论变电站电力系统自动化智能控制技术论文_杨胜

(国电南瑞科技股份有限公司 江苏南京 211106)

摘要:近年来,对于监控变电站电力系统稳定性能已经随着电力系统的不断革新深化和改革而越来越科学化、技术化和极具迫切性,旧式人工管理模式已经对先进的技术管理无法适应,而促使着电力系统自动化智能控制技术的不断发展和应用的就是电网规模的扩大所带来的大量故障。本文主要分析了当前变电站电力系统自动化发展现状,并对变电站电力系统自动化智能控制的应用简要分析。

关键词:变电站;电力系统;自动化;智能控制

1电力系统智能控制发展现状

我国电力系统自动化控制的现状主要表现为:首先,我国大部分变电站已经基本可以实现对电网进行遥测、遥信、遥控以及遥调等传统四遥功能,其中更有一部分的网省公司的设备运行已经可以实现在线的检测和控制等技术,在国际上也处于领先地位,但仍有较大数量的传统保护设备存在。其次,传统的自动化系统架构存在着明显缺点,不同厂家通用性不强,应用程序必须处理大量不同的通信规约、数据格式和数据访问形式。而且采用的协议功能有限,经常需要扩充,在实际运行维护中,很难给其他厂家的应用提供标准接口,且在新添装置或功能时需要对整个自动化系统进行配置。最后,多数应急故障处置依旧依靠传统的人工决策,不能根据电网即时变化情况实施有效的处置措施,部分仅能实现简单的无功补偿或断路器投切,不能根据电网情况全面计算数据,提供备选方案供人员决策与处置,造成处置效率低,处置不及时等情况出现。

在电力系统中的有效应用智能控制在于设计和完善专家系统,并通过建立知识库,对推理机的运用来进行设备作业匹配,而实现后期的知识获取时就需要通过学习机的设计,我国目前变电站的智能控制发展现状还体现在下面几点:

1.1国内变电站使遥测、遥控、遥信、遥调的四遥功能基本实现,而且无人值班比例在部分网省公司的220kV变电站要达85%以上,可以实时在线检测和控制设备运行状态,处在国际领先水平的就是继保、安稳控制等技术(见图1)。

1.2专家系统:推理机。作为信息管理系统中重要专家控制部分,推理机的设计使人工智能的理念得到充分体现,在对全面的资源整合而形成丰富的数据库基础之上事先形成,以目标驱动控制来使推理机运行得到保障,而确定目标就是通过对机械设备特点的智能评估,对在资源库中寻找到与之匹配的知识便于搜索。对相关数据进行整合分析并匹配就是推理机的设计,进而转换成指导目录元素。对于变电站设备自动匹配作业目标和自动运行来说,推理机的设计的实用性非常强,其实质在于对全面的专家知识积累,通过知识库来使专家的经验存储,继而对专家的知识运用来进行推理。

1.3专家系统:学习机。对信息反馈收集后的一个分析并积累经验的过程就是指的学习机的设计,收集在检修过程中出现的信息资源以及信息反馈就是通过设计以手工知识获取、半自动知识获取以及自动知识获取。学习机设计不仅对多元化的知识获取功能拥有,同时还具有人性化的操作技能,在维护知识库时则对人工维护和智能维护两种模式进行了采用,从而能够使知识库的半自动、全自动更新并不断丰富有效实现。

2 变电站电力系统自动化智能控制的应用

IEC61850是目前新一代变电站自动化系统的国际化标准,它规范了设备的行为、自描述特征以及数据的命名、定义和通用配置语言。它不再单纯是通信规约,而是成为数字化变电站的系统标准。IEC61850 标准致力于通过对对象的统一建模,增强设备间的互操作性,实现不同厂家设备的接入。但由于市场现状以及实际投资的影响,往往在理解与执行上有出入。因此在应用过程中依旧有着很多的问题,应用过程也因此受到了很多的阻碍。既便如此,电力系统自动化智能控制技术的发展作为必然趋势,很多厂商不断地寻找方法克服种种难题。目前,电力系统自动化智能控制技术主要的应用分为以下几个方面:

2.1 集中式结构的应用

集中式结构控制就是在对变电站进行控制的过程中,通过计算机功能的应用实现对数据接口的扩展,进而获得需要的准确的数据和信息。与此同时,集中式结构控制也能够有效地保证对已经获取的数据信息进行统计和分析,并对计算机进行自我保护和控制。事实上,集中式结构控制需要的往往不仅仅是一台独立的计算机,而是一个集群,集群中的每一部分都需要负责各自的算法任务,这就要求集群中各计算机需要确保分工明确。

2.2 分布式结构的应用

分布式结构控制同样也是较为常见的自动化控制模式,但这种模式本身却和集中式结构控制有着很大的不同。这些不同主要表现在分布式结构控制需要对电网原有的功能进行增加,也就是说,当计算机群体越大时,相应的拥有的功能也就越多,终端系统通过信息传递将任务和功能分配到各个计算机中。实现了计算机的独立,同时终端的系统会对每一台计算机得到的数据情况进行统计汇总,然而并不需要针对这些信息做出干预和处理。这种模式的优点主要在于能够在同一时段实现对众多数据进行快速有效的处理,效率高,安全性好。但是这一种方法有自己的局限性,不适用于较高电压等级的变电站。

2.3 分布分散式结构的应用

分布分散式结构模式中则主要被应用在仅分为变电站层、间隔层两种层级的变电站系统内。事实上,分布分散式结构模式在系统开发与现场应用时,能够在此基础上实现一定程度的创新和改进,其中以元件和断路器间隔的设计上可改动的地方尤其多,系统能够对断路器间隔的数据进行系统化的较为全面的采集和分析。在这些功能的基础上来实现对保护和控制功能的汇总,大大节约了电缆线路的运用,从而降低电磁干扰提升信息传递的精准度。与此同时,分布分散式结构模式设置过程较为简便,可实现部分功能预装,在现场施工时大大降低了施工的难度,也提高了现场的施工效率。而事实上,无论选择什么模式的自动化智能控制技术都需要根据实际的需求来进行缜密的思考和判断,选择最为适合现状的模式进行应用。

3结语

我国变电站电力系统自动化技术不断得到发展和提升,而且它还对高科技的计算机技术融入了,已及融入了电子通讯技术,网络技术,并且对其可实施性也被实践证明了。因此,在使整个社会的经济发展推动的过程中的作用不可替代的。在今后,因为变电站自动化技术的发展方向是朝着智能化,集成化,综合化方向发展,它在不久的将来,一定会发挥出巨大的作用,从而为社会发展做出新的贡献,使变电站电力系统自身技术革命的再一次飞跃得到实现。

参考文献:

[1]黄义庄.智能变电站是变电站综合自动化的发展目标[J].电力系统保护与控制,2013,(2).

[2]刘敏.综合自动化控制技术在智能变电站电力调度中的应用研究 [J].中国科技信息,2014(17).

论文作者:杨胜

论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期

论文发表时间:2017/11/6

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