和規范,使得其在運行的過程中,能夠取得相對比較良好的安全維護效果[3]。
4結語
電力監控系統是電力安全生產系統中相對比較重要的內容,這一部分內容能夠有效促使電力系統安全有效運行,在電力監控系統運行管理時,不僅需要建設相關的安全防護體系,同時也需要建立相關的網絡安全管理制度,只有在技術實施時,具有比較規范化的管理內容對其加以規范化管理,才能夠有效促使發電企業的電力監控系統的運行更加安全穩定、可靠高效。
參考文獻
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礦山項目一般都地處偏遠的地理環境,在通信過程中信號容易受到傳統通信技術上的限制,存在通信中斷或者不良的現象,對整個礦山的作業參數和電力系統運行中出現的情況不能做到很好的監控和反饋,礦山的作業在地下空間中進行,空間狹小、結構復雜,噪音大、信息傳輸過程中受到的電磁干擾非常嚴重,總體的作業環境很惡劣。目前礦山中傳統的通信線纜以銅芯為主,這種通信技術存在數據傳輸慢、信號不穩定、體積大諸多問題,不利于礦山監控和管理,所以構建一套高效的通信傳輸系統是礦山通信工作的迫切需要。
2光纖通信技術的概述
光纖通信技術是一種全新的信息傳輸方式,它的傳輸載體是光導纖維,在和傳統的銅芯傳輸方式相比較上具有重量輕、抗干擾能力強、構建價格低、體積小等優勢特點。礦山基礎設備正常運轉需要有完善的電力系統作為支持,所以電力系統的穩定性和持續性供電是一切的基礎保障,因此采用一套監控系統對礦山的電力系統運轉中出現的問題進行報警以便及時進行處理確保作業安全,是礦山電力系統建設中必須要完善的一項內容。在現階段的引入光纖作為通信手段替代傳統的通信方式的礦山項目中,已經很好的形成一套電力實時的監控系統并且已經呈現出一定的優勢。
3光纖通信技術的優勢
3.1傳輸容量大
在光纖通信系統中,電波和光波作為兩種載體在頻率的比較上電波要稍微低很多,而光纖做為新的傳輸介質在損耗上又比傳統的同軸電纜和導波管要低很多,在經濟性上面要具有比較明顯的優勢。并且光纖的傳輸容量對比傳統的通信傳輸方式和微波傳輸方式要大很的多,因此從性價比和技術性上面光纖都具有顯著的優勢。光纖傳輸方式又分為單波長傳輸和密集波傳輸,單波長傳輸往往會因為傳輸設備的限制而影響到帶寬大發揮不出原有的性能,需要借助輔助手段來增加傳輸容量,而密集波在技術上能夠很好地避免這個問題。所以光纖通信的技術優勢就是容量大和距離遠,這些都是傳統傳輸方式所不能相比的。礦山作業需要強大的電力作為支持,在電力系統的監控過程中會產生大量的過程信息,在技術上來講就需要強大的傳輸系統作為這方面數量傳輸的支持,傳統傳輸方式在容量上達不到要求,不能夠滿足現下礦山作業的技術支持。而光纖通信技術的種種技術優點能夠完全取代傳統傳輸方式,滿足礦山作業和電力系統監控要求。
3.2抗干擾性強
光纖是采用絕緣材料石英做成的,具有很好的抗干擾性能。(1)具有很好的抗電磁波干擾能力,電波在傳輸過程中會出現電磁波溢出的現象,會對周圍的電路造成電磁干擾影響到電路的獨立性,而采用絕緣性能很好的石英材料制作而成的光纖則能夠的回避這一點,不受電磁波的干擾;(2)具有強大的抗雷電干擾,雷擊會造成電路或者傳輸設備的燒壞,所以雷電對傳輸過程中影響是很關鍵的,有可能會因為雷擊而造成線路中斷信號中斷等情況,而光纖的高抗雷擊性能則能夠應對礦山的自然天氣條件,發揮出良好的信號傳輸功能。
3.3損耗低
石英是很好的絕緣材料,在傳輸過程中具有很小的損耗率,并且具有超遠距離傳輸功能,可以免去傳統傳輸方式需要建立中間站的問題,在傳輸系統的構建上簡易化很多,而且也節省了很多開支。礦山一般都是處于偏僻的山區里面,惡劣的自然環境形成艱苦的作業環境,低損耗高性能的傳輸系統建設才是最適合礦山這種自然環境的傳輸方式,所以光纖技術在礦山整個作業項目中具有的重要性就不言而喻了。
3.4穩定性強
在光纖通信具有很高的穩定性,在線路不受破壞的情況下是不會造成通信中斷,并且光纖技術結構負責具有好的保密性,在與傳統傳輸方式的比較上具有明顯的技術優勢和強大的穩定性。所以在目前的礦山電力系統中光纖技術可以保證系統檢測穩定運行,對系統運行的各種能夠及時地傳輸和反饋。
4光纖通信技術在礦山供電中的應用
4.1對特種光線通信技術的分析
傳統的傳輸方式單模而光纖的傳輸方式則是多模,并且傳輸速度則是以Gb/s取代了傳統的Mb/s,而且由于礦山特殊的地理自然環境條件,使用的光纖也是需要特殊定制的。在礦山的光纖線路鋪設中都是以穩定性為主要考慮,所以都是選用穩定性較強的復合電線,通過架空電線與光纜相結合的方式,能夠和其他電路設備和通信設備更好地進行連接,并且安裝過程不復雜,不用借助其他輔助設備進行安裝,具有很高的穩定性和安全性,是礦山電力通信系統的第一選擇。
4.2特種光纖通信技術在礦山供電中的應用
目前國內的礦山通信系統建設還不夠完善,技術也不夠發達,在一些小型的礦產企業中對這方面的建設更疏忽不重視,造成礦山電力系統監測能力低下容易出現事故。在目前礦山企業中傳統的供電監控系統只是由簡單的設備所組成,譬如:配電柜、漏電器、繼電器、防雷器和防爆開關等組成,而且也沒有和互聯網進行連接,沒有形成完整的通信系統網絡。礦山的地理環境復雜天氣多變對電力供應造成的影響也比較大,因此對電力系統形成實時的監控則是保障電力供應的前提。光纖采用復合電線加上具有優勢的傳輸技術條件能夠很好地解決礦山電力系統監控問題,為系統提供自動化管理合理的調度保障穩定的供電。建設完善的礦山電力系統監控網絡需要在以下幾個基礎上實現。(1)采用以太網的網絡技術來提升監控數據的傳輸速度,由于以太網能夠實現智能化控制,能夠對系統數據進行及時的反饋和處理,在安裝上也很簡單并且具有強大的兼容性,是系統構建的主要技術核心;(2)將光纖通信和多媒體技術進行結合,光信號和電視信號交替對礦山整個作業和電力進行全面監控,對礦井下的情況第一時間進行了解,就算出現故障問題,聯合系統也能夠自動切斷電源并且對故障地點進行定位,減少礦井下不必要的事故發生概率;(3)利用特殊定制的光纖來提高系統對電路故障的敏感度進行縱聯保護,防止礦井作業時因為越級跳閘而發生的安全事故。
5結束語
關鍵詞:電力系統;集控中心;信息技術;應用
中圖分類號:TP277文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 24-0000-02
The Application of Information Constraction in Power System Control Center
Guo Meizhi1,Yan Lei2,Jiao Jie3
(1. Electrical and Electronic Engineering
College,North China Electric Power University,Beijing102206,China;munication Administration Center of North China Grid Company Limited,Beijing100053,China;3.Beijing EHV Company of North China Grid Company Limited,Beijing102488,China)
Abstract:As the development of IT,have promoted the development of all walks of life.Power system centralized control center as a new management model of the power system,played a key role in power system security and stability.A large number of IT widely used in centralized control center.This paper focused on Web services,data mining technology,modern communications technology,fingerprint recognition technology and information security technology,IT application in power system control center.
Keywords:Power system;Centralized control center;IT;Application
隨著電網規模的不斷擴大,向超高壓、運距離、系統化方向的發展,使得電網運行操作工作量迅速增加,這對電網的技術手段、管理機制和系統組織方案提出了更高的要求。集控中心是利用現代信息技術對多變電站實現無人值班的一種運行管理模式,它負責各受控站的遠方運行監視、倒閘操作、事故異常處理、設備的巡視與維護以及文明生產等全面運行管理工作。在集控中心設計中采用了大量的信息化技術,這些信息技術能夠保障集控中心的安全穩定高效的運營起到了非常關鍵的作用。
一、Web服務可以為電力系統集控中心提供綜合數據服務
電力系統集控中心主要由計算機監控系統、DMIS系統、電能量系統和綜合數據查詢系統等子系統組成,每個系統都在不同位置內相互獨立運行,各司其職,互不干擾。電力系統需要在這些子系統上實現實時高效的電力數據、控制指令的傳輸和共享。由于各子系統的廠商各不相同,不同廠商在開發這些子系統時可能選用的開發語言、操作系統和通信協議等都不盡相同。因此,這些子系統之間的信息交互和信息共享成為難題。
利用Web服務技術開發一個綜合數據服務平臺作為這些子系統的中間件可以解決這個難題。Web服務(Web Service)是基于HTTPS和XML的一種通信服務,其通信協議主要基于SOAP,服務的描述通過WSDL,通過UDDI來發現和獲得服務的元數據。Web服務技術具備標準統一、跨平臺等優點。利用Web服務技術開發的綜合數據服務平臺可以兼容不同的通信協議和操作系統,可為電力系統集控中心中基于不同平臺的子系統接口提供數據傳輸和信息共享服務,在不影響各系統性能的前提下很好的實現集控中心中不同系統之間的信息傳輸和信息共享。
二、數據挖掘技術可以為電力系統安全運行提供必要的數據支撐
近年來,數據挖掘技術發展迅速,其在電力系統中的應用也得到了廣泛的研究和重視。數據挖掘(Data Mining)就是從存放在數據庫,數據倉庫或其他信息庫中的大量的數據中獲取有效的、新穎的、潛在有用的、最終可理解的模式的非平凡過程。電力系統在運行過程中積累了大量的原始數據,這些數據目前一般在電力系統內部的數據倉庫中進行存儲和管理,在這些海量的數據中蘊藏著大量的潛在的有價值的信息,對人們正確了解電力系統的運營有著重大的指導意義。現有的電力系統數據庫只能對已有數據進行存取和檢索,只能得到一些膚淺的表層信息,對隱含在數據中深層次的整體特征信息和數據發展預測信息根本無法掌握。
數據挖掘可以根據現有各種電力生產數據和機組、設備的故障信息發現內在隱含的規律,對設備可能出現的故障進行提前預測并進行預警,并告知電力維護運行人員需要對那些設備進行重點監控。數據挖掘還能夠發現電力生產運行的內在規律,對自動控制系統的運行參數進行設定,使設備達到最佳工作狀態,進一步提高工作效率,降低檢修成本,為電力系統的安全穩定運行提供必要的數據支撐。
三、通信技術可以為電力系統內部信息傳輸提供保障
由于電力系統集控中心的中心站和受控站之間距離較遠,其相互之間的信息共享和控制命令傳輸都務必需要先進高效的通信系統。集控中心的通信業務主要分為四種:話音業務、調度數據業務、視頻業務和信息MIS業務。其中話音業務主要完成集控中心與各集控站等之間的行政電話、調度電話和遠程數據采集撥號業務。調度數據業務主要完成集控中心至各集控站的各類生產控制類信息傳輸。它主要包括調度自動化信息、電力市場信息、電能量計費等。視頻業務主要完成集控中心至被控二次變電站的視頻監控和防盜消防報警系統以及集控中心至地調的視頻會議。信息MIS業務包括辦公自動化的多媒體業務、用電管理、人事財務管理、生產安全管理等各個子系統。MIS系統信息傳輸將是電力信息網絡傳輸的主要業務之一。這些通信業務共同保障電力系統集控中心的安全高效運行。
在電力系統集控中心中的通信系統主要包括有線通信和無線通信兩類,其中有線通信包括音頻電纜、載波電纜、光纖、電力載波等。由于光纖具有大容量、高傳輸速度,因此在電力通信中得到廣泛應用,SDH技術和ASON技術都已在我國電力通信事業中得到大力推廣。無線通信包括電臺、衛星、微波等。通信系統是實現電力系統中各類信息傳輸的關鍵部件。
四、指紋識別技術可以加強保障集控中心的無人值班安全
目前國內大部分地區110KV和220KV變電站均由集控中心進行統一監控,變電站站內開關和刀閘操作都通過集控中心遙控操作。尤其是遇到集控中心的遙控操作非常頻繁時,集控中心要平均每天通過遙控操作百余次。目前集控中心監控系統采用“用戶名+密碼”的方式對用戶身份進行認證和權限控制,在這些頻繁操作中,每一步操作都需要技術人員輸入用戶名、監護人用戶名及相應密碼,這些步驟花費了較多時間,使得調度指令執行有延后。另外,由于經常操作,密碼一般設置較為簡單,技術人員之間相互知道對方的密碼,導致密碼失去保密作用,且容易發生操作人冒名監護人進行操作的現象。這容易導致集控中心監控系統出現安全隱患,還將對電力企業的安全生產造成安全威脅。
指紋識別技術,又名人體密碼,是指把一個人同他的指紋對應起來,通過他的指紋和預先保存的指紋數據進行對比,可以驗證其真實身份。指紋識別技術目前是最為成熟的生物鑒定技術,是將電子技術、模式識別、數字圖像處理、生物技術和傳感器技術綜合在一起的高新技術。因此,將指紋識別技術應用于集控中心監控系統,以實現用戶對變電站設備進行控制前的身份認證。當技術人員登入集控中心電力監控系統時,首先采用光電傳感器采集操作人員指紋,并通過數據接口與監控系統服務器相連接。指紋圖形及相關特征采集后傳送至指紋采集程序中,經過運算及統計和查找,與已存儲的技術人員指紋信息進行對比,驗證其與指紋數據庫中的比對資料的相似度。然后通過同樣的方法再驗證監護人的指紋信息。只有技術人員及其監護人的指紋驗證均通過,并不為同一人時,遙控操作程序才能繼續執行。
在指紋識別過程共分為三個步驟,分別是圖像預處理、指紋特征提取和指紋比對。圖像預處理是由于采集的指紋圖像會由于多種因素而使圖像質量變差,如手指按壓的力度和方向、皮膚的干濕程度等。通過對指紋圖象預處理,下一步可以對指紋特征提取,并將提取出來的信息與已存儲的指紋信息進行比對,找出相匹配的指紋,并確定相關人員的身份。
五、信息安全技術可以保障集控中心的信息安全
電力系統集控中心的信息系統中包含當地電力部門重要的生產信息,這些信息務必要切實的安全保障。集控中心的信息傳輸安全需嚴格達到電力二次安全防護規定的要求,對各子系統進行安全分區,并使用具有訪問控制的硬件防火墻和網絡隔離設備進行隔離。各子系統均需使用統一的數據接口,嚴格按照接口規范進行通信。另外,還要在滿足集控中心中各子系統之間的數據傳輸和共享的前提下保證這些數據的安全穩定。現有的安全技術禁止各子系統之間直接通信,所有的信息均需通過綜合數據平臺進行交互。這樣避免了各子系統之間的交叉聯系,減少可能存在的威脅。除此之外,由于電力系統也提供電力生產信息的管理和查詢服務,不同權限的用戶眾多,因此務必對每個用戶的需求和權限進行設置,增加對集控中心信息系統的訪問控制和身份認證機制。最后,也必須保證集控中心與外界進行數據交互時集控中心內部的信息系統不會受到攻擊和感染。這必須要求與外界通信的對象務必通過集控中心的審核,信息系統只能與規定的對象進行信息交互,避免病毒感染或網絡攻擊。
六、小結
信息化是電力系統集控中心的基本特征,隨著電力系統自動化程度的不斷提高和信息技術的不斷發展,現代信息技術在電力系統集控中心中的得到了廣泛的應用,促進了電力事業實現了大踏步的發展。
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[關鍵詞] 煤礦; 電力; SCADA系統; 結果特點
計算機在全球范圍內的運用,推動了煤礦電力系統的迅猛發展,這一階段,智能技術也不斷成熟,其優點是可以對企業環境下的復雜人力資源條件進行綜合考慮。煤礦井下監控管理的過程就是將設計付諸實施的過程,監控系統在煤礦企業中的應用步驟大抵可以分為四個階段,即調研階段、概念模型抽取階段、企業模型建立階段、數值計算以及結果檢驗階段。煤礦電力系統的安全性要求很高、采集信息量多,并且電網容量不斷擴大的發展,因此,我們有針對性地設計了煤礦電力系統的SCADA(數據采集與監控)系統方案。系統采用雙機雙網熱備用體系結構模式,前置部分采用終端服務器接收遠動信息。筆者結合煤礦開采環境,對電力SCADA系統在煤礦安全生產監督中的應用進行了分析,希望能給我國煤礦電力監控工作帶來一定助益。
1 煤礦電力系統的現狀及應用意義
以往的煤礦電力系統很難做到事前監測,它們基本上都是在井下故障發生以后才會發出報警信號,這嚴重影響了煤礦井下生產作業的順利進行,并導致監控系統工作效率難以滿足預定要求,而且使井下人員對于那些不必要的故障難以實現預先檢修,這就導致煤礦井下生產安全與人員生命很難得到保障。電力監控工作作為煤礦安全生產的基礎條件,對整個礦區及周邊環境都有著重要的意義和影響,并在總體的規劃目標、礦區定位及安全工作等方面給其他的專業設計提供了正確的引導。考慮到井下環境的復雜性與多變性,因此在研究時不得不在綜合監控方面謹慎考慮,從而涉及到電力系統監控的全部內容。在此方面,關于優化開采作業、自動監控與信息反饋等較為少見,這就間接體現了煤礦生產在電力系統控制上存在的不足。
因此,在很大程度上,電力系統給煤礦工程帶來了一定的時代挑戰意義,而數據采集與監控技術在煤礦安全生產中的應用無疑決定著煤礦工作的優劣性。煤礦井下生產環境惡劣,地物結構復雜,許多電力設備由于缺乏固定的監控手段很容易發生短路、漏電等安全事故。但是僅憑當前的監控系統,幾乎不可能準時準確地實現對設備故障監控預警工作,這就給煤礦井下故障處理增添了很多麻煩,并且白白浪費了許多的人力和物力。所以說,根據煤礦井下監控的現場量測數據與資料,建立一套系統、方便實用的反演方法和數值模擬分析方法,勢必有利于煤礦電力系統的技術經濟效益,對煤礦企業的運營與安全將會有非常好的借鑒與指導意義。
2 煤礦電力SCADA系統的框架結構
2.1 煤礦電力系統的軟件結構
軟件結構的設計采用軟件工程的方法,各軟件模塊按功能劃分,自成一體,接口簡潔。系統軟件結構。
2.2 網絡結構
為達到煤礦電力系統核心網絡帶寬的預定要求,在安全信息系統的設計中采取分層視頻轉發、本地局域網組播的設計方案,也就是在每個網絡層構設視頻轉發服務端口,并且在煤礦現場、區縣市局成立監控管理中心,完善各部門視頻解碼器、電視播放墻等設施。由于煤礦施工長期通常都較為偏遠,帶寬并不充裕,這種聯網設計則可以很好地應用于廣域視頻聯網,若考慮到以后省級平臺視頻聯網模式,這種設計方案無疑當前2 Mb帶寬的最佳選擇,不然很容易致使監控網絡不穩定甚至不能使用。該聯網設計借助已知煤炭網的部分節點,經上級授權之后連接并登錄視頻流管理服務端口,就可以輕松觀看該服務器監控礦區的生產工作視頻,且不會增加前端帶寬負荷,可同時向多個用戶共享圖像信息。
2.3 屬性數據采集
井下復雜地理環境中,煤礦電力系統的屬性特征無疑是描述各地理要素特征、形態和分布關系的最直接數據。而地理屬性同圖形信息關系極其密切。實體對象與圖層信息都擁有單向的屬性數據。這里首先介紹屬性數據與客觀數據間的聯系。基本屬性數據一般可以分成公共屬性、獨享屬性、共名或共值屬性、可否傳播屬性、傳值屬性和傳名屬性,共計八種類型。而根據分類和層次關系,我們可以將各屬性數據又分做兩大類,比如說,煤礦設備屬性數據主要是由各設備的名稱編號、賦予原值、生產狀態、地理坐標等構成。下面簡要概括了煤礦電力SCADA系統中屬性特征模型的邏輯結構,因為各數據間存在著各式各樣的映射關系,如需要提取某種設備狀態信息的時候,我們可以進行分層查找,并根據確定煤礦設備的地理位置,最終獲得該設備的屬性信息與圖形信息,一舉找到和該設備相關的所有設備信息,很好地滿足了煤礦管理通訊系統的快捷性和簡便性。
2.4 電力信息數據采集
在電力SCADA系統中,不但要對煤礦固有的生產屬性進行信息化管理,而且將各個數據之間的層次分布關系整理清楚。所以說,電力SCADA系統模型既包含了煤礦生產屬性信息,同時也包括了空間圖形信息。空間圖形信息可以準確描述煤礦的各個空間位置,這一系列工作在GIS技術通過坐標(X,Y)可以得到很好的表示;而煤礦電力屬性信息數據量非常龐大,它采集了煤礦中大量特征,以及各種各類的煤礦設備,不僅能夠對生產設備實施信息化操控,還能對井巷等固定設施進行全程監控,反映在幾何數據模型中,這些生產工作都是由幾何圖形表示,他們都是點、線、面的對象集合,而且通過這些地物可以組合成為礦區環境下的所有地物,并分別具有各自的屬性特征與幾何特征。因為在網絡處理中煤礦井下生產的使能條件與過程數據的狀態分不開關系,所以對于過程數據模型,我們也可以通過位置來建模;用托肯建模的方式可以對過程實例狀態進行建模;在確保遵循模型演進規則后,互動式信息工作流網模型的完整性才能得以保障。
2.5 SCADA數據庫的分成自動化連續更新
基于當前計算機軟件技術環境下,所有的電力數據庫的信息系統都應該實行統一模式管理,其數據庫內容可以下述方法進行分層自動化連續更新:首先,不斷地通過電力元件處的數據自動采集系統對本地數據庫的實時記錄進行自動更新。該數據更新模式,通常可以同時運用于發電廠、變電站、煤礦等單位控制中心的數據庫,并且直接對上一個控制中心的數據庫進行相關的修改更新。這樣就能有效的克服了系統操作顯示速度太慢的弊端。及時建立緩沖區于服務器端,大量存儲常用數據,提升服務器操作效率,進而提升工作流網絡的性能。如此一來,隨著底下數據庫信息資源的改變,“級聯式”自動化連續更新工作也就展開了,區域控制中心、中央控制中心的數據庫自然而然地就自動地實現了更新的目的。
3 電力SCADA系統在煤礦中的應用
3.1 在帶式輸送機中的應用
當前情況下,我國結合了國家發展需要,自行研制了各種各樣的帶式輸送機。比如說可伸縮巷道帶式輸送機設備,不但填補了國內成套長距離、大傾角帶式輸送機的空白,為我國煤礦生產提供了更加高效高產的工作面,而且還對輸送機械的關鍵元件和核心技術提出了響應理論研究,這為今后我國煤礦機械的發展奠定了良好基礎,此外,伴隨著近幾年我國以PLC為核心的可編程控制設備及多種制動與軟啟動裝置的成功開發,從而使得采用調速型液力耦合器與行星齒輪減速器使驅動系統的使用性能更加安全實用。
3.2 煤礦安全生產監控系統
二十世紀八十年代初,受國外煤礦監控技術影響,國內煤礦安全監控系統技術取得了突飛猛進的發展。該系統通過井下通信和工業電視監視設備,對煤礦井下作業進行全程生產監控。這一過程中的工業電視監視和井下通信不但可以任意搭配組合,還可以單獨利用,能夠很好地滿足不同條件的礦井需求。在KJ95綜合監控系統配置框架中,監測系統與通信系統兩者之間相互獨立,主線采用光纖為材料,以確保通信系統所發出的語音信號和監測系統采集到的數據可以同時被地面的電端機所接收,為方便光纖傳輸,光端機會將混合后的電信號轉變成光信號,再通過礦井下的光端機把光信號轉換成電信號傳送至井下工作面,最終將數據和語音徹底分開。通過井下的電端機RS232口可以將數據信號傳送到礦井下的傳輸接口,然后由傳輸接口將之輸出帶到各個分站。通過分線盒可以把語音信號分送到各個話機,這一系列過程中語音信號與監測數據都是雙向傳遞的。就當下水平來看, KJ95煤礦綜合監控系統的研制尚在初步階段,要想為煤礦系統數據提供一個良好的信息傳輸平臺,尚還任重道遠。
3.3 在提升機中的應用
交直流全數字化提升機代表著煤礦機械中電力控制系統技術的最高水平。在內裝式提升機上,將驅動與滾筒的機械結構合二為一,總體整合了電力電子、機械、自動控制、通信等相關先進技術。采用總線方式的全數字化提升機不僅大大簡化了電器安裝,也使其達到了高度可靠的效果。此外,硬件相互兼容,并配置簡單。此外,由于電力控制統設計與生俱來的三維屬性、實時交互等特點,給煤礦井下監控管理的發展也來了極大的推動作用,這就使得圖形圖像技術在煤礦機械電力控制系統中更加具有生命力。
4 結束語
電力SCADA系統作為我國煤礦安全生產監控的新方法、新途徑,勢必有利于我國煤礦生產的綜合能力的提高。如今,伴隨著光纖、網絡、生物工程等新興技術滲透到電力系統中來,這也給未來煤礦電力控制系統的智能化開發注入了全新的活力,通過應用電力SCADA系統到煤礦井下作業中來,必定會給未來礦山的開采提供更好的技術條件。應用電力SCADA系統建立全程監控、自動報警、圖景掃描、信息控制模型,對煤礦監控的各個階段實施可視化的模擬,勢必有利于我國煤礦事業的技術經濟效益,對煤礦安全生產工作會有非常好的借鑒與指導意義。
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關鍵詞:電網;電力監控系統;越級跳閘;方案
引言
越級跳閘是電力系統電網經常出現的問題,嚴重威脅著供電安全。越級跳閘現象雖然在電力系統電網一直引起廣泛關注,對這方面的研究也一直沒有停止,而產生越級跳閘的原因多種多樣,單一的方案并不能從根本上解決越級跳閘現象。因此,可以采用電力監控系統,可有效解決越級跳閘問題。
1產生越級跳閘的原因
電力系統電網供電產出現越級跳閘的主要原因有以下幾個方面:(l)電力系統電網供電線路較短,速斷定值整定不開,線路發生短路后,開關各級變電所之間檢測到的電流基本相同,造成哪個開關先檢測到哪個開關先跳閘,引起越級跳閘。(2)電壓波動引起大面積跳閘,由于開關內的失壓保護是瞬動的,沒有延時,當線路電壓波動時會此起大面積開關跳閘。雷雨天氣,打雷造成電壓閃動,引起大面積跳閘;短路,由于短路電流較大,會引起電壓急劇下降;大型設備啟動,一些大型設備不加任何措施啟動時會引起線路電壓波動較大;(3)保護誤動,由于保護器電磁兼容性差或性能指標差造成誤動。電力系統電網使用的保護安裝于開關本體內部,電源取自開關本身的PT,電源受電源供電線路影響較大。電力系統電網使用變頻器、軟啟動等非線性設備,而這些設備對電網的污染是巨大的,會產生非常強的二次諧波,而保護裝置如果電磁兼容性不好,造成誤動、精度下降等問題。(4)開關拒動:開關機械原因,或保護器算法原因保護器不動。
2簡單供電系統防越級跳閘方案分析
2.1時間級差方案
適用于長距離供電系統,對饋電線路繼電保護范圍的確定是通過對各級保護整定不同的電流值和延時動作值來實現的。如果將時間級差方案應用在電力系統電網短線路供電上會存在非常大的弊端:第一,由于供電距離較短,本級保護和下級保護的短路電流相差不大,無法用短路電流值的大小來確定保護范圍,只能通過不同的延時動作值來確定保護范圍,要求每相鄰的兩級保護之間有個時間級差,當保護級數較多時,為了保證保護的選擇性,線路首端的保護的延時就會很大,無法滿足繼電保護快速性的要求,如果保證了首端的快速性則無法保證末端動作的選擇性。對于一個電力系統電網,如果每一級延時級差為150 ms,變電所要給出大于0.6 s的時間,否則將直接導致地面變電所跳閘。考慮變電所總分開關為一級的話,對于普通供電級數要遠大于三級,這樣延時時間會更長,當發生短路故障時可能直接燒毀設備,使事故擴大。第二,設置繁瑣,實用性差,每個總開關、饋線開關均需進行不同的設置,只要有一個錯誤將直接導致越級跳閘。因此,時間級差方案不適于在井下使用。
2.2光纖縱差方案
實現光纖縱差保護需要兩端的保護采樣必須嚴格同步,靠兩端電流的矢量差來判斷故障是否發生在本段線路的保護范圍之內,主要適用于縱向一對一的2個開關之間。對電力系統電網供電系統來說,一般是一條進線帶多條出線,如果實現縱差保護,則需要實現一對多,采樣同步非常困難,即使實現采樣同步,一個開關的電流矢量值和多個開關的電流矢量值比較的過程也會造成采樣不同步。光纖縱差保護主要用于輸電線路,對于這種場合來說,上下級開關之間的電流差別是非常小的,不考慮線路的損耗,電流之差應該接近于0。但對于一對多的配電線路,進線開關和每個出線開關的電流相差的大小主要表現在出線的多少和每條出線所帶負荷的大小,這種方式使光纖縱差的判斷依據失效,所以光纖縱差方案也不適用于井下供電場合。
3電力監控系統防越級跳閘方案分析
3.1解決短線路供電發生短路時引起的越級跳閘
該系統提供一種通過網絡通訊方式確定繼電保護范圍的方法,在保證饋電線路末端故障動作選擇性的同時保證線路首端故障的快速性。
第一,工業以太環網+本安型現場總線技術。利用現有的千兆工業以太環網可以為自動化系統提供足夠的帶寬,并提供vLAN、Qos優先級、IGMP等功能配置,確保監控系統數字量信息傳輸的實時性。利用CAN總線即控制器局域網,因為其有以下特點:以N為多主方式工作。節點損壞后會自動關閉輸出。對總線上其他節點無影響,不會造成整個總線通訊癱瘓,而且可以直接發現故障節點。采用短幀結構進行數據傳輸,每幀數據都有CCR校驗及其他檢錯措施,抗干擾性強,確保數據傳輸可靠性。CNA采用非破壞性總線仲裁技術,在網絡負載很重的情況下也不會出現網絡癱瘓情況。CNA可實現點對點、一點對多點及全局廣播等多種方式傳送接收數據。以N的直接通信距離最遠可達10km,不加中繼有7km的實際應用。
“零延時”傳輸概念基于工業以太環網十工業現場總線做為數據平臺,我們提出了“零延時”傳輸概念,即實現數據傳輸Oms延時,在整個系統內,任意節點發送的數據網絡內的其他節點均內無延時的收到,但是“零延時”只是一種理想,由于專輸速率、數據轉發都會對信息產生延時,經過大量深入研究和測試,可以實現對速斷信號在40ms內發送到網絡內任意節點,即系統內的所有開關在發生短路后的40ms均內識別出短路點所在位置而確定自己是否直接動作還是投入后備保護,從而實現真正的預防越級跳閘。采用特殊的軟件算法,能確保發生短路后綜保出口時間為2Oms左右,而加上系統判斷時間40ms,即可認為綜保出口時間為6Oms,小于規程規定的1OOms,且在線路末端采用無延時速斷保護,故采用本方案能保證整個電力系統電網安全供電。
第二,實現方法。本方法步驟如下:饋電線路各級保護裝置通過CAN總線連接至相應的通訊分站,通訊分站通過以太網方式連接至交換機,經交換機連接至主站監系統;在主站監控系統中根據網絡拓撲設置饋電開關各級保護裝置之間的關聯關系,只在一條饋線上的各級保護裝置之間相互關聯,不同饋線上的保護裝置之間沒有關聯關系,饋線首端保護不設關聯,饋線上其他保護只關聯他的上一級保護裝置;設置關聯延時,饋電線路末端保護關聯延時為零,其他保護均設置關聯延時Tgl;保護裝置檢測到電流滿足動作條件時主動向通訊分站發送檢測到故障信號,關聯延時開始計數,并在關聯延時時間內等待閉鎖動作信號;分站收到保護裝置送出的故障信號后立即向上傳送,主站收到后根據預設的關聯關系向被關聯的裝置發送閉鎖信號;保護裝置如果收到閉鎖信號則證明故障發生在它的下一級保護之后則閉鎖速斷保護出口,如果在Tgl延時范圍內沒有收到閉鎖信號,則在Tgl延時到時立即發送跳閘出口命令切斷故障。這種方法無論該饋電線路上有多少級保護,只需要一個時間級差用于躲過保護判斷時間、繼電器出口時間和開關機械機構動作時間就能確定故障范圍并及時切除故障從而保證保護動作的選擇性和快速性。
3.2解決由于電壓波動引起的越級跳閘
取消開關內部無延時的失壓脫扣裝置,使用具有失壓延時的保護裝置。根據電力系統電網相關設計手冊,設置0.5s-1s的失壓延時,解決由于電壓波動引起的越級跳閘。采用本方案要求保護裝置的后備延時切實可靠,對保護裝置內部器件選型有嚴格的要求。
3.3當開關發生拒動時的解決方案
系統要充分考慮當開關由于機械故障引起拒動時產生的越級跳閘,當發生這種不可抗拒的原因引起越級跳閘時,系統應能準確、迅速定位故障點,使無故障的開關能及時送電,故障開關送不上電,防止試送電引起二次故事故。同時系統應考慮多級開關同進發生拒動時的情況,針對不同的情況采用不同的后備方案,將事故縮小到最小范圍。
結語
總之,電力系統電網監控系統防越級跳閘非常重要,隨著電力系統電網的不斷發展,電力監控系統還要不斷地擴展和完善,最終實現電力系統電網電力監控自動化的目標,保證供電安全。
參考文獻
[1] 張靜,謝路鋒. 電力監控系統在供配電設計中的應用[J]. 低壓電器,2008,02:45-48.
【關鍵字】電力系統自動化,電網調度
電力系統自動化是指對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理。
一.電力系統自動化概況
1.1電力系統的定義
電力系統:電能生產、輸送、分配和消費所需要的發電機、變壓器、電力線路、斷路器、母線和用電設備等互相連接而成的系統。也稱為電工一次系統,其中所包括的電力設備稱為“一次設備” 。
電力二次系統:由對電工一次系統進行監視、控制、保護和調度所需要的自動監控設備、繼電保護裝置、遠動和通信設備等組成的輔助系統。其中包括的設備裝置稱為“二次設備”。
電力系統自動化:嚴格意義上說就是指電工二次系統。
定義:電力系統自動化指采用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置并通過信號系統和數據傳輸系統對電力系統各個元件、局部系統或全系統進行就地或遠方的自動監視、協調、調節和控制,以保證電力系統安全經濟運行和具有合格的電能質量。
1.2電力系統自動化的發展階段 。
1、手工階段 電力工業的初期萌芽階段,電廠小,就近供電。在發電機、開關設備旁就近監視設備和手工調節操作。
2、 簡單自動裝置階段 用電設備增多、發電設備規模擴大,對電能質量和安全可靠性提出了要求,開始出現單一功能的自動裝置。包括:繼電保護、斷路器自動操作、發電機自動調壓和調速等。
3、傳統調度中心階段 出現互連電網,保證供電可靠性和經濟性的必然選擇。電網設立調度中心,統一調度電廠和處理電網的異常和事故。電話是通信聯絡的主要方式。
4、 現代調度的初級階段 出現遠動裝置,實現“四遙”,滿足實時調度的要求。
5、 綜合自動化階段 電力工業成為必不可少的支柱產業,電網規模快速擴大,單一功能的自動化裝置很難滿足電能質量、可靠和安全的需要,出現自動化程度更高的自動化系統。
二.電力系統自動化的重要性
電力系統自動化是現代電力系統安全可靠和經濟運行的重要保證,可以說,現代電力系統如果沒有電力系統自動化是無法運行的。
1、保證優質電能
電能質量問題理解:導致用戶電力設備不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差、造成用電設備故障或錯誤動作的任何電力問題都是電能質量問題。
電能質量分類:穩態電能質量和暫態電能質量。所謂穩態電能質量即指電力系統在穩態運行方式下所具有的電能質量參數,主要包括 5 個電能質量指標:電壓偏差、頻率偏差、波形畸變、三相不平衡度、電壓波動閃變。
2、 保證安全可靠運行 包括:輸變電設備的正常操作、故障的快速切除和恢復,均通過自動裝置才能保證安全、可靠。
3、 保證經濟運行 最少的一次能源產生更多的電力。電力系統的經濟優化調度運行,降低網損等,沒有自動化系統的參與是很難實現。
三.電力系統自動化的主要領域
按照電能的生產和分配過程,電力系統自動化包括電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息自動傳輸系統、電力系統反事故自動裝置、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等7個方面。
電網調度自動化
現代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統,包括實時信息收集和顯示系統,以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統。信息收集和顯示系統具有數據采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端,位于調度中心的部分稱為調度端。軟件系統由靜態狀態估計、自動發電控制、最優潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、最優機組開停計劃、安全監視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。
火力發電廠自動化
火力發電廠的自動化項目包括:①廠內機、爐、電運行設備的安全檢測,包括數據采集、狀態監視、屏幕顯示、越限報警、故障檢出等。②計算機實時控制,實現由點火至并網的全部自動起動過程。③有功負荷的經濟分配和自動增減。④母線電壓控制和無功功率的自動增減。⑤穩定監視和控制。采用的控制方式有兩種形式:一種是計算機輸出通過設備去調整常規模擬式調節器的設定值而實現監督控制;另一種是用計算機輸出設備直接控制生產過程而實現直接數字控制。
水力發電站綜合自動化
需要實施自動化的項目包括大壩監護、水庫調度和電站運行三個方面。①大壩計算機自動監控系統:包括數據采集、計算分析、越限報警和提供維護方案等。②水庫水文信息的自動監控系統:包括雨量和水文信息的自動收集、水庫調度計劃的制訂,以及攔洪和蓄洪控制方案的選擇等。③廠內計算機自動監控系統:包括全廠機電運行設備的安全監測、發電機組的自動控制、優化運行和經濟負荷分配、穩定監視和控制等。
電力系統信息自動傳輸系統
電力系統信息自動傳輸系統 簡稱遠動系統。其功能是實現調度中心和發電廠變電站間的實時信息傳輸。自動傳輸系統由遠動裝置和遠動通道組成。遠動通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導通信等多種形式。遠動裝置按功能分為遙測、遙信、遙控三類。
電力系統反事故自動裝置
反事故自動裝置的功能是防止電力系統的事故危及系統和電氣設備的運行。在電力系統中裝設的反事故自動裝置有兩種基本類型。①繼電保護裝置:其功能是防止系統故障對電氣設備的損壞,常用來保護線路、母線、發電機、變壓器、電動機等電氣設備。②系統安全保護裝置:用以保證電力系統的安全運行,防止出現系統振蕩、失步解列、全網性頻率崩潰和電壓崩潰等災害性事故。
供電系統自動化
包括地區調度實時監控、變電站自動化和負荷控制三個方面。地區調度的實時監控系統通常由小型或微型計算機組成,功能與中心調度的監控系統相仿,但稍簡單。變電站自動化發展方向是無人值班,其遠動裝置采用微型機可編程序的方式。供電系統的負荷控制常采用工頻或聲頻控制方式。
四.電力系統的發展前景
伴隨著社會的進步,電力系統的進步優化與發展, “十五”期間,我國將建成一個遠距離、大容量的實現西電東送、南北互供的全國互聯電網。與此同時,隨著“廠網分開、竟價上網”電力體制改革的不斷深入和全面實施,將逐步形成新的電力系統調度管理新格局。這一新形勢給電力系統的安全經濟運行帶來新的挑戰,為之服務的二次電力信息系統的保護、控制、指揮調度及信息化、自動化系統必須適應全國聯網和電力市場化改革的需要,即在概念上、結構上、功能上都要適應一次系統發展變化的需要,適應行政區劃、管理體制變化的需要。因此,電力調度自動化必將迎來新的發展機遇。
總結語:我國電力系統正面臨著大發展、大變革的新形勢,三峽電站及其輸變電工程的建設,促進了全國電網互聯, 隨著電力系統的不斷進步,電網調度自動化系統可靠性也會越來越高,會不斷滿足國際標準,同時具備開發性與擴展性,良好與國際接軌,并且電網調度自動化系統也將日趨成熟。
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