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變電站電力系統自動化技術論文

1系統結構與性能

1.1系統性能特點:變電站綜合自動化的監控和管理系統適應不同的工作環境,現場安裝后可立即使用并穩定可靠運行。系統的軟、硬件設備十分便于維護,各部件都具有自檢和聯機診斷校驗的能力,為維護人員提供了完善的檢測維護手段,包括在線的和離線的,都能準確!快速的進行故障定位,維護人員都能在現場自行處理。計算機監控和管理系統具有很高的可靠性(其平均無故障時間MTBF為:主要設備大于20000h,系統總體大于17000h。系統的軟、硬件設備具有良好的容錯能力。當各軟、硬件功能與數據采集處理系統的通信出錯,或當運行人員在操作時發生一般性錯誤時,均不引起系統的保護功能喪失或影響其它模塊的正常運行。

1.2信息采集方式:對一個較先進的變電站綜合自動化系統而言,其信號采集應該是可以完全分散分布和下放的,因為只有這樣才能最大限度地減少二次控制電纜,簡化二次回路。特別是在10kV變電站,可將測控部分合并在10kV保護裝置內,根據模擬量對采樣精度的不同要求,采用專用的電流輸入口以接測量用。

1.3網絡結構與通信:分散分布式結構,各間隔層與站級層所有控制指令、數據傳送、信息交換等都是通過計算機數字通信實現的。這就對承擔數字通信的物理介質的可靠性、實時性提出了非常高的要求。因此在變電站自動化向分散式系統發展時,采用計算機網絡的優點來替代傳統串口通信成為一種趨向。

2變電站電力系統自動化的技術發展途徑

2.1神經網絡控制技術的應用:由于神經網絡具有本質的非線性特性、并行處理能力、強魯棒性以及自組織自學習的能力,所以受到人們的普遍關注。神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的方式連接而成的。神經網絡將大量的信息隱含在其連接權值上,根據一定的學習算法調節權值,使神經網絡實現從m維空間到n維空間復雜的非線性映射。

2.2模糊邏輯控制技術的應用:模糊方法使控制十分簡單而易于掌握,在家用電器中也顯示出優越性建立模型來實現控制是現代比較先進的方法,實踐證明它有巨大的優越性!模糊控制理論的應用非常廣泛。電熱爐一般用恒溫器來保持幾檔溫度,以供烹飪者選用,模糊控制的方法很簡單,輸入量為溫度及溫度變化兩個語言變量,每個語言的論域用&組語言變量互相跨接來描述。

2.3專家系統控制技術的應用:專家系統在電力系統中的應用范圍很廣,包括對電力系統處于警告狀態或緊急狀態的辨識,提供緊急處理,系統恢復控制,非常慢的狀態轉換分析,切負荷,系統規劃,電壓無功控制,故障點的隔離,配電系統自動化,調度員培訓,電力系統的短期負荷預報,靜態與動態安全分析,以及先進的人機接口等方面!雖然專家系統在電力系統中得到了廣泛的應用,但仍存在一定的局限性,如難以模仿電力專家的創造性。

2.4線性最優控制技術的應用:最優控制是現代控制理論的一個重要組成部分,也是將最優化理論用于控制問題的一種體現。線性最優控制是目前諸多現代控制理論中應用最多,最成熟的一個分支。

3國內變電站自動化技術發展存在的問題

3.1不同產品的接口問題:接口是綜合自動化系統中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一,包括RTU、保護、小電流接地裝置、故障錄波、無功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設備之間的通信。這些不同廠家的產品要在數據接口方面溝通,需花費軟件人員很大精力去協調數據格式、通信規約等問題。

3.2運行維護人員水平不高的問題:目前,變電站綜合自動化系統絕大部分設備的維護依靠廠家,在專業管理上幾乎沒有專業隊伍,出了設備缺陷即通知相應的廠家來處理,從而造成缺陷處理不及時等一系列問題。要想維護、管理好變電站綜合自動化系統,首先要成立一只專業化的隊伍,培養出一批能跨學科的復合型人才,加寬相關專業之間的了解和學習。其次,變電站綜合自動化專業的劃分應盡快明確,杜絕各基層單位“誰都管但誰都不管”的現象。

4變電站自動化系統應能實現的功能

4.1微機保護:是對站內所有的電氣設備進行保護,包括線路保護,變壓器保護,母線保護,電容器保護及備自投,低頻減載等安全自動裝置。各類保護應具有下列功能:故障記錄轉貼于。存儲多套定值。顯示和當地修改定值。與監控系統通信。根據監控系統命令發送故障信息,動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監控系統選擇或修改定值,校對時鐘等命令。

4.2數據采集及處理功能:包括狀態數據,模擬數據和脈沖數據。狀態量包括:斷路器狀態,隔離開關狀態,變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統,也可通過通信方式獲得。常規變電站采集的典型模擬量包括:各段母線電壓、線路電壓,電流和有功、無功功率值。

4.3事件記錄和故障錄波測距:事件記錄應包含保護動作序列記錄,開關跳合記錄。變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現,一是集中式配置專用故障錄波器,并能與監控系統通信。另一種是分散型,即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算,再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。

4.4控制和操作功能:操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器,隔離開關,變壓器分接頭,電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備,在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。

4.5系統的自診斷功能:系統內各插件應具有自診斷功能,并把數據送往后臺機和遠方調度中心。對裝置本身實時自檢功能,方便維護與維修,可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查,能快速發現裝置內部的故障及缺陷,并給出提示,指出故障位置。

4.6數據處理和記錄:歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容,它包括上一級調度中心,變電管理和保護專業要求的數據,主要有:①斷路器動作次數;②斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數;③輸電線路的有功、無功,變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大,最小值及其時間;④獨立負荷有功、無功,每天的峰谷值及其時間;⑤控制操作及修改整定值的記錄。

5結語

電力系統自動化控制技術近年來得到了快速的發展,并在電力行業展示出其獨有的魅力,自動化控制技術的改進和自動化元器件性能的提高,對電力系統的穩定性、安全性和經濟性起重要的作用。

作者:劉珍 單位:四川蜀能電力有限公司成都蜀達分公司


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