http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 05:14:43 《中華工控網》原創

電力自動化是指綜合運用控製理論、電子設備、儀器儀表、計算機軟硬件技術及其他技術,對發電過程實現檢測、控製、優化、調度、管理和決策,達到增加發電量、提高發電生產效率和質量、降低消耗、確(que)保(bao)安(an)全(quan)等(deng)目(mu)的(de)的(de)一(yi)類(lei)綜(zong)合(he)性(xing)技(ji)術(shu)。現(xian)今(jin),我(wo)國(guo)發(fa)電(dian)廠(chang)基(ji)本(ben)上(shang)全(quan)部(bu)采(cai)用(yong)了(le)分(fen)散(san)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)或(huo)可(ke)編(bian)程(cheng)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)等(deng)計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong),係(xi)統(tong)裝(zhuang)備(bei)水(shui)平(ping)大(da)大(da)提(ti)升(sheng)。
現(xian)今(jin),創(chuang)新(xin)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)著(zhe)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng),並(bing)確(que)保(bao)過(guo)程(cheng)運(yun)行(xing)的(de)可(ke)靠(kao)及(ji)安(an)全(quan),為(wei)先(xian)進(jin)的(de)維(wei)護(hu)策(ce)略(lve)也(ye)打(da)造(zao)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)基(ji)礎(chu)。電(dian)力(li)過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)日(ri)新(xin)月(yue)異(yi)和(he)控(kong)製(zhi)水(shui)平(ping)的(de)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao),為(wei)電(dian)力(li)工(gong)業(ye)解(jie)決(jue)能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)和(he)環(huan)境(jing)約(yue)束(shu)的(de)矛(mao)盾(dun)創(chuang)造(zao)了(le)條(tiao)件(jian)。隨(sui)著(zhe)社(she)會(hui)及(ji)電(dian)力(li)工(gong)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan),電(dian)力(li)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)與(yu)日(ri)劇(ju)增(zeng)。傳(chuan)統(tong)的(de)信(xin)息(xi)、通訊和自動化技術之間的障礙正在逐漸消失。最新的技術,包括無線網絡、現場總線、變頻器及人機界麵、控製軟件等,大大提升了過程係統的效率和安全性能。
電力自動化的發展
我國是從20世紀60年代開始研製變電站自動化技術。到70年代初,便先後研製出電氣集中控製裝置和集保護、控製、信號為一體的裝置。在80年代中期,由清華大學研製的35kV變電站微機保護、監測自動化係統在威海望島變電站投入運行。與此同時南京京自動化研究院也開發出了220kV梅河口變電站綜合自動化係統。此外,國內許多高等校及科研單位也在這方麵做了大量的工作,推出一些不同類型、功能各異的自動化係統。為國內的變電站自動化技術的發展起到了卓有成效的推動作用。1998年全國裝機容量超過277GW,躍居世界第2位,自此以後,我國電力仍以較高的速度和更大的規模在迅猛發展,預計我國電力裝機總容量將在今年底至明年初突破800GW。
電力自動化的實現技術
現場總線技術
現場總線(Fieldbus)被bei譽yu為wei自zi動dong化hua領ling域yu的de計ji算suan機ji局ju域yu網wang。信xin息xi技ji術shu的de飛fei速su發fa展zhan,引yin起qi了le自zi動dong化hua係xi統tong結jie構gou的de變bian革ge,隨sui著zhe工gong業ye電dian網wang的de日ri益yi複fu雜za,人ren們men對dui電dian網wang的de安an全quan要yao求qiu也ye越yue來lai越yue高gao,現xian場chang總zong線xian控kong製zhi技ji術shu作zuo為wei一yi門men新xin興xing的de控kong製zhi技ji術shu必bi將jiang取qu代dai過guo去qu的de控kong製zhi方fang式shi而er應ying用yong在zai電dian力li自zi動dong化hua中zhong。
現場總線在電廠、變電站和電力係統中有非常廣闊的應用前景,特別是在新建項目中能在可靠性、高精度、經濟性等諸多方麵獲得最大的效益。電力係統曆來是自動化程度最高的生產部門,在國內外現場總線廠家和設計研究部門的共同努力下,基於現場總線的控製係統必將分係統、分階段地逐步取代現有的分散式控製係統,在未來定將成為我國電力係統自動化的主導設備。
四方公司在國際上率先將LonWorks現場總線技術應用於變電站綜合自動化係統,並將基於微處理器的間隔層設備直接並入LonWorksxianchangzongxian,yiqigaokekaodexingnenghedaronglianggaosududetongxinnengli,dadatigaoletongxinxitongdexinxituntuheshujuchulinengli,congerjiejueleyingyongdisuchuankoutongxincaiyangshujushijingchangchanshengdepingjingxianxiang。LonWorks現場總線網絡具有很強的抗幹擾、抗kang震zhen動dong性xing,適shi用yong於yu較jiao大da的de溫wen度du範fan圍wei,適shi合he於yu變bian電dian站zhan較jiao惡e劣lie的de工gong業ye環huan境jing。其qi傳chuan輸shu速su率lv已yi遠yuan遠yuan滿man足zu變bian電dian站zhan綜zong合he自zi動dong化hua係xi統tong對dui信xin息xi傳chuan輸shu速su度du的de要yao求qiu。
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無線技術
無線通訊技術因其不必在廠區範圍內進行繁雜、angguidebuxian,yineryouzheyourendetezhi。weiyuxianchangdexunshihejianxiuweihurenyuanjiecikebaochihejizhongkongzhishidengkongzhiguanlizhongxindelianxi,bingshixianxinxigongxiang。ciwai,wuxianjishuhaijuyougaodulinghuoxing、易於使用、通過遠程鏈接可實現遠方設備或係統的可視化、參(can)數(shu)調(tiao)整(zheng)和(he)診(zhen)斷(duan)等(deng)獨(du)特(te)功(gong)能(neng)。無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)出(chu)現(xian)及(ji)快(kuai)速(su)進(jin)步(bu),正(zheng)在(zai)賦(fu)予(yu)電(dian)力(li)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)以(yi)一(yi)種(zhong)嶄(zhan)新(xin)的(de)視(shi)角(jiao)來(lai)觀(guan)察(cha)問(wen)題(ti),並(bing)由(you)此(ci)在(zai)電(dian)力(li)流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)及(ji)資(zi)產(chan)管(guan)理(li)領(ling)域(yu),開(kai)創(chuang)一(yi)個(ge)激(ji)動(dong)人(ren)心(xin)的(de)新(xin)紀(ji)元(yuan)。
盡管目前存在多種無線技術,但僅有幾種特別適用於電力流程工業。這是因為無線信號通過空間傳播的過程、搭載的數據容量(帶寬)、抗RFI(射頻幹擾)/EMI(電磁幹擾)幹擾性、對物理屏障的易感性、可伸縮性、可靠性,還有成本,都因無線技術網絡的不同而不同。因此,很多用戶都傾向於“依據具體的應用場合,來選定合適的無線技術”。控製用的無線技術主要有 GSM/GPRS(蜂窩)、 9OOMHz Radios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自組織網絡等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX應用增長速度最快,這是因為其在帶寬和安全性能方麵較優、在數據集中和網絡化方麵具備卓越的安全框架、具有主機數據集成的高度靈活性、高的魯棒性及低的成本。
美國德州LCRA集團公司為了降低電廠運行維護成本,由一套電廠人員集中管理其下屬容量為650Mw的Sim Gideon電廠和容量為545MW的Lost Pines電廠,采用了Apprion公司的wiMAx無線網絡係統,以集成上述兩個電廠監控管理層的通訊和控製[l]。其無線網絡係統由APPrion的ION 係統和ION 服務構成。ION係統即工業無線應用網絡,包括IONosphere和集中應用軟件,後者具有數據服務、工作流程、安保、監視、維護和第三方應用集成的管理功能。IONosphere管理軟件連續監視整個無線網絡設施的工作性能、健康狀況和完整性,從而在共享數據環境下保證基於QOS 應用的性能最優化。ION 服務支持現場分析、技術選擇、基礎結構設計和實施、性能監視、安保管理、連續的網管及優化功能。借助台式PC機,運行人員可以以無線、遠程方式分別訪問前述兩個電廠所用的Foxbor砰口westinghouse控製係統。
信息化技術
在電力企業,經過多年的建設,信息化基礎設施相對完善,中小型機、微型計算器裝備級別不斷更新提高,各電力公司本部主要崗位工作人員使用計算器的比例很高。電力生產、tiaoduzidonghuaxitong,dianliyingxiaoguanlixitongdedaoguangfanyingyong,xinxihuajigoujianshebuduanjianquan。muqian,dianligongyezhengmianlingengjiafuzadejingzhenghuanjing。gedianliqiyetongguokongzhishengchanchengben、提高發電安全可靠性、采用較先進的技術與設備以及更合理的營銷過程提高企業的競爭力。
電力信息化包括電力生產、調度自動化和管理信息化兩部分。廠站自動化曆來是電力信息化的重點,大部分水電廠、火力發電廠以及變電站配備了計算機監控係統;相當一部分水電廠在進行改造後還實現了無人值班、少(shao)人(ren)值(zhi)守(shou)。發(fa)電(dian)生(sheng)產(chan)自(zi)動(dong)化(hua)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)。電(dian)力(li)調(tiao)度(du)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)更(geng)是(shi)國(guo)際(ji)領(ling)先(xian),目(mu)前(qian)電(dian)力(li)調(tiao)度(du)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)各(ge)種(zhong)係(xi)統(tong),如(ru)SCADA、AGC以及EMS等已建成,省電力調度機構全部建立了SCADA係統,電網的三級調度100%實現了自動化。華北電力調度局自動化處處長郭子明說,早在20世紀70年代華北電力調度局就用晶體管計算機調度電力,從國產121機到176機,再到176雙機,華北電力調度局全用過,到1978年已經基本實現了電網調度自動化。
安全技術
電dian力li是shi社she會hui的de命ming脈mai之zhi一yi,當dang今jin人ren類lei社she會hui對dui電dian力li係xi統tong的de依yi賴lai已yi到dao了le難nan以yi想xiang象xiang的de程cheng度du。電dian力li係xi統tong發fa生sheng大da災zai變bian對dui於yu社she會hui的de影ying響xiang是shi不bu可ke估gu量liang的de,因yin此ci電dian力li係xi統tong最zui重zhong要yao的de是shi運yun行xing的de安an全quan性xing,但dan這zhe個ge問wen題ti在zai全quan世shi界jie均jun未wei得de到dao很hen好hao解jie決jue,電dian力li係xi統tong發fa生sheng大da災zai變bian的de概gai率lv小xiao但dan後hou果guo極ji其qi嚴yan重zhong,我wo國guo電dian力li係xi統tong也ye出chu現xian過guo穩wen定ding破po壞huai的de重zhong大da事shi故gu。我wo國guo電dian力li係xi統tong也ye出chu現xian過guo穩wen定ding破po壞huai的de重zhong大da事shi故gu。美mei國guo在zai近jin100年內發生過六、七(qi)次(ci)大(da)範(fan)圍(wei)災(zai)難(nan)性(xing)的(de)嚴(yan)重(zhong)破(po)壞(huai)停(ting)電(dian)事(shi)故(gu)。這(zhe)就(jiu)告(gao)誡(jie)人(ren)們(men)要(yao)更(geng)加(jia)關(guan)注(zhu)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)與(yu)穩(wen)定(ding)問(wen)題(ti)。由(you)於(yu)我(wo)國(guo)經(jing)濟(ji)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)的(de)需(xu)求(qiu),電(dian)力(li)工(gong)業(ye)將(jiang)會(hui)繼(ji)續(xu)以(yi)空(kong)前(qian)的(de)速(su)度(du)和(he)規(gui)模(mo)發(fa)展(zhan)。隨(sui)著(zhe)三(san)峽(xia)電(dian)站(zhan)、西電東送、南北互供和全國聯網等重大工程的實施,我國必將出現世界上最大規模的電力係統。
zaiyigegongchanglimian,youyigequyuxuyaoweihu,danshizhegequyuyougaoyadiandeweixian,youweixianhuaxuepin,haiyouweixiandecheliangzailailaiwangwang。ruguotongguopingshiwomenchangyongdefangshi,jiushizairukouchuguayigezhishipai,shangmianxiezheyiersanduandian、關閥門幾個步驟,還是存在著安全隱患,首先,進去維護的工程師有可能疲勞、jingshenhuanghuerwangjiqizhongdemouyigebuzhou,dier,jiusuantameiyouwangjiqianmiandebuzhou,jiashiqitacheliangderenbingbuyidinghuizhuyidaolimianyourenerkenengkaijinqu,qitarenbuyidingzhuyidaolimianyourenerzhongxindakaidianyuanhuozhefamen,zhezhongshiguwomenjiandaoguohenduoli。erruguoshiyonganquanliansuokejidehua,womenhuizairukouchuanzhuangyigekongzhishebei,gongchengshiyaojinquweihuzhiqian,bayigetezhideyaochicongshebeilibachulai,zhiyaotanazhezheba“生命之匙”,外麵的人絕對無法打開電源、閥門,也無法打開門將車輛開進來。這樣,這個工程師在裏麵就是100%安全的。
傳動技術
實現變頻調速的裝置稱為變頻器。變頻器一般由整流器、濾波器、驅動電路、保護電路以及控製器(MCU/DSP)等deng部bu分fen組zu成cheng。變bian頻pin器qi作zuo為wei節jie能neng降jiang耗hao減jian排pai的de利li器qi之zhi一yi,在zai電dian力li設she備bei中zhong的de應ying用yong已yi經jing極ji為wei廣guang泛fan而er成cheng熟shu。對dui於yu變bian頻pin器qi廠chang商shang而er言yan,在zai未wei來lai三san十shi年nian,變bian頻pin器qi,尤you其qi是shi高gao壓ya變bian頻pin器qi在zai電dian力li節jie能neng降jiang耗hao中zhong的de作zuo用yong極ji為wei明ming顯xian,變bian頻pin器qi也ye成cheng為wei越yue來lai越yue多duo電dian力li行xing業ye改gai造zao技ji術shu的de首shou選xuan。在zai業ye內nei,以yiABB為首的電力自動化技術領導廠商,ABB建立了全球最大的變壓器生產基地及絕緣體製造中心。自1998年成立以來,公司多次參與國家重點電力建設項目,憑借安全可靠、高效節能的產品性能而獲得國內外用戶的好評。其公司多種產品,包括:PLC、變流器、儀器儀表、機器人等產品都在電力行業中得到很好的應用。
過去的三年裏,中國風電市場裝機容量仍以每年兩倍的速度在增長。ABB利(li)用(yong)風(feng)電(dian)傳(chuan)動(dong)產(chan)品(pin)技(ji)術(shu)特(te)點(dian)是(shi)提(ti)高(gao)了(le)風(feng)輪(lun)機(ji)的(de)效(xiao)率(lv)。風(feng)電(dian)專(zhuan)用(yong)變(bian)流(liu)器(qi)保(bao)證(zheng)風(feng)輪(lun)機(ji)在(zai)強(qiang)風(feng)和(he)弱(ruo)風(feng)條(tiao)件(jian)下(xia)都(dou)能(neng)高(gao)效(xiao)運(yun)行(xing)。為(wei)滿(man)足(zu)風(feng)電(dian)應(ying)用(yong)的(de)特(te)殊(shu)需(xu)求(qiu),產(chan)品(pin)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)、適(shi)合(he)惡(e)劣(lie)環(huan)境(jing)應(ying)用(yong)和(he)長(chang)壽(shou)命(ming)設(she)計(ji)等(deng)特(te)點(dian)都(dou)充(chong)分(fen)保(bao)證(zheng)了(le)風(feng)機(ji)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing),並(bing)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)客(ke)戶(hu)將(jiang)風(feng)機(ji)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)能(neng)輸(shu)送(song)到(dao)電(dian)網(wang)上(shang)。除(chu)了(le)風(feng)電(dian)變(bian)流(liu)器(qi),ABB也為風機廠提供世界領先的發電機和低壓產品組合。例如可用於全部主要渦輪機類型的發電機、變壓器、低壓與中壓產品、開關設備和緊湊型二次變電站等。
人機界麵
發電站、變電站、直流電源屏是十分重要的設備,隨著科學技術的不斷發展,單片機技術的日趨完善,電力行業中對發電站、變電站設備提出了更高精密、更高質量的要求,直流電源屏是發電站、變電站二次設備中非常重要的設備,直流電源屏承擔著向發電站、biandianzhantigongzhiliukongzhibaohudianyuandezuoyong,tongshitigonggeigaoyakaiguanjiduanluqidecaozuodianyuan,yincizhiliudianyuanpingdekekaoxingjiangzhijieguanxidaofadianzhandeanquanyunxing,zhiliudianyuanpingdefazhanyijingjinglilehenchangdeshijian,congzaoqidezhiliufadianji、磁飽和直流充電機到集成電路可控矽控製直流充電機、單片機控製可控矽充電機、高頻開關電源充電機等,至目前直流電源屏已很成熟。
直zhi流liu電dian源yuan屏ping整zheng流liu充chong電dian部bu分fen仍reng然ran采cai用yong目mu前qian國guo際ji最zui流liu行xing的de軟ruan開kai關guan技ji術shu,將jiang工gong頻pin交jiao流liu經jing過guo多duo級ji變bian換huan,最zui後hou形xing成cheng穩wen定ding的de直zhi流liu輸shu出chu,直zhi流liu電dian源yuan屏ping係xi統tong控kong製zhi的de核he心xin部bu件jian是shi V80 係列可編程控製器 PLC,tajiangxitongcaijideshurushuchumosiliangyijikaiguanliangjingguoyunsuanchuli,zuizhongkongzhigaopinkaiguandianyuanmokuaishiqiandianchiquxianjiyourenweishezhidegongzuoyaoqiugaokekaodigongzuo。
鄭重聲明:本稿件為國慶60周年特稿,任何媒體轉載須注明來源。