摘要:近些年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，配電系統(tǒng)控制技術(shù)日益成熟，其在保證了供電質(zhì)量的同時也促進了電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。文章研究分析了PLC在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計分析。

關(guān)鍵詞:智能變電;智能配電;應(yīng)用設(shè)計

1前言

在具體應(yīng)用實踐過程中，電力供配電系統(tǒng)自動化控制受配電終端可靠性不高、蓄電池使用時效有限以及設(shè)備出場質(zhì)量檢查力度不夠等因

素的影響，這就嚴重影響了電力供配電系統(tǒng)的作用穩(wěn)定性。為此相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)從自動化控制系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀入手，來找出具體優(yōu)化方法以及未來發(fā)展方向的實現(xiàn)途徑。

2電力供配電系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的作用原理

電力供配電系統(tǒng)在自動化控制實踐應(yīng)用過程中被劃分為四個方面，及用戶、饋線、變電站以及管理。由于電力供配電系統(tǒng)自動化控制的線路設(shè)置復(fù)雜，這就要求人員要從用戶需求的角度出發(fā)。為此，電力供配電系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的作用原理可從兩方面進行分析研究，一方面，自動化控制變電站的監(jiān)測和運行是通過自動裝置以及計算機來實現(xiàn)控制，這就在很大程度上節(jié)省了人力資源的應(yīng)用成本。當將獲取的信號數(shù)字化后，計算機就能對信號進行處理和再傳輸，從而簡化了人工的操作步驟。這是改良傳統(tǒng)變電站設(shè)備運行方式的同時，使變電站的監(jiān)控更為精確。另一方面，電力供配電系統(tǒng)的自動化控制管理，是利用計算機將采集到的信息一級一級管理起來的。值得注意的是，電力供配電系統(tǒng)對自動化控制技術(shù)的要求極高，為此，相關(guān)研究人員應(yīng)不斷更新現(xiàn)有控制技術(shù)，以滿足市場環(huán)境對其的需求。

3配電系統(tǒng)中PLC技術(shù)簡介

所謂PLC技術(shù)，是建立在計算機技術(shù)基礎(chǔ)上的智能化程序控制技術(shù)，其核心為單片機，該技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化控制。PLC技術(shù)集成了電氣、儀表和控制等多項技術(shù)設(shè)備，可依據(jù)電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模等實際情況進行組合，滿足工業(yè)控制需求。PLC技術(shù)的主要作用體現(xiàn)在:第一，高速指令處理。PLC技術(shù)的出現(xiàn)開辟出了新的應(yīng)用領(lǐng)域，在對性能要求較低的情況下也可以將指令的處理周期縮短到最小;第二，浮點數(shù)運算。便于用戶調(diào)整參數(shù)，及時在運算量增加的情況下也能實現(xiàn)高效、復(fù)雜的運算，保證運算結(jié)果的準確;第三，優(yōu)化人機交互。通過人機界面優(yōu)化，可以集成多種功能，降低了人機對話編程的難度;第四，口令保護。其加密了數(shù)據(jù)，并設(shè)置了權(quán)限訪問，避免了數(shù)據(jù)的非法刪改。

4 plC在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計

4.1設(shè)備層功能及控制策略

(1)設(shè)備層功能及控制策略

在設(shè)備層，一般需要通過智能化傳感器實現(xiàn)對信息的識別以及傳送工作，并將其轉(zhuǎn)為可識別信號，保證通信信號的有效傳輸與交互。在執(zhí)行器中，可以使用中央處理器向計算機發(fā)出信號，從而實現(xiàn)控制器的管控功能。在設(shè)備層，一般會采用分布控制技術(shù)，通過設(shè)立多個控制器組建設(shè)備層，每個控制器可獨立工作，不相互影響，但控制器之間形成了一個數(shù)據(jù)通道，和計算機之間也建立一個信息互通渠道。

(2)網(wǎng)絡(luò)層功能及控制策略

網(wǎng)絡(luò)是配電系統(tǒng)的重要組成部分，網(wǎng)絡(luò)可將分散的配電設(shè)備連接在一起成為一個有機整體，并通過監(jiān)控中心的服務(wù)器進行信息交互在網(wǎng)絡(luò)層可通過現(xiàn)場總線技術(shù)保證網(wǎng)絡(luò)層功能的有效發(fā)揮。

(3)管理層功能及控制技術(shù)

管理層中工作人員可通過計算機設(shè)備實現(xiàn)對設(shè)備運行狀況的實時觀測，管理層通過系統(tǒng)集成技術(shù)將計算機網(wǎng)絡(luò)中的子系統(tǒng)連接在一起，通過子系統(tǒng)之間的信息交換實現(xiàn)子系統(tǒng)工作的協(xié)調(diào)，建立一個完善的信息控制機制。

4.2遠程監(jiān)控系統(tǒng)

當配電系統(tǒng)設(shè)備運行出現(xiàn)故障，對電能傳輸、變換等造成影響，通過PLC監(jiān)控系統(tǒng)可及時發(fā)現(xiàn)故障并發(fā)送故障警報信號，對設(shè)備隱患進行排查，縮短了檢修周期，提高了檢修效率。

(1)PLC遠程監(jiān)控的原理

對配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進行評價，可將其分為三個等級，如正常運行狀態(tài)、異常運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。作為正常狀態(tài)就是設(shè)備運行過程中不存在缺陷或存在缺陷，但是不會影響設(shè)備的正常運行;所謂異常狀態(tài)就是指存在一定缺陷，且對設(shè)備的運行狀態(tài)造成較大影響，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在不同程度的問題，不利于配電系統(tǒng)供電質(zhì)量的提高;所謂異常狀態(tài)是指電氣設(shè)備缺陷發(fā)展到一定程度，對配電系統(tǒng)運行產(chǎn)生了負面影響，電氣設(shè)備也出現(xiàn)了較為嚴重的損壞，但是可繼續(xù)運行，這時需要注重設(shè)備性能觀測，并立即進行維護檢修;故障狀態(tài)是指設(shè)備性能指標不符合生產(chǎn)要求且設(shè)備不能投入生產(chǎn)。PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以對配電保護系統(tǒng)的總受柜、1#變壓器配出柜及2#變壓器配出柜的三相電壓是否欠壓和三相電流是否過流等進行監(jiān)測。當配電系統(tǒng)出現(xiàn)非正常運行狀態(tài)，則立即發(fā)出報警信號或畫面，運行人員在接收到報警信號后可迅速確定故障的發(fā)生位置，并派遣檢修人員趕赴現(xiàn)場進行檢查和維修。PLC通過對配電繼電保護系統(tǒng)設(shè)備的采樣，實現(xiàn)了運行數(shù)據(jù)分析。

(2)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。

配電繼電保護系統(tǒng)中設(shè)有遠程監(jiān)控工作室，采用PLC控制系統(tǒng)對配電系統(tǒng)中各繼電保護設(shè)備的運行進行監(jiān)測，采集運行參數(shù)，若監(jiān)測設(shè)備連續(xù)變化，只要輸入信號物理量，如電壓以及電流，便可通過2路的模擬量輸入通道的S7-200PLC模擬量輸入模塊，即可實現(xiàn)信息的采集、篩選以及轉(zhuǎn)換功能，最后得到量化后的信號，再通過電壓模擬量變成軟件進行信號處理，編程軟件先輸入“AWO”，電流模擬量輸入的編程元件為“AIW2”。當斷路器為合閘狀態(tài)，則可以采用開關(guān)SA1SA3以及SA5對總受柜、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的開進行調(diào)控，該系統(tǒng)在采集到總受室、1#變壓器配出室和2#變壓器配出室的U、V、W三相電壓和電流信息后，若出現(xiàn)了欠壓或者是過流問題，則會立即發(fā)出警報信號，必要時也可手動控制PLC系統(tǒng)的運行實現(xiàn)了定向數(shù)據(jù)的采集，同時具備實時監(jiān)測以及遠程遙控的功能，有利于配電系的穩(wěn)定，可依據(jù)實際運行情況采取相應(yīng)的保護措施。

(3)PLC的調(diào)試

依據(jù)PLC系統(tǒng)的控制要求，采用編程軟件即可進行編程，得到圖2的梯形圖程序。為了對所編程序的運行控制效果進行檢測，需要進行PLC調(diào)試。在正式調(diào)試之前，需要先進行編譯，若編譯完全正確則將程序下載至PLC程序中再進行調(diào)試，采用開關(guān)模擬對配電繼電保護系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控。上斷電控制是開關(guān)量，選用開關(guān)便可實現(xiàn)控制工作，過流、欠壓保護均通過自動檢測工作進行數(shù)據(jù)采集分析進行保護。

5結(jié)束語

智能變配電系統(tǒng)的運行技術(shù)影響著整個系統(tǒng)中的輸電系統(tǒng)、智能變配電系統(tǒng)運行周期等。為了進一步對智能變配電系統(tǒng)進行優(yōu)化，應(yīng)該重視對運行技術(shù)的創(chuàng)新與改變，可優(yōu)化整個系統(tǒng)中的自動調(diào)壓器設(shè)備，并合理地應(yīng)用集中、分散相互結(jié)合的管理方式，以實現(xiàn)電網(wǎng)的順暢運行，防止出現(xiàn)電網(wǎng)故障。智能變配電系統(tǒng)對于整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起到了良好的保障作用，降低了電網(wǎng)故障的發(fā)生概率。

參考文獻

[1]陳德仙基于 Modbus現(xiàn)場總線的智能配電控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]浙江工業(yè)大學(xué)2009.

[2]孫杰，侯學(xué)理，智能小區(qū)配電系統(tǒng)控制技術(shù)研究[]科技資訊，2011，13:135+137.

[3]姜艷豐含分布式電源的配電系統(tǒng)連續(xù)潮流計算及控制研究[D]天津大學(xué)，2012.

[4]趙青云，于軍琪智能小區(qū)配電系統(tǒng)控制技術(shù)研究[]智能建筑，2006，11:33-35.