水电厂自动化控制关键技术的应用研究

来源 :电力技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laohe200304
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  摘要:自动化技术作为一个具有综合性的技术,在电力系统中发挥了越来越重要的作用。电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。本文就电厂自动化系统自动化控制方面的技术进行了深入的探讨,并对关键技术的应用进行了分析。
  关键词:电力系统;ECS系统;自动化控制;监控系统
  近几年来,随着计算机和通信技术的不断发展,电力系统已经发展成为融计算机、通信、控制和电力电子装备为一体的系统。电力系统自动化处理的信息量越来越大,观测范围也越来越广,闭环控制的的对象也越来越丰富。自动化技术是一项非常复杂且综合性比较强的技术,它与信息技术、控制技术、电子技术、网络技术等多种理论技术有着不可分割的联系。现代电厂电力系统自动化技术的快速发展,为电力系统和电力行业提供了能源管理与环境质量问题的解决方案,并且还消除了现代化信息与自动化技术两者的矛盾。
  1自动化控制系统的特点及功能
  1.1自动化控制系统采用通信管理层和站控层组态一体化的设计,可保证组态调试的一次性完成,进行调试时可以更加方便,并且符合人的操作习惯。并且从整体出发综合考虑系统的通信功能,保证站控层、通信层、间隔层的通信速度,并开设与DCS、MIS、SIS的通讯接口。自动化控制采用先进可靠地自动化电气装置,完全可以不受通讯功能限制并可以独立运行,保证了系统的安全性和可靠程度。
  1.2自动化控制系统的间隔层采用保护测控装置,具有良好的保密的功能,具有屏蔽隔离的功能,会大大的提高抵抗外界的干扰能力。同时在系统中采用了余容错技术,在这项技术中包括了双现场总线网络、站控层设备冗余、站控层双以太网、双通信管理机设计等措施,这样做的目的就是为了能够保障网络的畅通稳定。
  1.3系统的间隔层、通信管理层、站控层具备自我诊断和恢复的功能。包括数据错误的诊断与处理、硬件故障的诊断、通信质量的诊断与处理等功能。还在通信管理层与间隔层的软件技术中添加了“看门狗”的中断方式,提高了系统的自恢复能力。并在通信管理层与站控层的同信中,采用双通道的传输模式实现了数据的备份和恢复功能。
  1.4自动化控制系统的保护测控装置局采用高性能的DSP和微处理器,硬件系统采用了多CPU的智能化结构,采用世界先进的嵌入式实时多任务操作系统,大大提高了数据的处理速度。并且站控层采用100M/1000M的工业以太网,通过实时的数据库与商用数据库结合技术以及快速智能网桥技术,为电厂的快速数据访问及负载自动均恒的高速网络,并配以适应工业控制现场应用的高可靠性交换机以及网关网络通信设备,构成了强大的信息平台。
  2自动化控制系统的组态模式及构建
  2.1 组态模式。集中监控这种方法的好处就是能够最大限度的保护控制器,该系统的设计相对而言较为简单。然而,由于主要集中监控在一个焦点上,各种功能的系统特征无法很好的发挥出来,所以该处理器的任务将太重,影响处理速度。将所有的电气设备都插入显示器,也能够将被监视对象的数量大量增加,这也将使控制区域增加。与集中监控相比,远程监控对安装成本所需的费用更少,而且通过使用电缆,能够让控制区的配置更灵活和可靠性更高。但是缺点是现场总线的通信速度比较慢,近年来电厂电业务大大增加,所以这种监测方法只适用于电厂机组系统。
  2.2变电站综合自动化系统已被广泛使用,积累了丰富的经验,此技术的信息传输速度也越来越快,加大了自动化电气设备的发展。现场总线监测系统设计更具有针对性,能够根据设计的不同时间间隔,同时运行多种不同的功能。这种方法的优点是可以减少大量的隔离设备,如模拟卡部分。电气设备的智能监控还可以实现本地安装和监控系统通信线路自动连接,可以节省大量的现场总线的控制,这种方式是计算机监控系统未来的主要发展方向。
  2.3电厂电气监控系统的构建。操作工作站、远程工作站、专业维修工作站被统称为单元层的信号站。主机和操作工作站的电气运行参数监测为控制单元,是保证操作人员监控的发电厂电气系统的重要设备,它还能够自动抄表,对线路等相关信息进行记录,自动发现错误,以供其使用。例如:装置管理工作站将有一个特殊的运行状态需要运作,其远程工作站会将其连接到远程监测和管理系统,远程控制中心将操作的动力装置利用电气系统发送到远程控制中心,它将可以接收来自远程控制中心的数据,技术人员可在任何时间段修改和维护数据库,进行报表和界面的设计工作,同时利用网络监控维护系统,对工作站进行维护。
  3 电力系统中自动化控制的要求
  3.1要对电力系统运行过程中的相关参数进行快速准确的收集,并能够及时处理和监测系统中的各个元器件。
  3.2電力系统中自动化技术能够对系统各个元器件的运行状态以及相关技术、节能、安全等要求进行科学分析,直接对相关元器件的实际运行情况进行调控,或者可以快速的为各个设备的运行操作人员提供相关的调控策略。
  3.3在电力系统中通过应用自动化技术,不仅可以节约人力资源,降低设备操作者的工作强度,还可以有效延长设备的实际使用寿命,避免安全事故的不断发生,对于改善各个设备的运行性有着明显的作用,特别是在事故发生时,可以将事故危及面积以及强度等尽可能的控制在最小范围内。
  3.4能够对电力系统中的各个元器件、局部系统以及各个组织层次等进行有效协调,可以为电力系统的运行提供最优质的供电方式以及最经济节能的运行方式。
  4电力系统自动化技术的实际应用
  4.1 电网系统的自动化技术应用。电网系统的自动化技术的起源很早,它的应用同时也是现代化电网技术自动化的开端。电网系统的自动化技术主要有:电网的主要系统与运行的装置。它的最重要的作用就是能够对现代电网的运转进行调整、对现代电网的正常运转进行监控与对现代电网出现的事故进行分析和解决。
  4.2自动化技术应用。发电厂的自动化技术的应用主要有:自动发电系统、自动电量的控制体系与动力设备的自动化系统。中国通常的发电厂是分为两种发电厂,一种是水电力发电厂;另一种是火电力发电厂。不管是水电力的发电方式还是火电火烧其他的别的发电手段,在自动化的技术系统中都能找到相同的地方,相比较来说,一般的水电厂的自动化系统的技术要高于火电厂。
  4.3 变电站的系统自动化技术应用。变电站的系统自动化是包括现代化的信息技术、网络技术等,并通过监控、检测和保护等措施对变电站内的重要机械设备实行自动化。现在,随着计算机的监控技术融入到变电站的运行中,中国的变电站系统正向着自动化的方向发展着,并且要继续实行无人监控的工作方式。真正地实现机械设备自动化、自动监控、自动记录。
  4.4 配电网自动化技术股应用。新型配电网综合受控端基于高速SCADA系统,可以实现电网信息的快速采集和信号的综合处理,并且大大减少了受控端的数量,从而使系统的规模得到简化。这种受控端不仅具有以往终端所具有的功能,还可以实时监测系统的潮流分布、电压情况、系统是否产生震荡、频率是否满足要求等,将这些信息传递给主控方,供进一步分析使用。同时,这些受控端之间还可以进行相互通信,进一步提高数据的精确程度。
  5结束语
  随着计算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。
  参考文献
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