http://kadhoai.com.cn 2026-04-30 04:19:14 《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、quebaoanquandengmudedeyileizonghexingjishu。xianjin,woguofadianchangjibenshangquanbucaiyonglefensankongzhixitonghuokebianchengluojikongzhiqidengjisuanjikongzhixitong,xitongzhuangbeishuipingdadatisheng。
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LonWorks現xian場chang總zong線xian,以yi其qi高gao可ke靠kao的de性xing能neng和he大da容rong量liang高gao速su度du的de通tong信xin能neng力li,大da大da提ti高gao了le通tong信xin係xi統tong的de信xin息xi吞tun吐tu和he數shu據ju處chu理li能neng力li,從cong而er解jie決jue了le應ying用yong低di速su串chuan口kou通tong信xin采cai樣yang數shu據ju時shi經jing常chang產chan生sheng的de瓶ping頸jing現xian象xiang。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、昂ang貴gui的de布bu線xian,因yin而er有you著zhe誘you人ren的de特te質zhi。位wei於yu現xian場chang的de巡xun視shi和he檢jian修xiu維wei護hu人ren員yuan借jie此ci可ke保bao持chi和he集ji中zhong控kong製zhi室shi等deng控kong製zhi管guan理li中zhong心xin的de聯lian係xi,並bing實shi現xian信xin息xi共gong享xiang。此ci外wai,無wu線xian技ji術shu還hai具ju有you高gao度du靈ling活huo性xing、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、調tiao度du自zi動dong化hua係xi統tong,電dian力li營ying銷xiao管guan理li係xi統tong得de到dao廣guang泛fan應ying用yong,信xin息xi化hua機ji構gou建jian設she不bu斷duan健jian全quan。目mu前qian,電dian力li工gong業ye正zheng麵mian臨lin更geng加jia複fu雜za的de競jing爭zheng環huan境jing。各ge電dian力li企qi業ye通tong過guo控kong製zhi生sheng產chan成cheng本ben、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ruSCADA、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(jin)100年內發生過六、qicidafanweizainanxingdeyanzhongpohuaitingdianshigu。zhejiugaojierenmenyaogengjiaguanzhudianlixitongdeanquanyuwendingwenti。youyuwoguojingjikuaisufazhandexuqiu,dianligongyejianghuijixuyikongqiandesuduheguimofazhan。suizhesanxiadianzhan、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、精jing神shen恍huang惚hu而er忘wang記ji其qi中zhong的de某mou一yi個ge步bu驟zhou,第di二er,就jiu算suan他ta沒mei有you忘wang記ji前qian麵mian的de步bu驟zhou,駕jia駛shi其qi他ta車che輛liang的de人ren並bing不bu一yi定ding會hui注zhu意yi到dao裏li麵mian有you人ren而er可ke能neng開kai進jin去qu,其qi他ta人ren不bu一yi定ding注zhu意yi到dao裏li麵mian有you人ren而er重zhong新xin打da開kai電dian源yuan或huo者zhe閥fa門men,這zhe種zhong事shi故gu我wo們men見jian到dao過guo很hen多duo例li。而er如ru果guo使shi用yong安an全quan聯lian鎖suo科ke技ji的de話hua,我wo們men會hui在zai入ru口kou處chu安an裝zhuang一yi個ge控kong製zhi設she備bei,工gong程cheng師shi要yao進jin去qu維wei護hu之zhi前qian,把ba一yi個ge特te製zhi的de鑰yao匙chi從cong設she備bei裏li拔ba出chu來lai,隻zhi要yao他ta拿na著zhe這zhe把ba“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)dengbufenzucheng。bianpinqizuoweijienengjianghaojianpaideliqizhiyi,zaidianlishebeizhongdeyingyongyijingjiweiguangfanerchengshu。duiyubianpinqichangshangeryan,zaiweilaisanshinian,bianpinqi,youqishigaoyabianpinqizaidianlijienengjianghaozhongdezuoyongjiweimingxian,bianpinqiyechengweiyuelaiyueduodianlixingyegaizaojishudeshouxuan。zaiyenei,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、變(bian)電(dian)站(zhan)提(ti)供(gong)直(zhi)流(liu)控(kong)製(zhi)保(bao)護(hu)電(dian)源(yuan)的(de)作(zuo)用(yong),同(tong)時(shi)提(ti)供(gong)給(gei)高(gao)壓(ya)開(kai)關(guan)及(ji)斷(duan)路(lu)器(qi)的(de)操(cao)作(zuo)電(dian)源(yuan),因(yin)此(ci)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)屏(ping)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)將(jiang)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)到(dao)發(fa)電(dian)站(zhan)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing),直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)屏(ping)的(de)發(fa)展(zhan)已(yi)經(jing)經(jing)曆(li)了(le)很(hen)長(chang)的(de)時(shi)間(jian),從(cong)早(zao)期(qi)的(de)直(zhi)流(liu)發(fa)電(dian)機(ji)、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,它ta將jiang係xi統tong采cai集ji的de輸shu入ru輸shu出chu模mo似si量liang以yi及ji開kai關guan量liang經jing過guo運yun算suan處chu理li,最zui終zhong控kong製zhi高gao頻pin開kai關guan電dian源yuan模mo塊kuai使shi其qi按an電dian池chi曲qu線xian及ji有you人ren為wei設she置zhi的de工gong作zuo要yao求qiu高gao可ke靠kao地di工gong作zuo。
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。