电力自动化控制系统的原理及应用研究

付艳

（国家广播电视总局二0 二二台,新疆 喀什844000）

电力系统运行的稳定性与安全性,与电力系统控制技术息息相关,在现代信息技术和移动通讯技术发展的关键时期,相关人员将现代化技术应用于电力系统建设的具体环节之中,逐步打造电力自动化控制系统,保证电力系统的正常运行。

1 电力自动化控制系统的概述

1.1 基本要求

电力自动化控制系统是集发电、输电、变电、配电等功能为一体的现代化电力生产与使用系统,将自然能源通过科技手段转换为电能,充分利用电力自动化控制系统,完成对电能的输送和使用,为社会相关行业发展和进步提供充足的电力能源。电能对现代社会的发展起到重要作用,电力系统运行期间,主要通过电力线路、变电站、电流交换站等基站,实现电能的转换与运输,对区域电能资源起到合理调配的作用,电力自动化控制系统的产生和使用,极大提高了电能转换、输送及供应等工作的效率和效果,为电力企业开展生产经营活动创造经济收益,实现电力网络和电力系统的相互连接,改善社会的用电环境,优化电力系统运行结构,不断完善电能产生、转换、运输、配送等工作流程。

1.2 运行原理

图1 电力自动化控制系统运行原理

电力自动化控制系统运行过程中,主要运用现代化电力控制技术,对电能产生、传输等环节进行有效控制,实现电能的自动调节和调度,规范电力运输管理效果,明确电力运输和利用目标,保证电力自动化控制系统正常、稳定运行。电力自动化控制系统主要包括电能的实时监控与调度、变电站和转换站的管理与控制以及电能负荷增压三方面,系统运行期间,主要由电子计算机来实现,提高供电和配电效率,增加电力企业经济效益。电力自动化控制系统的稳定运行,以移动工作站、远程监控站、操作控制站、数据分析站为依托,根据实际情况,电力系统建设人员设置3 个间隔层,间隔层均为光电式感应开关,由1个合并单元和1 个智能操作箱组成,每一间隔层运行过程中,利用远程网络监视技术对电力输送情况进行实时监测,同时,要求相关人员对电力系统运行情况及电力数据信息进行综合分析,保证远程移动工作站正常工作,提高电力转换和配送效率,电力自动化控制系统具体工作原理如图1 所示[1]。

2 电力自动化控制系统的具体应用

2.1 系统分析

电力自动化控制系统运行期间,主要应用自动化控制技术,其核心组成分为四部分：一是信息收集系统,二是调节控制系统,三是协调优化系统,四是自动管理系统,实现对电力信息的及相关数据的收集和整理,确保电力自动化控制系统正常运行,影响电力系统运行的核心设备如图2 所示。

图2 电力自动化控制系统运行的核心设备

2.1.1 信息收集系统

电力自动化控制系统中,信息收集系统是保证电力信息安全、准确的前提和基础,采用现代化大数据技术和云计算功能,对电力系统运行状态进行实时监测,及时收集系统运行的相关数据信息,最终形成数据参数报告,相关人员根据系统运行信息对系统性能进行检测,保证系统各部分运行情况符合自动化控制技术的基本要求,为系统运行与维护人员提供精准的数据信息,保证电力自动化控制系统正常运行。

2.1.2 调节控制系统

调节和控制作为电力自动化控制系统的两大基础性功能,在工作人员对系统进行检修期间,根据电力系统运行的实际状况,结合电力生产及配电效果,自动生成对系统内部各部分元件及核心零部件的调节和控制机制,为相关人员提供科学决策意见,帮助系统运维人员完成电力系统的检修与维护工作。

2.1.3 协调优化系统

电力系统运行过程中,工作人员通过对电力系统重要组成部分性能的综合分析,实现对系统的整体协调和优化,保证电力自动化控制系统各层次、各分系统之间不产生运行冲突,实现对电能资源的优化配置,提高电力系统运行效果,同时,工作人员充分利用协调优化系统,选取最优的电力运行模式,提高电力企业的生产经营效果,增加企业经济收益。

2.1.4 自动管理系统

自动管理系统是保证电力自动化控制系统正常运行的关键因素,工作人员综合运用多种现代化技术手段,将自动监测技术与自动管理技术相结合,打造自动管理系统,最大限度地节约人力、物力、财力,有效避免电力安全事故的发生,实现对管理资源的科学配置,完成对电能的持续供应,延长电力自动化控制系统的运行时间,改善电力输送环境[2]。

2.2 技术要点

2.2.1 模糊控制技术

电力自动化控制技术中,模糊控制技术是支撑系统运行的基础性技术,在实际应用过程中,由模糊理论衍生而来,系统建设相关技术人员利用智能化技术,充分发挥模糊理论的优势和作用,实现对电力信息及系统运行参数的有效控制。在传统电力系统运行期间,同样采用相应的控制技术,但就其具体应用效果而言,难以发挥出应有的控制作用,要求电力系统相关技术人员要加强对电力系统控制技术的应用,充分提高模糊控制技术的应用效率,保证电力信息的准确性和真实性,通过现代化数据信息技术,对电力信息进行筛选和整理,方便系统运维人员提取和调阅信息。

2.2.2 现场总线控制技术

一般情况下,电力自动化控制系统在运行期间,首要任务是要将收集到的数据进行传输,根据电力输送环境和电能运输现场相关数据进行测量,综合利用电力信息监测设备和自动化仪表装置,实现对电力信息的实时传输,保证其良好的通讯效果。电力系统运行时,对现场总线控制要求与数据通信设备要求不一致,要求电力系统控制人员加强对电力系统的建设工作,满足电力系统对接用户的实际需求。现场总线控制技术应用期间,主要通过智能化仪表进行信息连通,电能转化和运输过程中产生的相关数据信息,技术人员利用自动化设备将数据录入系统,在具体操作时,充分利用FCS 系统,相较传统的ACS系统呈现出更加强大的智能化特征,实现对电力控制装置性能的优化,能够精准有效地对故障进行定位,在电力自动化控制系统运行和维护期间应用较为广泛。

2.2.3 神经网络控制技术

针对电力自动化控制系统,神经网络控制技术主要应用流程与思维运行模式存在一定差异,是对网络信息进行处理和反应的控制枢纽,该技术在实际应用过程中,呈现出明显的复杂性,技术人员将其应用于电力自动化控制系统之中,能够充分发挥神经网络控制技术强大的计算能力,实现对电力数据信息的精准计算,提高电力系统运行效率。电力系统控制人员通过对电力信息的科学采集,利用神经网络控制技术对电力数据进行专业调度,根据不同区域电网收集到的数据信息,技术人员按照相关电力系统电压质量管理标准,利用a、b、c、d 表示电压合格率的组合指标,通过对综合电压情况进行计算,保证电压符合系统运行标准。

2.2.4 专家系统控制技术

电力系统运行过程中,要充分利用专家系统控制技术,对电力系统运行状态进行综合分析,提高电力系统自动化管理程度,提高电力自动化控制系统对紧急情况进行处理。在专家系统控制技术应用期间,不断落实电力系统自动化工程,具体工作内容如图3 所示,要求相关工作人员对系统运行效果进行严格控制,保证电力自动化控制系统运行质量[3]。

图3 电力系统自动化工程具体工作内容

综上所述,电力自动化控制系统运行期间,要求系统设计人员对关键控制技术进行优化设计,不断完善专家系统控制、神经网络控制、现场总线控制及模糊控制等自动控制技术,保证电力系统正常、稳定运行,提升电力系统运行的自动化控制水平,进而实现对电力资源的优化配置。