盧文升

(廣東順德電力設(shè)計院有限公司 廣東佛山 528300)

摘要: 近年來我國加快了智能電網(wǎng)的建設(shè)，無論是技術(shù)還是電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都取得了較大的進步。特別是變電站自動化系統(tǒng)在當(dāng)前智能變電站中應(yīng)用十分廣泛，因此需要掌握自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，以此來有效提高變電站的智能化水平，確保電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的運行。

關(guān)鍵詞: 智能變電站;自動化;應(yīng)用

引言

變電站綜合自動化控制系統(tǒng)是一項非常復(fù)雜、科技含量非常高的自動化控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的技術(shù)水平、控制水平不僅影響到變電站的運行，甚至?xí)g接的對整個局域電網(wǎng)的運行及安全造成影響。伴隨著經(jīng)濟發(fā)展，電網(wǎng)運行不安全因素也在增多，美國2012年大停電事件給我國電網(wǎng)運行敲響了警鐘，也對我國電網(wǎng)的相關(guān)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計、研發(fā)、功能、操控能力等提出了更高的要求除了完善系統(tǒng)組成之外，還要求在科研當(dāng)中將自動化領(lǐng)域的一些最先進的科研成果應(yīng)用到系統(tǒng)當(dāng)中，尤其是智能化控制科研成果，實現(xiàn)系統(tǒng)的高度自動化、智能化。

一、智能變電站自動化概述

智能變電站自動化是指在沒有人為干預(yù)的情況下，自主進行智能機器的驅(qū)動，達(dá)到控制目標(biāo)，智能控制方法是一種自動控制技術(shù)，涉及到的學(xué)科門類比較廣泛。智能控制方法與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，具有獨特的優(yōu)勢，具有人類的控制策略，也有結(jié)構(gòu)特性，有自組織能力、自學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，能夠在已知或者陌生的環(huán)境中進行自動控制和人機交互工作，完成工作任務(wù)。智能技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)控制技術(shù)無法解決的問題，目前已經(jīng)成為電力研究人員的研究重點。

目前的智能控制方法主要有三個方面:

(1)專家系統(tǒng)。通過專家系統(tǒng)能夠?qū)Ω黝惙墙Y(jié)構(gòu)化等方面的信息進行處理，實現(xiàn)設(shè)備和任務(wù)之間的協(xié)調(diào)和組織，使專家系統(tǒng)能夠優(yōu)化受控系統(tǒng)，并且能夠識別系統(tǒng)狀態(tài)，所以專家系統(tǒng)使用的比較廣泛;

(2)模糊邏輯處理。是指將經(jīng)典集合理論、語言變量等作為實現(xiàn)理和模擬的基礎(chǔ)，將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息輸入到系統(tǒng)中進行模糊推理等操作，輸出的結(jié)果將會為電力決策提供參考作用。所以，模糊邏輯處理的使用效果比較好;

(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以大規(guī)模簡單的神經(jīng)元為基礎(chǔ)建立的網(wǎng)絡(luò)，具有自學(xué)習(xí)和自組織能力，具有非線性特點，應(yīng)用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中能夠提升網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。還可以將各種方法進行結(jié)合使用。

二、智能自動化變電站設(shè)計技術(shù)問題分析

1、防誤功能

微機五防技術(shù)是綜合自動化變電站控制系統(tǒng)的核心部分，主要功能是控制系統(tǒng)的閉合與開合運行，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制的目的。傳統(tǒng)的微機五防技術(shù)缺陷比較明顯，最近幾年在電氣自動化科研領(lǐng)域中將監(jiān)控系統(tǒng)與微機五防結(jié)合起來，形成了一種建立在監(jiān)控系統(tǒng)之上的微機五防技術(shù)，有效地增強了系統(tǒng)的控制能力。但是，微機五防的控制程序相對比較多，要經(jīng)過模擬操作、軟解鎖命令、遙控操作和閉合命令等程序才能完成控制過程，其中主要由一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了操作失誤，整個系統(tǒng)的閉合就無法完成，就是達(dá)不到防誤的效果，這是目前綜合自動化變電站控制系統(tǒng)設(shè)計中的一個明顯的不足。現(xiàn)在的自動化控制功能的實現(xiàn)，主要依靠的是可編程控制器，這種控制器成本低，也能夠在一定程度上達(dá)到自動化控制的目的，控制功能的運行需要在輸入程序的基礎(chǔ)上進行，但是在程序運行方式上有一定幾率出現(xiàn)錯誤，因為本身控制器在長時間的使用過程中可能會出現(xiàn)變化，程序也會發(fā)生損壞。

2、保護信息的采集及處理

綜合自動化變電站監(jiān)控系統(tǒng)的運行是建立在充足的保護信息采集、分析的基礎(chǔ)上，在此基礎(chǔ)上判斷系統(tǒng)的運行狀態(tài)，發(fā)出具體的操作指令，硬接點方式和串行通信是目前保護信息采集的主要形式，常規(guī)繼電保護之下只能使用硬接點方式收集保護信息，而計算機在整個系統(tǒng)中處于核心地位，對其保護則采用了硬接點與串行通信兩種方式。根據(jù)當(dāng)前變電站監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)資料來看，現(xiàn)在在該系統(tǒng)中的串行通信方式保護信息收集主要途徑。主要分為兩種類型:

(1)保護信息收集裝置設(shè)計在監(jiān)控系統(tǒng)的公用信息工作站當(dāng)中，在工作站當(dāng)中根據(jù)反饋的信息來收集保護信息。

(2)保護信息收集裝置直接嵌入到綜合自動化信息的計算機當(dāng)中，由計算機通過搜集公用信息工作站發(fā)出來的信息進行識別處理收集來的保護信息。而這種設(shè)計方式讓現(xiàn)在的保護信息收集受到了一定的影響，將保護信息收集裝置直接嵌入到監(jiān)控系統(tǒng)的功能信息工作站當(dāng)中，在信息收集的過程中會受到各種通訊規(guī)約的影響，需要監(jiān)控系統(tǒng)和保護廠家之間通過反復(fù)的調(diào)試配合才能達(dá)到工作要求，在技術(shù)上具有一定的難度。

因此，建議將綜合自動化變電站監(jiān)控系統(tǒng)的保護信息采集方式由嵌入式改為獨立式，也就是將其從監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中收集出來，利用可編程微型CPU設(shè)計終端監(jiān)測裝置，直接安裝在監(jiān)控終端當(dāng)中，并入監(jiān)控終端的信息采集中，實行雙向傳輸信息，避免了相互制約與影響。

三、變電站綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用及措施

1、新型智能監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

由于監(jiān)控集成到調(diào)度中心之內(nèi)才能看到，變電站綜合自動化系統(tǒng)變電站的責(zé)任人員看不到，在這種情況下智能手機和APP就派上用場，設(shè)計一塊智能監(jiān)控的手機APP軟件，保證變電站綜合自動化系統(tǒng)工作人員能夠?qū)φ麄€變電站的運行隨時隨地進行監(jiān)控，改變了時間和距離的影響。當(dāng)然，利用智能手機和APP，可以收集變電站綜合自動化系統(tǒng)中各個運行關(guān)鍵節(jié)點的運行數(shù)據(jù)，將其反映在整個系統(tǒng)的運行示意圖當(dāng)中，一旦發(fā)生故障能夠快速的排除故障，增強故障反應(yīng)能力。

2、模糊控制器的使用

模糊控制器針對變電站的自動化使用邏輯芯片進行智能化的控制和改進，從而能夠滿足模糊控制器的硬件需求以及變電站自動化系統(tǒng)對智能控制的要求，使變電站綜合自動化中的智能控制準(zhǔn)確度更加高，智能化程度提升。模糊控制器在變電站自動化中的智能控制一定要考慮硬件設(shè)備的影響，要盡量提高模糊控制器的靈活性，提高模糊控制器的普及程度。比如說，在數(shù)字控制器使用單片微機硬件系統(tǒng)，在模糊控制器中使用最基礎(chǔ)的算法就能夠改變變電站控制方法，結(jié)合其他不同種類的模糊控制器就能夠?qū)崿F(xiàn)變電站綜合自動化中的智能控制的目標(biāo)。

3、接口裝置的使用

接口裝置主要對控制對象起作用，研究控制對象，對變電站原有的控制量和狀態(tài)量進行轉(zhuǎn)變，從而得出變電站自動化系統(tǒng)運行的狀態(tài)數(shù)據(jù)。接口裝置進行完數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)傳遞給執(zhí)行機構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)，經(jīng)過分析之后得到控制指令，然后對控制對象進行控制措施，保障變電站的安全穩(wěn)定運行。智能控制的接口裝置注重選擇和控制被控對象，不但要維持變電站自動化的可靠性，還要完善變電站自動化的過程。

4、其他控制的運用

還有一些其他類型的功能存在于變電站綜合自動化中的智能控制的運用中，比如執(zhí)行機構(gòu)在步進電機和伺服電動等方面的智能化控制運用。在電力裝置方面，執(zhí)行機構(gòu)常常表現(xiàn)出線性和非線性的特征，從而提高執(zhí)行機構(gòu)的智能化控制水平，智能控制將非電量轉(zhuǎn)化成傳感器的變量，優(yōu)化變電站配置，保證智能控制的精確性，滿足變電站自動化要求。被控對象會直接干預(yù)和影響變電站的自動化，所以要優(yōu)化智能控制環(huán)境，避免影響系統(tǒng)的運行效果。

結(jié)語

變電站綜合自動化系統(tǒng)未來朝著更加智能化、更加安全、功能更加豐富的方向發(fā)展，這需要充分的技術(shù)依托，并能夠?qū)⒏鞣N先進技術(shù)比如說藍(lán)牙，CPU應(yīng)用到系統(tǒng)建設(shè)當(dāng)中，才能達(dá)到預(yù)期的發(fā)展目的，各地應(yīng)該加大這一方面的科研投入，保證新技術(shù)研發(fā)順利進行。

參考文獻

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