淺談電力自動化
摘要:電力自動化是指綜合運用控制理論、電子裝置、儀器儀表、計算機軟硬體技術及其他技術,對發電過程實現檢測、控制、優化、排程、管理和決策,達到增加發電量、提高發電生產效率和質量、降低消耗、確保安全等目的的一類綜合性技術。文章對我國電力自動化的發展及現狀進行了探討。
關鍵詞:電力自動化;現場匯流排;無線通訊技術;變頻器
現今,創新的自動化系統控制著複雜的工藝流程,並確保過程執行的可靠及安全,為先進的維護策略打造了相應的基礎。電力過程自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高搜企網版權所有,為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。隨著社會及電力工業的發展,電力自動化的重要性與日劇增。傳統的資訊、通訊和自動化技術之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術,包括無線網路、現場匯流排、變頻器及人機介面、控制軟體等,大大提升了過程系統的效率和安全效能。
一、電力自動化的發展
我國是從20世紀60年代開始研製變電站自動化技術。到70年代初,便先後研製出電氣集中控制裝置和集保護、控制、訊號為一體的裝置。在80年代中期,由清華大學研製的35kV變電站微機保護、監測自動化系統在威海望島變電站投入執行。與此同時南京自動化研究院也開發出了220kV梅河口變電站綜合自動化系統。此外,國內許多高等校及科研單位也在這方面做了大量的工作,推出一些不同型別、功能各異的自動化系統。為國內的變電站自動化技術的發展起到了卓有成效的推動作用。1998年全國裝機容量超過277GW,躍居世界第2位,自此以後,我國電力仍以較高的速度和更大的規模迅猛發展,預計我國電力裝機總容量將在今年底至明年初突破800GW。
二、電力自動化的實現技術
現場匯流排***Fieldbus***被譽為自動化領域的計算機區域網。資訊科技的飛速發展,引起了自動化系統結構的變革,隨著工業電網的日益複雜工業自動化網版權所有,人們對電網的安全要求也越來越高,現場匯流排控制技術作為一門新興的控制技術必將取代過去的控制方式而應用在電力自動化中。
三、無線技術
無線通訊技術因其不必在廠區範圍內進行繁雜、昂貴的佈線,因而有著誘人的特質。位於現場的巡視和檢修維護人員藉此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯絡,並實現資訊共享。此外,無線技術還具有高度靈活性、易於使用、通過遠端連結可實現遠方裝置或系統的視覺化、引數調整和診斷等獨特功能。無線技術的出現及快速進步,正在賦予電力工業領域以一種嶄新的視角來觀察問題,並由此在電力流程工業領域及資產管理領域,開創一個激動人心的新紀元。
四、資訊化技術
電力資訊化包括電力生產、排程自動化和管理資訊化兩部分。廠站自動化歷來是電力資訊化的重點,大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控系統;相當一部分水電廠在進行改造後還實現了無人值班、少人值守。發電生產自動化監控系統的廣泛應用大大提高了生產過程自動化水平。電力排程的自動化水平更是國際領先,目前電力排程自動化的各種系統,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省電力排程機構全部建立了SCADA系統,電網的三級排程100%實現了自動化。華北電力排程局自動化處處長郭子明說,早在20世紀70年代華北電力排程局就用電晶體計算機排程電力,從國產121機到176機,再到176雙機,華北電力排程局全用過,到1978年已經基本實現了電網排程自動化。
五、安全技術
電力是社會的命脈之一,當今人類社會對電力系統的依賴已到了難以想象的程度。電力系統發生大災變對於社會的影響是不可估量的,因此電力系統最重要的是執行的安全性,但這個問題在全世界均未得到很好解決,電力系統發生大災變的概率小但後果極其嚴重,我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。由於我國經濟快速發展的需求,電力工業將會繼續以空前的速度和規模發展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施,我國必將出現世界上最大規模的電力系統。
六、傳動技術
實現變頻調速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅動電路、保護電路以及控制器***MCU/DSP***等部分組成。變頻器作為節能降耗減排的利器之一,在電力裝置中的應用已經極為廣泛而成熟。對於變頻器廠商而言,在未來三十年,變頻器,尤其是高壓變頻器在電力節能降耗中的作用極為明顯,變頻器也成為越來越多電力行業改造技術的首選。在業內,以ABB為首的電力自動化技術領導廠商,ABB建立了全球最大的變壓器生產基地及絕緣體制造中心。自1998年成立以來,公司多次參與國家重點電力建設專案,憑藉安全可靠、高效節能的產品效能而獲得國內外使用者的好評。其公司多種產品,包括:PLC、變流器、儀器儀表、機器人等產品都在電力行業中得到很好的應用。
七、人機介面
發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的裝置,隨著科學技術的不斷髮展,搜企網,微控制器技術的日趨完善,電力行業中對發電站、變電站裝置提出了更高精密、更高質量的要求,直流電源屏是發電站、變電站二次裝置中非常重要的裝置,直流電源屏承擔著向發電站、變電站提供直流控制保護電源的作用,同時提供給高壓開關及斷路器的操作電源,因此直流電源屏的可靠性將直接關係到發電站的安全執行,直流電源屏的發展已經經歷了很長的時間,從早期的直流發電機、磁飽和直流充電機到積體電路可控矽控制直流充電機、微控制器控制可控矽充電機、高頻開關電源充電機等,至目前直流電源屏已很成熟。
直流電源屏整流充電部分仍然採用目前國際最流行的軟開關技術,將工頻交流經過多級變換,最後形成穩定的直流輸出,直流電源屏系統控制的核心部件是V80系列可程式設計控制器PLC,它將系統採集的輸入輸出模擬量以及開關量經過運算處理,最終控制高頻開關電源模組使其按電池曲線及有人為設定的工作要求更可靠地工作。
關鍵詞:電力自動化;現場匯流排;無線通訊技術;變頻器
現今,創新的自動化系統控制著複雜的工藝流程,並確保過程執行的可靠及安全,為先進的維護策略打造了相應的基礎。電力過程自動化技術的日新月異和控制水平的不斷提高搜企網版權所有,為電力工業解決能源資源和環境約束的矛盾創造了條件。隨著社會及電力工業的發展,電力自動化的重要性與日劇增。傳統的資訊、通訊和自動化技術之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術,包括無線網路、現場匯流排、變頻器及人機介面、控制軟體等,大大提升了過程系統的效率和安全效能。
一、電力自動化的發展
我國是從20世紀60年代開始研製變電站自動化技術。到70年代初,便先後研製出電氣集中控制裝置和集保護、控制、訊號為一體的裝置。在80年代中期,由清華大學研製的35kV變電站微機保護、監測自動化系統在威海望島變電站投入執行。與此同時南京自動化研究院也開發出了220kV梅河口變電站綜合自動化系統。此外,國內許多高等校及科研單位也在這方面做了大量的工作,推出一些不同型別、功能各異的自動化系統。為國內的變電站自動化技術的發展起到了卓有成效的推動作用。1998年全國裝機容量超過277GW,躍居世界第2位,自此以後,我國電力仍以較高的速度和更大的規模迅猛發展,預計我國電力裝機總容量將在今年底至明年初突破800GW。
二、電力自動化的實現技術
現場匯流排***Fieldbus***被譽為自動化領域的計算機區域網。資訊科技的飛速發展,引起了自動化系統結構的變革,隨著工業電網的日益複雜工業自動化網版權所有,人們對電網的安全要求也越來越高,現場匯流排控制技術作為一門新興的控制技術必將取代過去的控制方式而應用在電力自動化中。
三、無線技術
無線通訊技術因其不必在廠區範圍內進行繁雜、昂貴的佈線,因而有著誘人的特質。位於現場的巡視和檢修維護人員藉此可保持和集中控制室等控制管理中心的聯絡,並實現資訊共享。此外,無線技術還具有高度靈活性、易於使用、通過遠端連結可實現遠方裝置或系統的視覺化、引數調整和診斷等獨特功能。無線技術的出現及快速進步,正在賦予電力工業領域以一種嶄新的視角來觀察問題,並由此在電力流程工業領域及資產管理領域,開創一個激動人心的新紀元。
四、資訊化技術
電力資訊化包括電力生產、排程自動化和管理資訊化兩部分。廠站自動化歷來是電力資訊化的重點,大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控系統;相當一部分水電廠在進行改造後還實現了無人值班、少人值守。發電生產自動化監控系統的廣泛應用大大提高了生產過程自動化水平。電力排程的自動化水平更是國際領先,目前電力排程自動化的各種系統,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省電力排程機構全部建立了SCADA系統,電網的三級排程100%實現了自動化。華北電力排程局自動化處處長郭子明說,早在20世紀70年代華北電力排程局就用電晶體計算機排程電力,從國產121機到176機,再到176雙機,華北電力排程局全用過,到1978年已經基本實現了電網排程自動化。
五、安全技術
電力是社會的命脈之一,當今人類社會對電力系統的依賴已到了難以想象的程度。電力系統發生大災變對於社會的影響是不可估量的,因此電力系統最重要的是執行的安全性,但這個問題在全世界均未得到很好解決,電力系統發生大災變的概率小但後果極其嚴重,我國電力系統也出現過穩定破壞的重大事故。由於我國經濟快速發展的需求,電力工業將會繼續以空前的速度和規模發展。隨著三峽電站、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施,我國必將出現世界上最大規模的電力系統。
六、傳動技術
實現變頻調速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅動電路、保護電路以及控制器***MCU/DSP***等部分組成。變頻器作為節能降耗減排的利器之一,在電力裝置中的應用已經極為廣泛而成熟。對於變頻器廠商而言,在未來三十年,變頻器,尤其是高壓變頻器在電力節能降耗中的作用極為明顯,變頻器也成為越來越多電力行業改造技術的首選。在業內,以ABB為首的電力自動化技術領導廠商,ABB建立了全球最大的變壓器生產基地及絕緣體制造中心。自1998年成立以來,公司多次參與國家重點電力建設專案,憑藉安全可靠、高效節能的產品效能而獲得國內外使用者的好評。其公司多種產品,包括:PLC、變流器、儀器儀表、機器人等產品都在電力行業中得到很好的應用。
七、人機介面
發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的裝置,隨著科學技術的不斷髮展,搜企網,微控制器技術的日趨完善,電力行業中對發電站、變電站裝置提出了更高精密、更高質量的要求,直流電源屏是發電站、變電站二次裝置中非常重要的裝置,直流電源屏承擔著向發電站、變電站提供直流控制保護電源的作用,同時提供給高壓開關及斷路器的操作電源,因此直流電源屏的可靠性將直接關係到發電站的安全執行,直流電源屏的發展已經經歷了很長的時間,從早期的直流發電機、磁飽和直流充電機到積體電路可控矽控制直流充電機、微控制器控制可控矽充電機、高頻開關電源充電機等,至目前直流電源屏已很成熟。
直流電源屏整流充電部分仍然採用目前國際最流行的軟開關技術,將工頻交流經過多級變換,最後形成穩定的直流輸出,直流電源屏系統控制的核心部件是V80系列可程式設計控制器PLC,它將系統採集的輸入輸出模擬量以及開關量經過運算處理,最終控制高頻開關電源模組使其按電池曲線及有人為設定的工作要求更可靠地工作。