电气自动化发展趋势分析
作者：杨晓晶
来源：《中国科技纵横》2010年第21期
摘要:本文主要探讨配电自动化、计算机自动化控制技术、DPL技术、定制电力技术以及国外一些前沿技术的发展,通过对电气自动化发展趋势分析,及时把握行业动态,促进新技术的研发和应用,从而使电气自动化技术更好地造福于民。

关键词:电气自动化发展趋势
电气自动化是运用电子技术、微机控制技术和计算机网络技术实现电气自动控制,是结合电气技术和计算机技术实现直接或间接程序控制,通过系统集成,实现自动控制电力系统运行和维护功能。

集成化、智能化和综合化,以及故障时迅速自动反应是其显著特征。

电气自动化的范围很大,首先来探讨一下配电自动化。

配电自动化包括配电系统所有硬件设施和控制流程,通过系统控制实现自动化。

配电网自动化流程包括输电、配电和用电等过程,主要通过变电、配电到用电过程来对电力系统的线路、变压器和用户进行监视、控制和管理。

采用配电自动化系统能够在输配电线路发生故障的时候,能够实现自动跳闸,从而保证非故障段的正常供电,减少停电范围。

变电站自动化主要通过馈线自动化实现监控和管理。

必须在馈电线路上装设电动开关,配置馈线终端设备FTU,对一些分支线路,还应装设故障指示器,并利用通信系统,向系统提供馈线运行数据和状态,执行系统下达的馈线开关遥控操作命令。

在馈线自动化方面,现有馈线终端设备不仅具有常规的遥测、遥信和遥控功能,且还集成了自动重合闸、馈线故障检测和电能质量等一些参数的检测功能,甚至集成了断路器的监视功能,且有进一步与断路器、开关相结合,机电一体化,发展成为智能化开关的趋势。

显著地降低了建设、运行和维护的综合成本,为提高供电可靠性,创造了有利的条件。

故障定位和自动恢复送电技术可以明显地缩短停电时间,通过数字式继电保护、馈线自动化和DMS系统实现该功能。

对于故障定位,国外有人提出使用三种技术综合处理:故障距离计算法、线路故障指示器法以及不同线路区间故障概率统计法,将这些信息结合在一起进行模糊逻辑处理。

当代的配电系统自动化正从多岛自动化走向系统集成,配电自动化的系统集成,不仅是系统的互连,重要的是实现了信息的共享、功能的互补、通道的共用等。

与多岛自动化信息专用、功能单一和互不相连不同,配电系统综合自动化集成了信息共享、功能综合和无缝集成等优点。

伴随计算机科学与技术的发展,通过计算机软硬件控制,实现电气自动化已成为现实。

计算机的模拟操作,更为现实电力系统运行状况提供了方便快捷的监视和判断功能。

PC 和网络技术已经在工商管理中得到普及。

在电气自动化领域,基于PC 的人机界面普遍被采用, 并以其直观性、灵活性和易于集成等特点备受用户的青睐。

现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表,使它们各自都具有了数字计算和
数字通信能力,通过总线把多个测量控制仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,把多个微机化测量控制设备以及现场仪表与远程监控计算机连在一起,实现数据传输与与信息交换,形成各种适应实际需要的自动控制系统。

现场总线是一种串行的数字式、双向传输的具有分支结构的通讯总线。

它通过电缆将计算机与位于现场的远程I/O 站、智能仪表、变频器、低压断路器、马达启动器等连接起来,并将这些设备的信息采集到中央控制器上来。

分布式控制意味着PLC(电力线载波)、I/O模块和现场设备通过总线连接起来,将输入/ 输出模块转换成现场检测器和执行器。

PC、客户机、服务器通过以太网和Internet 技术为电气自动化带来全新的时代。

技术的发展驱动着自动化和IT 平台的整合。

信息技术对自动化系统的渗透无处不在,通过计算机网络进行数据的实时采集与分析处理已随处可见。

与此同时,信息技术也横向扩展到自动化的设备、
仪器和系统中。

信息技术已扩展到自动化设备的多个层面,既包括传感器和执行器,也包括控制器和仪表。

虚拟现实技术和视频处理技术已实现人机对话和设备维护、系统的的监控和管理。

DPL技术是针对能够加强本地、区域性的,或者家庭和中小型公司的数据访问性能和响应速度,采用改进的因特网规约(IP)以及复杂的专用电子装置来沿低压配电电缆网络传输MHz级的数字高频信号,同时监视导致信息失真的脉冲信号以及其他形式的电干扰,从而实现了利用配电网络为家庭和中小公司提供数字电话、传真及因特网服务的技术手段。

该项技术的优越性体现在:对于电力系统来说,配电网络是现成的,因而应用DPL技术的投资远小于其他宽带通信系统;由于配电系统连至千家万户,通过该网络可为用户提供极为方便的因特网服务。

定制电力技术的应用:其核心内容是电力电子设备的应用。

该项技术可解决电压突升、突降和瞬时断电等配电系统扰动所引起的种种问题,可补偿电压下降及短时断电,对谐波进行有效的滤波,补偿相电流的不平衡,改进功率因数,提高供电质量。

国外电气自动化发展动向:法国用户通信接口试验,称为ICC。

其主要功能不但引入了实时读表、停电控制和远程管理,并使用户能了解自己用电的实时电价。

从而能优化自己用电的管理,优化用电是根据电价制度的规定,选择自己用电设备和时间,或在不同时段停用一部分设备。

ICC能使用户使用几条简单的指令控制用电,并和供电人员通信,实施用户自己的最佳用电计划。

西班牙和法国一起进行研发,主要目标是家庭电能应用的优化与管理,一部分是一台咨询配置机,可以用来为用户提出最优配置的咨询建议。

这台咨询机设置在电力公司的客服中心。

另
一部分是进行用电时的能量管理系统,有一台主控器和若干智能插头。

智能插头的作用是通过
PLC和用户通信,实现削峰填谷等管理操作,并根据用户想要的舒适性要求和生活习惯,提供既优化经济又舒适满意的用电。

意大利开发的家庭用电智能助理,能通过用户的电视机进行实时显示和控制,相关的供电服务信息能随时查询到。

通过此技术,可向用户发布各类通知,并帮助用户进行节能降耗工作。

改进对用户的服务,是提高电力公司竞争力的重要手段,通过改进自身信息系统可以提高服务水平。

德国西门子公司推行一种公司信息集成化系统,把配电管理系统与网络规划整合,这是信息化发展的大趋势。

总之,电气自动化系统具有实时性好、自动化水平高、管理功能强等特点,能提高供电可靠性和电能质量、改善对用户的服务,具有显著的经济优越性和良好的社会综合效益。

因此我们必须通过科学发展,实现电气自动化技术的可持续发展。

参考文献
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