浅谈电力电气自动化的电力系统及元件技术

浅谈电力电气自动化的电力系统及元件技术

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摘要:随着电力企业自动化、信息化技术的发展及电力市场的推进,采用更加先进的自动化控制技术及其产品,提高火电厂厂用电电气自动化运行和管理水平,节能降耗,增强企业竞争力,成为发电企业的热门课题。因此提高电力电气自动化元件技术的运用,是电力企业实现自动化生产的重要保证,本文主要对电力电气中自动化的元件技术的运用进行了阐释。

关键词:电力电气自动化系统元件

1、前言

随着我国经济的高速发展和科学技术的进步,我国的电力电气自动化也得到不断的完善和发展,并且在近几年处在了蓬勃发展的阶段,在电力电子技术和微电子信息技术领域取得了重大的进步,同时增加了各行业的市场竞争,对各行业的技术水平要求提出了更高的要求。其中对电气自动化元件技术的研发不仅提高了电力资源的质量和电力系统的安全运行,还大大降低了电力企业的生产成本及在生产中对环境的污染,减少了能源消耗量,促进了我国电力行业的健康发展。电力企业在生产和经营过程中,为了提高市场竞争力,促进企业的长远发展,就开始对电气自动化元件技术的研发和引进,这在很大程度上提高了电力行业的市场竞争力。可见,对电气自动化元件技术进行研发和应用是必要的。

2、电气自动化技术的作用

传统模式的电力系统更多的是采用人工操作,而电气自动化技术则大大改变这种全人工操作模式,自动化渗透进各个系统运行环节当中,让电力系统的运行更为顺利畅通。电气自动化技术的作用具体表现如下:

2.1.电气自动化有利于科研人员开展实时仿真工作电气化技术,让电力系统的暂时状态以及稳定状态可以同步存在,由此,才有可能进行同步实验。该技术所提供的数据具有真实性和精确性,可利用价值很高,给实验的增强精准度提供了条件。操作人员可以在如此高仿真的条件下,做好电力装置的测试实验,对于混合型实时仿真实验室的建立有很大的作用。

2.2.电力服务实现智能化。在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。

3、电力系统与自动化的研究

3.1智能保护与变电站综合自动化

该理论主要对电力系统保护的新原理进行了研究,将国内外最新的人工智能、综合自动控制理论、网络通信、自适应理论、微机新技术等应用于新型的继电保护装置中,使得新型继电保护装置具有智能控制的特点,从而大大提高了电力系统的安全水平。针对变电站自动化系统进行的多年研究,研究人员发现研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于45kv~550kv各种电压等级的变电站。

3.2电力市场理论与技术

基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况,我国相关部门做了以下努力:

(1)认真研究了电力市场的运营模式,深入探讨并明确了运营过程中各步骤的具体规则和流程。

(2)提出了适合我国现阶段状况电力市场运营模式的期货交易、转运服务等模块的具体数学模型和算法。

(3)紧紧围绕目前我国模拟电力市场运营中亟待解决一些的理论问题。

3.3电力系统分析与控制

在线测量技术实施相角测量、研究电力系统稳定控制理论与技术、选择小电流接地选线方法、探讨电力系统振荡机理及抑制方法、研究发电机跟踪同期技术和调速控制、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、研究基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等。在非线性理论和小波理论在电力系统应用方面,以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。

3.4配电网自动化

在中低压网络数字电子载波、配网的模型及高级应用软件、地理信息与配网一体化方面取得了重大的技术突破。其中,低压网络数字电子载波采用DSP数字信号处理技术,提高了载波接收的灵敏度,真正解决了载波在配电网上应用的衰耗、干扰等技术难题;高级应用软件配网的模型及高级应用软件将输电网的理论算法与配网实际运行结合起来,采用了最新国际标准公共信息模型;应用人工智能神经元算法进行负荷预测。

4、电力电气自动化元件技术

4.1全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管

晶闸管是第一代电子电力器件,在我国,至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。从目前看来,开关时间与电流/电压定额各不相同,各类器件的应用范围迥异。伴随着交流变频技术的广泛应用,相继出现了全控式器件。更具体的说,P-MOSEFT、GTR、GTO是全控式器件十分重要的组成部分。实践表明,导致电路复杂、无法掌握的主要原因在于:绝大多数人们将主要精力放在驱动电路与保护电路上。更详细地说,这些驱动电路和保护电路均是按照不一样的特性设计得来的。值得一提的是,在各项参数的影响下,GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。

4.2变换器电路

电力电子器件的更新使得由它组成的变换器电路也相应的更新换代。电力电子器件的第二代,很多的是采用PWM变换器。采用PWM方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。

由于PWM逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上,电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’,其开关损耗较大,限制了开关在频率上的提高。这样,可以使逆器尺寸减少,降低成本,还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此,谐振式直流逆变器电路极有发展前途。

4.3交流调速控制理论日渐成熟

实际上,在满足一定条件的前提下,经过采用仿照直流电动机的控制方式,分别合理加以控制定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来。这个条件是:对磁场分量和转矩分量进行解耦。更进一步说,矢量控制的基本思想大致体现为:对磁场分量和转矩分量进行解耦。大致来说,采用直流电动机的形式等同于解耦。更确切的说,利用坐标变换实现异步电动机物理模型等效变换是直流电动机的主要表现形式之一。对于解耦来说,检测转子磁链方向是其主要职责之一。与此同时,解耦的性能,一定程度上受到转子参数的影响。值得一提的是,为了不断增强对解耦性能的影响,转子回路时间常数应该引起人们的极大关注。除此以外,矢量旋转变换相当复杂,这导致无法产生令人满意的交流调速实际控制效果。

5、结语

电力电气自动化元件技术的运用探讨具有一定的理论意义和现实意义。随着市场化进程的不断加快,经济力量的迅速壮大,自动化的生产已经成为企业适应市场,并实现经济效益的可靠保证。电力电气的自动化程度是一个国家电力电子行业发展水平的一个重要标志,它是整个社会经济运行必不可少的技术手段。为了电力企业在日益激烈的市场竞争中处于不败之地,我们应该注重提升电力企业的工作效率,确保电力企业的产品质量,实现优化资源配置的目标,进而最大限度地增强自身综合竞争力,扩大市场的占领份额。

参考文献

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