浅谈智能化电气设备对智能电网的重要性

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  【摘要】智能电网建设是一项高度复杂的系统工程,需要深入研究与之配套的宏观政策、发展战略、市场机制、经营管理等方面的问题,而智能化电气设备的应用对于智能电网的发展有着至关重要的意义。本文介绍了智能电网的概念,探讨了电气自动化控制设备可靠性的现状和意义,阐明了智能化电气设备是实现智能电网的关键。
  【关键词】智能化 电气设备 智能电网
  中图分类号:F407文献标识码: A 文章编号:
  一、前言
  智能电网的概念
  到目前为止,智能电网并没有统一的定义。根据IBM中国公司高级电力专家Martin Hauske的解释,智能电网有3个层面的含义:
  利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控;把获得的数据通过网络系统进行收集、整合;通过对数据的分析、挖掘,达到对整个电力系统运行的优化管理。我国在特高压输电技术国际会议上给出智能电网的定义是:以坚强网架为基础,以信息通信平台为支撑,以智能控制为手段,包括电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网。智能电网的定义虽然并不统一,但利用现代信息技术实现电网的智能化已成为普遍的共识。
  二、电气自动化控制设备可靠性的现状和意义
  1、电气自动化控制设备可靠性的现状
  (一)工作环境多样,操作维护不当。不同的行业具有的工作环境,有些工作环境甚至是非常恶劣的。电气自动化控制设备需要面对多种多样的工作环境,以应对环境因素对电气自动化控制设备的不利影响。这些不利的环境因素主要包括气候因素、机械作用力因素与电磁干扰因素:
  气候因素。主要包括湿度、气压、温度、大气污染、厌恶等,这些不利的环境因素会严重电气自动化控制设备的性能、损坏设备结构、运行运动灵活性以及温升过高等,甚至导致设备完全毁坏,不能正常工作。
  机械作用力因素。主要是指电气自动化控制设备在不同运载工具中可能会受到的各种机械作用力,例如,冲击、震荡以及离心加速力等,这些机械作用会严重影响和损坏电气自动化控制设备的元器件,或者改变其参数,或者致使其严重变形和断裂,或者导致设备金属件出现疲劳破坏。
  电磁干扰因素。该因素是非可见因素,但是对电气自动化控制设备的不利影响不能小视,一般而言,电气自动化控制设备的工作充斥着各种电磁波,这些电磁波会增大设备的输出噪声,导致其工作失稳,甚至影响设备安全。除此之外,人员因素的影响也非常重要。由于电气自动化控制设备比较复杂,掌握和熟练操作的难度较大,因此,操作人员不熟练和不正确的操作均会影响甚至损坏设备;同时,对设备进行科学及时的维护与保养也非常重要,否则会降低电气自动化控制设备的可靠性。
  (二)设备元器件质量不合格。电气自动化控制设备元器件的生产厂家繁多,并且良莠不齐。通常而言,生产设备元器件的厂家规模较小,质量管理体系不健全,其元器件质量便很难合格;另外,在市场经济体制下,元器件厂家之间的恶性竞争会让部门厂家只重视“价格优势”,罔顾产品质量,导致电气自动化控制设备的可靠性指标偏低,影响设备的正常安全工作。
  2、提高电气自动化控制设备可靠性的重要意义
  (一)可靠性是衡量设备质量的重要指标之一。产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。概括其特性,主要包括:性能、可靠性、经济性和安全性由此可见,可靠性在产品质量中占有主导地位。只有可靠性高,发生故障的次数才会少,那么维修费用就少,相应的安全性也随之提高。因此,产品的可靠性是产品质量的核心,是生产厂家追求的目标。
   (二)可靠性能够增强设备的市场竞争力。随着国家经济的高速发展,用户不仅要求产品性能好,更重要的是要求产品的可靠性水平高。只有那些具有高可靠性指标的产品,才能在日益激烈的竞争中得以取胜。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高,可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。
  三、智能化电气设备是实现智能电网的关键
  随着科学技术的发展,及社会的需求,电网智能化的步伐越来越近的走进我们的生活,传感技术、智能组件和先进的通信技术已综合运用到智能电网的建设中来,有效的保证了网络的可靠性,提高了网络运行的效率。电气设备是电网运行的基础,智能化电网更离不开智能化电气设备的应用,所以对于电力设备商来讲,智能电网使设备商遇到了新的机遇和挑战,如何保证电力设备在智能电网中从实现管控一体化、互动化当前需要研究的重要课题。对于自动化企业在智能电网的建设中,需要研制后自动化可控制的电力设备来保障智能电网的需求是核心所在。
  1、新型的电子式互感器
  随着计算机技术和电力设备二次系统测量、保护装置的数字化发展,电力系统对测量、保护、控制和数据传输智能化、自动化及电网安全、可靠和高质量运行的要求越来越高,具有测量、保护、监控、传输等组合功能的智能化、小型化、模块化、机电一体化电力设备,对电网安全、可靠和高质量运行具有重要意义。这已成为国内外著名电力设备生产企业进行产品研发的主流。新型电子式互感器分为有源和无源两类,具有绝缘性能优越、抗电磁干扰、不饱和、易于数字信号传输、测量带宽和精度高、结构紧凑、重量轻、运行时无噪音。
  2.先进的传感器技术
  传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。它是实现自动检测和自动控制的首要环节,智能设备需大量采用传感器,作为数字量采集和输入。
  3、预防性维修的智能组件
  实现对电力的自动化监视与控制,实施智能化配电监控系统可以有效保障供电可靠性和供电品质,为连续性的自动化生产提供保证;有利于合理安排生产计划,优化负荷分配,节约电力成本以及检修成本;提高维护人员工作效率,减小劳动强度,节约人力资源。因此,设备制造商需要通过在线监视,实现自我诊断,及时发现设备可能出现的问题,进行预防性维修。这就离不开大量的智能组件,它的研发需要一次、二次设备制造商间的密切配合,共同进行。
   4、通信标准IEC61850
  IEC61850 标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准,吸收了IEC60870 系列标准和UCA 的经验,同时吸收了很多先进的技术,对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统(SAS)的设计产生深刻的影响。
  结论
  发展智能电网已经是我国电力工业发展的重要部分,中国建设坚强智能电网,必须遵循中国特色进行规划,既要满足近期的需求,又要适应未来的要求。智能电网的发展既有机遇又有需要注意的问题,我们应吸取国外智能电网建设的成功经验,结合中国实际情况,逐步建成具有中国特色的智能电网。
  【参考文献】
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