盧文升

(廣東順德電力設(shè)計(jì)院有限公司 廣東佛山 528300)

摘要: 近年來(lái)我國(guó)加快了智能電網(wǎng)的建設(shè)，無(wú)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(jìn)步。特別是變電站自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，以此來(lái)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(yùn)行。

關(guān)鍵詞: 智能變電站;自動(dòng)化;應(yīng)用

引言

變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一項(xiàng)非常復(fù)雜、科技含量非常高的自動(dòng)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(yùn)行，甚至?xí)g接的對(duì)整個(gè)局域電網(wǎng)的運(yùn)行及安全造成影響。伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電網(wǎng)運(yùn)行不安全因素也在增多，美國(guó)2012年大停電事件給我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行敲響了警鐘，也對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的相關(guān)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(dòng)化領(lǐng)域的一些最先進(jìn)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高度自動(dòng)化、智能化。

一、智能變電站自動(dòng)化概述

智能變電站自動(dòng)化是指在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下，自主進(jìn)行智能機(jī)器的驅(qū)動(dòng)，達(dá)到控制目標(biāo)，智能控制方法是一種自動(dòng)控制技術(shù)，涉及到的學(xué)科門(mén)類(lèi)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具有人類(lèi)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(jìn)行自動(dòng)控制和人機(jī)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(wú)法解決的問(wèn)題，目前已經(jīng)成為電力研究人員的研究重點(diǎn)。

目前的智能控制方法主要有三個(gè)方面:

(1)專(zhuān)家系統(tǒng)。通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)能夠?qū)Ω黝?lèi)非結(jié)構(gòu)化等方面的信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和任務(wù)之間的協(xié)調(diào)和組織，使專(zhuān)家系統(tǒng)能夠優(yōu)化受控系統(tǒng)，并且能夠識(shí)別系統(tǒng)狀態(tài)，所以專(zhuān)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(yǔ)言變量等作為實(shí)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(jìn)行模糊推理等操作，輸出的結(jié)果將會(huì)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(jiǎn)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(diǎn)，應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)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(jìn)行結(jié)合使用。

二、智能自動(dòng)化變電站設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題分析

1、防誤功能

微機(jī)五防技術(shù)是綜合自動(dòng)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(kāi)合運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制的目的。傳統(tǒng)的微機(jī)五防技術(shù)缺陷比較明顯，最近幾年在電氣自動(dòng)化科研領(lǐng)域中將監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)五防結(jié)合起來(lái)，形成了一種建立在監(jiān)控系統(tǒng)之上的微機(jī)五防技術(shù)，有效地增強(qiáng)了系統(tǒng)的控制能力。但是，微機(jī)五防的控制程序相對(duì)比較多，要經(jīng)過(guò)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(guò)程，其中主要由一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了操作失誤，整個(gè)系統(tǒng)的閉合就無(wú)法完成，就是達(dá)不到防誤的效果，這是目前綜合自動(dòng)化變電站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)明顯的不足。現(xiàn)在的自動(dòng)化控制功能的實(shí)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(dòng)化控制的目的，控制功能的運(yùn)行需要在輸入程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行，但是在程序運(yùn)行方式上有一定幾率出現(xiàn)錯(cuò)誤，因?yàn)楸旧砜刂破髟陂L(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)變化，程序也會(huì)發(fā)生損壞。

2、保護(hù)信息的采集及處理

綜合自動(dòng)化變電站監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行是建立在充足的保護(hù)信息采集、分析的基礎(chǔ)上，在此基礎(chǔ)上判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出具體的操作指令，硬接點(diǎn)方式和串行通信是目前保護(hù)信息采集的主要形式，常規(guī)繼電保護(hù)之下只能使用硬接點(diǎn)方式收集保護(hù)信息，而計(jì)算機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中處于核心地位，對(duì)其保護(hù)則采用了硬接點(diǎn)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(lái)看，現(xiàn)在在該系統(tǒng)中的串行通信方式保護(hù)信息收集主要途徑。主要分為兩種類(lèi)型:

(1)保護(hù)信息收集裝置設(shè)計(jì)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(lái)收集保護(hù)信息。

(2)保護(hù)信息收集裝置直接嵌入到綜合自動(dòng)化信息的計(jì)算機(jī)當(dāng)中，由計(jì)算機(jī)通過(guò)搜集公用信息工作站發(fā)出來(lái)的信息進(jìn)行識(shí)別處理收集來(lái)的保護(hù)信息。而這種設(shè)計(jì)方式讓現(xiàn)在的保護(hù)信息收集受到了一定的影響，將保護(hù)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(guò)程中會(huì)受到各種通訊規(guī)約的影響，需要監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)廠家之間通過(guò)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(dòng)化變電站監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)信息采集方式由嵌入式改為獨(dú)立式，也就是將其從監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中收集出來(lái)，利用可編程微型CPU設(shè)計(jì)終端監(jiān)測(cè)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(shí)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(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)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(jī)和APP就派上用場(chǎng)，設(shè)計(jì)一塊智能監(jiān)控的手機(jī)APP軟件，保證變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)工作人員能夠?qū)φ麄€(gè)變電站的運(yùn)行隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)控，改變了時(shí)間和距離的影響。當(dāng)然，利用智能手機(jī)和APP，可以收集變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中各個(gè)運(yùn)行關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將其反映在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(qiáng)故障反應(yīng)能力。

2、模糊控制器的使用

模糊控制器針對(duì)變電站的自動(dòng)化使用邏輯芯片進(jìn)行智能化的控制和改進(jìn)，從而能夠滿足模糊控制器的硬件需求以及變電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)智能控制的要求，使變電站綜合自動(dòng)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(dòng)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(shuō)，在數(shù)字控制器使用單片微機(jī)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(lèi)的模糊控制器就能夠?qū)崿F(xiàn)變電站綜合自動(dòng)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(duì)控制對(duì)象起作用，研究控制對(duì)象，對(duì)變電站原有的控制量和狀態(tài)量進(jìn)行轉(zhuǎn)變，從而得出變電站自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)。接口裝置進(jìn)行完數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)，經(jīng)過(guò)分析之后得到控制指令，然后對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制措施，保障變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。智能控制的接口裝置注重選擇和控制被控對(duì)象，不但要維持變電站自動(dòng)化的可靠性，還要完善變電站自動(dòng)化的過(guò)程。

4、其他控制的運(yùn)用

還有一些其他類(lèi)型的功能存在于變電站綜合自動(dòng)化中的智能控制的運(yùn)用中，比如執(zhí)行機(jī)構(gòu)在步進(jìn)電機(jī)和伺服電動(dòng)等方面的智能化控制運(yùn)用。在電力裝置方面，執(zhí)行機(jī)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(jī)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(dòng)化要求。被控對(duì)象會(huì)直接干預(yù)和影響變電站的自動(dòng)化，所以要優(yōu)化智能控制環(huán)境，避免影響系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

結(jié)語(yǔ)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)未來(lái)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(jìn)技術(shù)比如說(shuō)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(jìn)行。

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