信號(hào)自動(dòng)化論文范文

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第1篇

【關(guān)鍵字】自動(dòng)化儀器儀表發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：P335+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一、自動(dòng)化儀器儀表的簡(jiǎn)介

1. 自動(dòng)化儀器儀表的定義

自動(dòng)化儀器儀表是用于化學(xué)、物理方面的技術(shù)工具和設(shè)備，可以檢出測(cè)量各種物理量、物質(zhì)成分。從廣義來說，儀器儀表也可具有自動(dòng)控制、報(bào)警、信號(hào)傳遞等功能。顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡能使人們擴(kuò)展自己的視野，體溫計(jì)能讓人們測(cè)量自己的身體的溫度；此外，還有一些儀器儀表如磁強(qiáng)計(jì)、射線計(jì)數(shù)計(jì)具有特殊功能，可以感受和測(cè)量到人的感覺器官所不能感受到的數(shù)據(jù)因子。

自動(dòng)化儀器儀表又被稱作信息機(jī)器，因?yàn)樗闹饕δ苁切畔⑿问降霓D(zhuǎn)換，可以將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)。信號(hào)按時(shí)間域或頻率域表達(dá)，信號(hào)的傳輸則可調(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)字量形式。

2. 自動(dòng)化儀器儀表的分類

自動(dòng)化儀器儀表是多種科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)物，有很多種類，有的按用途分類，有的按功能分類，不同的分類方法對(duì)應(yīng)著不同的產(chǎn)品，本文主要介紹兩種分類方法。

（1）按不同用途來分類

儀器儀表有各種用途，有的用在運(yùn)輸上，比如汽車儀表、拖拉機(jī)儀表；有的用在航空上，比如船用儀表、航空儀表；有的用在地質(zhì)上，比如地質(zhì)勘探測(cè)試儀器、地震測(cè)試儀器；另外隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多儀器儀表應(yīng)運(yùn)而生，比如教學(xué)儀器、醫(yī)療儀器、環(huán)保儀器等。

（2）按不同功能來分類

隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的成熟和各種行業(yè)的需要，產(chǎn)生了各種功能的儀器。比如工業(yè)自動(dòng)化儀表按功能可分為檢測(cè)儀表、記錄儀表、計(jì)算儀表等；檢測(cè)儀表按被測(cè)物理量又分為溫度測(cè)量?jī)x表、壓力測(cè)量?jī)x表、流量測(cè)量?jī)x表等。

二、我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

自動(dòng)化的內(nèi)容在近10 年來隨著電子信息技術(shù)和光電技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展而發(fā)生了許多變化。從縱深上講，可以涵蓋從最底層的自動(dòng)化感應(yīng)部件、各種檢測(cè)傳感器、變送器、各種間接測(cè)量設(shè)備、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等到自動(dòng)回路調(diào)節(jié)器、自動(dòng)控制單元、各種大中小型裝置控制系統(tǒng)到綜合優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)系統(tǒng)和企業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)等。從應(yīng)用的行業(yè)性質(zhì)上分，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分成以流程過程控制為主的過程控制系統(tǒng)(如各種DCS、回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)等) 和以運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)控制為主運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)( 各種邏輯控制PLC 和傳動(dòng)控制系統(tǒng)如CNC 等，工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表主要是針對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)而言。

2002 年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化儀表制造業(yè)共有309 個(gè)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)量136.24 億元，銷售收入133.75 億元，利潤(rùn)總額8.99 億元。行業(yè)綜合水平總體上達(dá)到國(guó)際八十年代水平。30%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，達(dá)到國(guó)際八十年代末期水平; 約15%的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了智能化，達(dá)到國(guó)際九十年代水平。品種門類較為齊全，有一定的成套能力?？赡艹薪?0 萬千瓦火電站、核電站、30 萬噸合成氨、30 萬噸乙烯、500 萬噸煉油、10000 立方米空分、4000 立方米高爐、120 噸轉(zhuǎn)爐、日產(chǎn)30 萬立方米城市煤氣站、日處理40 萬噸污水、日產(chǎn)5000 噸水泥等大型工程的控制系統(tǒng)和儀表成套項(xiàng)目。

三、當(dāng)前的儀器儀表技術(shù)存在的主要問題

儀器儀表行業(yè)技術(shù)發(fā)展雖然迅速，但較國(guó)外先進(jìn)的高性能、高實(shí)用性的領(lǐng)先技術(shù)比起來，我們還存在著10~15年的差距，當(dāng)前的儀器儀表技術(shù)還存在著一定的問題：

1、自主創(chuàng)新成果比例過少，應(yīng)用技術(shù)不足

我國(guó)儀器儀表行業(yè)的初期是通過引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，近幾年，也有不少科技型企業(yè)加大了自主研發(fā)力度，但從總體上說，自主創(chuàng)新的成果還是非常少，并且技術(shù)的實(shí)用性欠缺。對(duì)于一些關(guān)鍵核心工藝加工制造技術(shù)力量非常薄弱。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)橹型夂腺Y與先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)嚴(yán)重脫軌。

2、中低檔產(chǎn)品居多，研發(fā)投入不足

我國(guó)現(xiàn)階段的儀器儀表產(chǎn)品較國(guó)外比較，大部分都屬于中低檔產(chǎn)品，產(chǎn)品創(chuàng)新能力弱，高端精準(zhǔn)儀器儀表數(shù)量非常少。其原因是現(xiàn)階段的儀器儀表行業(yè)缺少對(duì)于高端檢測(cè)、數(shù)字化精進(jìn)技術(shù)人才，限于各大企業(yè)和單位的指導(dǎo)思想和投入規(guī)模，研發(fā)投入也不夠，包括設(shè)備資金、人才培養(yǎng)等各方面的投入。

四、我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)

近年來，經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展要求技術(shù)的全球化，計(jì)算機(jī)和智能機(jī)器的發(fā)展對(duì)儀器儀表的發(fā)展有很大的促進(jìn)，我國(guó)應(yīng)該在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，借鑒國(guó)外的微電子技術(shù)，掌握關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)更多國(guó)有品牌，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表技術(shù)的發(fā)展前景廣闊，與國(guó)際自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展相比，可以分為智能化、高精度化和網(wǎng)絡(luò)化等趨勢(shì)。

1. 智能化

智能化技術(shù)是儀器儀表的一種發(fā)展趨勢(shì)，與國(guó)外產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在智能化方面有很多不足，我國(guó)儀器儀表在智能化方面與國(guó)外存在明顯差距，因此，我國(guó)應(yīng)該加大創(chuàng)新力度，改變創(chuàng)新模式，在智能化方向改革創(chuàng)新。自動(dòng)化儀器儀表的智能化是指采用大規(guī)模集成電路技術(shù)、接口通信技術(shù)，利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作，使儀表具有智能化處理的功能。采用智能化的產(chǎn)品可以很好的自主調(diào)節(jié)控制，利于信號(hào)的傳遞，提高了工業(yè)效率，更能適應(yīng)國(guó)際技術(shù)的發(fā)展。

2. 高精度化

自動(dòng)化儀器儀表對(duì)技術(shù)要求很高，只有高度精密化才能提升我國(guó)產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)外很多儀器儀表產(chǎn)品具有高精度化的特點(diǎn)，我國(guó)的產(chǎn)品在這方面明顯落后，因此提高儀器儀表的精密是大勢(shì)所趨，也是應(yīng)對(duì)國(guó)際激烈競(jìng)爭(zhēng)的必然選擇。當(dāng)前的重點(diǎn)是研究和發(fā)展多維精密加工工藝，精密成型工藝，球面、非球面光學(xué)元件精密加工等工藝。

3. 網(wǎng)絡(luò)化

在國(guó)外市場(chǎng)以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為代表的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速發(fā)展，但是我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表在總線技術(shù)方面還不完善，許多產(chǎn)品功能還不完備，核心技術(shù)的掌握也差強(qiáng)人意，因此，網(wǎng)絡(luò)化是我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表的發(fā)展趨勢(shì)和方向。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化就要充分利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)，完成信息的轉(zhuǎn)換，構(gòu)造一個(gè)龐大的信息化網(wǎng)絡(luò)，這樣信號(hào)流通順暢，更能提高生產(chǎn)效率。

總結(jié)

自動(dòng)化儀器儀表是很多自動(dòng)化元件組成的，包括各種功能的自動(dòng)、智能和微型技術(shù)工具。儀器儀表有不同的用途，對(duì)應(yīng)的功能也不同，有的具有測(cè)量、顯示功能，有的具有記錄、報(bào)警功能。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，微電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等日新月異發(fā)展的新技術(shù)對(duì)自動(dòng)化儀表產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷出現(xiàn)新的儀器，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用，從目前來看，我國(guó)自動(dòng)化儀表技術(shù)發(fā)展迅速，但與國(guó)際上比起來還是有一定的差距。自動(dòng)化儀表的改進(jìn)有重大的應(yīng)用前景，我國(guó)應(yīng)該加大資金扶持力度，轉(zhuǎn)變創(chuàng)新方式。

【參考文獻(xiàn)】

[1]杜天旭.謝林柏儀器儀表的發(fā)展歷程及趨勢(shì)[期刊論文]-重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2009(4)

[2]趙群.張翔.謝素珍.李輝自動(dòng)化儀表與控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述[期刊論文]-現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備2008(4)

[3]唐公濤.尹升寶淺談工業(yè)自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢(shì)[期刊論文]-科技創(chuàng)業(yè)家 2011(4)

[4]周駱斌.馮冬芹.褚健工業(yè)自動(dòng)化儀表的發(fā)展趨勢(shì)[期刊論文]-電工技術(shù)雜志 2004(3)

第2篇

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化，“三遙”技術(shù)，GIS

 

引言

電力系統(tǒng)包括發(fā)電、送電、變電、配電以及相應(yīng)的通信、安全自動(dòng)、繼電保護(hù)、調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化等設(shè)施。電力系統(tǒng)的根本任務(wù)，是在國(guó)家發(fā)展計(jì)劃的統(tǒng)籌規(guī)劃下，合理開發(fā)利用動(dòng)力資源，用最少的支出（含投資和運(yùn)行成本）為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門與人民生活提供充足、可靠和質(zhì)量合格的電能。

一、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)功能要求

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，系統(tǒng)建設(shè)的成敗不在于采用的技術(shù)的先進(jìn)程度，而是在于配電自動(dòng)化的實(shí)用性問題。配電網(wǎng)屬于電力輸送的末端，配電線路的重要性不能和輸電線路相比，但是設(shè)備數(shù)量眾多。實(shí)用的新型配電監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)在技術(shù)要求上應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面：

l、功能實(shí)用化。論文大全。鑒于目前配電高級(jí)應(yīng)用功能并不實(shí)用，供電部門一般在相關(guān)應(yīng)用上采取審慎的態(tài)度，在建設(shè)初期中一般只進(jìn)行最基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔δ艿慕ㄔO(shè)，就是到工程結(jié)束，也僅僅實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、潮流?jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析及可視化展現(xiàn)等功能，將建設(shè)重點(diǎn)放在了盡量實(shí)現(xiàn)最大范圍的配電設(shè)備監(jiān)控，減輕運(yùn)維工作量和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。論文大全。

2、故障處理不苛求?，F(xiàn)有配電自動(dòng)化系統(tǒng)中沒有過多的考慮線路故障的自動(dòng)恢復(fù)功能。由于目前的配電模型很難搭建完整，線路現(xiàn)狀有時(shí)也不允許供電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)重構(gòu)，而且在一些情況下網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)重構(gòu)可能還會(huì)引起更大的故障，但在新建設(shè)的線路上則提出必須按照可以進(jìn)行自動(dòng)重構(gòu)的功能要求來規(guī)劃建設(shè)。論文參考。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1總體原則與目標(biāo)

新型實(shí)用化配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)綜合當(dāng)?shù)嘏渚W(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備狀況、社會(huì)用電需求和可靠性指標(biāo)要求等多方面因素，堅(jiān)持以“經(jīng)濟(jì)實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)、因地制宜、分步實(shí)施、合理利用、適當(dāng)改造、統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)發(fā)展”為指導(dǎo)原則。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)完善的、先進(jìn)的、可持續(xù)發(fā)展的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)配網(wǎng)線路故障的快速定位、隔離和恢復(fù)供電，縮短配電線路故障停電時(shí)間，為配網(wǎng)運(yùn)行提供現(xiàn)代化的管理手段，提高配網(wǎng)運(yùn)行管理水平和工作效率，提升用戶滿意度和客戶服務(wù)水平，切實(shí)提高用戶供電可靠性。

2.2系統(tǒng)軟件配置

2.2.1配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視

實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)視。把10kV饋線沿線設(shè)備（主要指開關(guān)設(shè)備）的開關(guān)位置信號(hào)、故障指示器信號(hào)等遙信量信息，以及電壓、電流、功率、電能、供電質(zhì)量等遙測(cè)量信息匯總到配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)（或有人機(jī)交互界面的配電子站），對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視。如發(fā)生故障，能夠根據(jù)遙信、遙測(cè)信息綜合分析，診斷出故障區(qū)段范圍，指導(dǎo)工作人員盡快到達(dá)故障地點(diǎn)，實(shí)施必要故障處理措施。

2.2.2饋線自動(dòng)化

饋線自動(dòng)化是指利用自動(dòng)化裝置及系統(tǒng)，監(jiān)視饋線的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路故障，迅速診斷出故障區(qū)域并將故障區(qū)間隔離，及時(shí)恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域的供電。實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化的前提條件是監(jiān)控對(duì)象必須具備“遙信、遙測(cè)、遙控”的三遙技術(shù)條件，能夠?qū)嵤┻h(yuǎn)方遙控動(dòng)作。論文大全。論文參考。

2.2.3配網(wǎng)分析軟件

實(shí)現(xiàn)基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒊绷饔?jì)算等功能，并將這些功能融合進(jìn)基本的配電網(wǎng)的操作，如負(fù)荷轉(zhuǎn)供、線路閉環(huán)監(jiān)視等，并實(shí)現(xiàn)基本的調(diào)度作業(yè)管理及供電質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析等，以加強(qiáng)調(diào)度操作的智能化，方便調(diào)度人員的操作，強(qiáng)化安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.2.4實(shí)時(shí)信息

主要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)實(shí)時(shí)信息的有效，方便管理、維護(hù)人員及時(shí)注意相關(guān)設(shè)備狀況，查詢、瀏覽各類歷史及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。

三、配網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)

3.1配網(wǎng)運(yùn)行管理與信息整合

按照IEC61970/IEC61968中規(guī)定的CIM/CIS的標(biāo)準(zhǔn)要求，以設(shè)備統(tǒng)一編碼為基礎(chǔ)，對(duì)供電局的相關(guān)系統(tǒng)，如營(yíng)銷系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化、負(fù)控系統(tǒng)、配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、計(jì)量遙測(cè)系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、配網(wǎng)生產(chǎn)MIS系統(tǒng)、95598客服等系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成。配電SCADA、計(jì)量、負(fù)控等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)可以根據(jù)設(shè)備所屬關(guān)系在集成應(yīng)用系統(tǒng)地理圖上統(tǒng)一顯示。論文參考。

3.2配網(wǎng)運(yùn)行集成分析

1、多類客戶停電分析

在配網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)于用戶停電的全部管理，包括預(yù)安排停電、SCADA設(shè)備故障信息、用戶保障信息、錯(cuò)鋒線路信息，通過GIS系統(tǒng)配變與營(yíng)銷系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，查詢用戶信息，在統(tǒng)一的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)用戶停電的分析、統(tǒng)計(jì)，停電用戶短信通知以及停電影響用戶的分析。

2、停電管理

停電管理應(yīng)該具有停電顯示、停電模擬、停電分析、復(fù)電情況分析、輔助停電方案、統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)故障等功能模塊。

3、倒閘方案與調(diào)度操作票

系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)生成倒閘操作票的功能。調(diào)度員判斷故障地點(diǎn)后，通過系統(tǒng)自動(dòng)生成故障隔離/倒閘建議。調(diào)度員也可手動(dòng)生成倒閘操作票，通過設(shè)定倒閘前及倒閘后的狀態(tài)，根據(jù)安全規(guī)則推導(dǎo)出倒閘步驟。對(duì)于己生成的倒閘步驟，可以根據(jù)安全規(guī)則及設(shè)備的過負(fù)荷狀態(tài)分步校驗(yàn)，由倒閘方案生成調(diào)度操作票。

4、供電可靠性分析

提高用戶供電可靠性必須采取大量有針對(duì)性的技術(shù)、管理、電網(wǎng)建設(shè)等措施，可靠性相關(guān)的信息種類多、來源廣、時(shí)效性強(qiáng)，及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取、統(tǒng)計(jì)供電可靠性數(shù)據(jù)難度很大。通過集成系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)如配網(wǎng)Scada、負(fù)控等的電網(wǎng)停電信息，依托配網(wǎng)GIS及配網(wǎng)生產(chǎn)MIS系統(tǒng)中的電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、一致的分析、統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)。

3.3統(tǒng)計(jì)分析及輔助決策

整個(gè)配網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)中各類業(yè)務(wù)產(chǎn)生的信息大量而且復(fù)雜，如何在這些信息中找到業(yè)務(wù)和工作的改進(jìn)方向是輔助決策應(yīng)用要解決的問題。

通過綜合查詢，預(yù)制多個(gè)查詢條件和過濾器使用戶能夠方便的找到各個(gè)業(yè)務(wù)集成后的信息。

通過主題信息分類，定期執(zhí)行預(yù)先定義的統(tǒng)計(jì)分析并存儲(chǔ)結(jié)果報(bào)表，可以有效提高統(tǒng)計(jì)分析的效率。

開發(fā)活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，進(jìn)行提供向下挖掘鉆取的方法，使統(tǒng)計(jì)報(bào)表能夠?qū)訉鱼@取深入分析原因所在。

結(jié)論

為供電企業(yè)的一個(gè)重要的自動(dòng)化系統(tǒng)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)覆蓋了供電企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)配電運(yùn)行的透明化，提高供電可靠性，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行管理水平，以及對(duì)于配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)，都有著重要的意義。新型實(shí)用配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，必將對(duì)供電企業(yè)提高社會(huì)服務(wù)質(zhì)量，提高工作效率和企業(yè)效益，發(fā)揮巨大作用。

參考文獻(xiàn)

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第3篇

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)，電壓無功，自動(dòng)化，應(yīng)用

 

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，居民和各類企業(yè)對(duì)供電質(zhì)量和可靠性的要求日益提高，從改善電能質(zhì)量和節(jié)約人力方面比較電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制裝置具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，已逐步取代原來通過值班員手動(dòng)調(diào)節(jié)檔位和投切電容器來調(diào)整電壓的方式，在維系電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的作用已充分展示出來。論文參考，自動(dòng)化。電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制裝置由大量的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)控制、程序執(zhí)行元件組成，通過一系列自動(dòng)化技術(shù)將其功能整合在一起，因此，了解電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制中的自動(dòng)化原理對(duì)于研究電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制有著十分重要的作用。為此本文著重分析了電壓無功優(yōu)化控制中的自動(dòng)化技術(shù)。

一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

（一）調(diào)壓方式

無功優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在設(shè)置母線電壓限定范圍后，自動(dòng)對(duì)高峰負(fù)荷時(shí)段、低谷負(fù)荷時(shí)段的電壓值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以保證在合格范圍內(nèi)的電壓滿足逆調(diào)壓方式。論文參考，自動(dòng)化。當(dāng)電壓超出額定范圍時(shí)，則與同級(jí)和上級(jí)變電所的電壓進(jìn)行比較，然后判斷出應(yīng)該調(diào)節(jié)同級(jí)還是上級(jí)變電所的主變檔位。

（二）調(diào)整策略

電壓無功優(yōu)化自動(dòng)控制包含兩個(gè)方面，分別是電壓優(yōu)化和無功優(yōu)化：

1、電壓優(yōu)化

當(dāng)母線電壓超上限時(shí)，首先下調(diào)主變的檔位，當(dāng)不能滿足要求時(shí)才切除電容器；當(dāng)母線電壓超下限時(shí)，首先投入電容器，當(dāng)不能滿足要求時(shí)再上調(diào)主變檔位，總之要確保電容器最合理的投入。

2、無功優(yōu)化

當(dāng)系統(tǒng)電壓保持在限定范圍內(nèi)后，通過系統(tǒng)的自動(dòng)控制，決定各級(jí)變電所電容器的先后投入，使得無功功率的流向最平衡，最能提高功率因數(shù)。

二、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、計(jì)算和傳輸

作為一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，全面的數(shù)據(jù)采集是整個(gè)控制過程最關(guān)鍵的一部，其采集數(shù)據(jù)的精度和安全直接影響整個(gè)系統(tǒng)的精度和安全。論文參考，自動(dòng)化。一個(gè)完善的無功優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該能實(shí)時(shí)自動(dòng)的從調(diào)度中心、各監(jiān)控站采集電網(wǎng)電壓、功率、主變檔位、電容器運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)并能確保當(dāng)遙測(cè)遙信值不變時(shí)不與SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少系統(tǒng)資源占用。

在采集到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，過往的自動(dòng)控制系統(tǒng)都是通過“專家系統(tǒng)”對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化和分解，然后利用潮流計(jì)算和專家系統(tǒng)等方法進(jìn)行求解。隨著自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠突破優(yōu)化計(jì)算難于尋找工程解的難題，采用模糊控制的算法，充分考慮諧波，功率因數(shù)擺動(dòng)，電壓波動(dòng)和事故閉鎖等因素，通過一系列精密芯片的配合計(jì)算出使電網(wǎng)電能損耗最小的變壓器檔位、電容器投入量和電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行電壓以供控制部件執(zhí)行。

系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸上使用只與內(nèi)存交互數(shù)據(jù)而不存取硬盤的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，既提高了數(shù)據(jù)的存取速度，又節(jié)省了硬盤使用。為了提高傳輸效率，系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的類型和要求的不同，自動(dòng)采用不同的傳輸協(xié)議：使用TCP/IP協(xié)議傳輸大量的重要數(shù)據(jù)，使用UDP協(xié)議傳輸少量的廣播數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確度方面，子站在接受到數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)向主站發(fā)送反校信號(hào)，以驗(yàn)證所受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

三、系統(tǒng)的自動(dòng)控制

電壓無功優(yōu)化控制的基本過程如下：首先是主站控制系統(tǒng)進(jìn)行電壓無功計(jì)算，然后把計(jì)算得到的各級(jí)變電所的功率因數(shù)、電壓的區(qū)域無功定值結(jié)果通過光纖通道傳達(dá)至各級(jí)變電所的電壓無功控制系統(tǒng)。各級(jí)變電所的控制系統(tǒng)周期性的把本站的功率因數(shù)、電壓和接收到的定值結(jié)果比較，以判斷是否越限。

為了保證電網(wǎng)損耗最低，主站的控制系統(tǒng)要不斷跟緊電網(wǎng)運(yùn)行方式的變化，隨時(shí)計(jì)算出最新的區(qū)域無功定值結(jié)果并傳達(dá)至各級(jí)變電所的電壓無功控制系統(tǒng)。由于主站的控制系統(tǒng)計(jì)算最初的區(qū)域無功定值時(shí)需要一定的時(shí)間，這就會(huì)造成各級(jí)變電所從啟動(dòng)控制系統(tǒng)至接收到第一個(gè)信號(hào)間有一個(gè)時(shí)間段，系統(tǒng)定義這段時(shí)間內(nèi)的定值是按照本地系統(tǒng)運(yùn)行的。論文參考，自動(dòng)化。

當(dāng)主站系統(tǒng)遇到特殊情況（如有影響電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的遙信變位發(fā)生）時(shí)，能夠即時(shí)撤銷子站控制系統(tǒng)當(dāng)前正在執(zhí)行的區(qū)域無功定值。子站控制系統(tǒng)即以本地?zé)o功定值運(yùn)行，待再次受到主站重新計(jì)算的定值時(shí)才轉(zhuǎn)以新定值運(yùn)行。論文參考，自動(dòng)化。子站控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視主站的定值下傳通道是否正常，通信異常時(shí)，立即改為執(zhí)行本地定值，直至通道恢復(fù)正常。論文參考，自動(dòng)化。

四、系統(tǒng)自動(dòng)化的安全保證

目前國(guó)內(nèi)的一些系統(tǒng)僅僅只做到了一層閉環(huán)控制，安全可靠性根本無法保證。而隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，最新的系統(tǒng)則是采用主站和子站同時(shí)的雙層實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明由于采用了雙層實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制結(jié)構(gòu)，當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生用戶定義的需要閉鎖的異常事件時(shí)，控制系統(tǒng)能夠立即執(zhí)行閉鎖，符合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和調(diào)度運(yùn)行特點(diǎn)，適合各種大小電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，能更有利地保證提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量，其具體的安全策略如下：

自動(dòng)估算電網(wǎng)電壓，使電容器平穩(wěn)投切，避免出現(xiàn)振蕩；自動(dòng)估算電壓調(diào)節(jié)后的無功變化量，使主變檔位平穩(wěn)調(diào)整，避免出現(xiàn)振蕩。

當(dāng)需要調(diào)節(jié)的變電所的主變并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，為了避免出現(xiàn)其中一臺(tái)主變頻繁調(diào)節(jié)的情況，首先調(diào)節(jié)據(jù)動(dòng)率較高的那臺(tái)主變的檔位。應(yīng)對(duì)于主變和電容器出現(xiàn)的異常情況，系統(tǒng)能夠自動(dòng)減少主變檔位調(diào)整次數(shù)，使設(shè)備壽命增加，電網(wǎng)安全得到保證。當(dāng)遭遇設(shè)備異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖，而且必須人工手動(dòng)來解除封鎖。具體的異常情況有：電容器或主變檔位異常變位；系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)異常；系統(tǒng)數(shù)據(jù)不刷新。特別的當(dāng)發(fā)生10kV單相接地時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖電容器的投切。為避免采集到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，系統(tǒng)采用同時(shí)判斷遙測(cè)數(shù)據(jù)和遙信數(shù)據(jù)的方式，提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)度。

五、結(jié)論

本文通過對(duì)電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)的淺要介紹，分析了其包含的自動(dòng)化技術(shù)，從一個(gè)側(cè)面反映了我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化科技的發(fā)展，也展現(xiàn)了電力行業(yè)專業(yè)人才的卓越才能。本文對(duì)電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)構(gòu)成方面進(jìn)行的論述，可作電力專業(yè)的教輔材料，也可供電壓無功優(yōu)化控制裝置設(shè)計(jì)和運(yùn)行參考。

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