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电力电子技术分析精选(九篇)

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电力电子技术分析

第1篇:电力电子技术分析范文

关键词:谐波分析;FFT;Simplorer仿真;电力电子技术

作者简介:王楠(1963-),女,上海人,上海理工大学光电信息与计算机工程学院,讲师。(上海 200093)

基金项目:本文系上海理工大学2012-2013年度重点课程建设基金项目研究成果。

中图分类号:642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0046-03

随着众多新型的电力电子器件的不断研发和电力电子技术的发展,电力电子装置的应用越来越广泛。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术。然而,电力电子装置的应用使生产、生活更加便捷、智能化的同时,由于电力电子装置在运行时的非线性,使得大量的谐波和无功功率注入电网,降低了电网的电能质量,危及电网设备的安全运行。因此,谐波分析在“电力电子技术”课程及其实际应用中有着极其重要的意义。

上海理工大学光电信息与计算机工程学院(以下简称“本校”)的“电力电子技术”课程所选用的教材是机械工业出版社出版的王兆安老师主编的《电力电子技术》,其中整流电路、交流调压电路和PWM逆变电路等章节中都涉及谐波分析。谐波分析采用的数学工具为傅里叶变换,数学推导复杂且抽象,成为教学过程中的一大难点。

为了解决这个教学难点,在教学中引入Simplorer仿真软件辅助教学,借助于Simplorer仿真软件中的快速傅里叶变换(FFT)工具,使得谐波分析变得具体且形象,使用功率(POWER)工具,可方便地完成电力电子电路在各种状态下的有功功率、无功功率和功率因数的计算。

Simplorer是一个功能强大的跨学科多领域的高性能系统仿真软件,具有丰富的模型库,包括完整的电力电子器件和线路模型库,其具有图形化编程技术,其中主电路与驱动电路分离的编程方法以及驱动电路时序流程图的编程方法尤其适合于电力电子电路的分析和计算。

下面以三相全控桥整流电路为例来说明采用Simplorer仿真软件辅助教学。

一、建立三相全控桥整流电路的仿真模型

图1为三相全控桥整流电路主电路的仿真模型,其中E1~E3为相位相差120°的三相交流电源,LB1~LB2为整流变压器的等效漏感,负载为阻感性负载。

图2是同步触发电路仿真模型,采用的同步信号SZ为锯齿波,SZ1~SZ6的相位差为60°,用State模块表示晶闸管的通断状态,用Transition模块表示晶闸管通断状态转换的过渡条件,以实现三相全控桥整流电路的同步和移相控制。

设电源电压幅值Um=100V,R1=50Ω,电感L1=200mH,不考虑漏感(设LB=0)时,在α=30°时得到如图3所示的仿真输出波形。其中VM1.V是整流电路的输出电压ud;R1.V是电阻两端的电压uR1,uR1的波形和流过负载的电流波形完全相同,只是幅值不同;10*E1.I是电源E1中的电流波形ia(10*表示波形放大10倍)。仿真波形不仅反映了电路的稳态情况,同时也向学生展现了在教学和实验室中难以分析和观察到的电路在暂态时的输出情况。

二、谐波分析及功率计算

在主菜单Simulation中点击Postprocessor DAY工具,在Analysis菜单中用FFT工具对电源E1的电流ia进行谐波分析。可以得到电源E1的电流ia频谱图如图4所示,从频谱图可看出,除50Hz基波和5、7…6k±1(k=1,2,3…)次谐波外,还包含在50Hz附近的间谐波,该频谱图形象地反应了电源电流中的谐波分布情况,可以看出谐波幅值随谐波次数的增大明显减小。

也可选择列表(截取25次以下的谐波)来定量分析,如表1所示。从表1中,可以看到谐波中还存在那些不是基波频率整数倍的谐波,即称为间谐波。间谐波产生的原因主要有波动负载、电弧类负载、变频调整装置、晶闸管整流装置等。这些设备的应用将引起电流幅值、相位、波形发生或快或慢的变化,于是产生含有连续和离散成分的间谐波。间谐波的污染与影响主要表现在电力系统、电力设备以及人们的日常生活方面。如频率低于25Hz的间谐波含量超过0.2%时,会引起灯光闪烁;频率在25Hz~2500Hz之间的间谐波超过0.5%时,会干扰电视机,引起感应式电动机噪声、振动以及低频继电器的异动;频率在2.5Hz~5kHz之间的间谐波超过0.3%时,会引起无线电收音机或其他音频设备的噪声;在系统中若出现间谐波严重增大的情况时,就有可能产生无源电力滤波器过流跳闸、滤波失败等问题。[1]

经过以上仿真分析,可以轻松直观地向学生引入间谐波的概念、产生的原因及影响。在本例中,间谐波主要分布在基波附近,频率从10Hz~210Hz,幅值从76.76mA~30.52mA,随谐波频率增大,幅值明显减少。

根据教材的理论分析,将E1电流波形ia分解为傅里叶级数,得:

由上式可得电流基波I1m和各次谐波幅值Inm分别为

由式2和式3计算出的基波和各次谐波幅值与仿真结果比较见表2。从表2中对比的数据可以说明,仿真结果与理论计算基本一致。

对电源的有功功率(Active Power)、视在功率(Apparent)、无功功率(Reactive)及功率因数(Lambda)仿真(如图5所示)得到:有功功率P=0.131328kW,视在功率S=0.160149kVA,无功功率Q=91.6542var。

仿真得出功率因数λ=0.82004,由式4理论计算出的功率因数λ=0.287,理论值和仿真的误差为0.85% 。

式中,基波因数 为基波电流有效值和总电流有效值之比,即;λ1为位移因数, 。[2]

图5中FFT模块中仿真计算出电流谐波总畸变率THD1为0.306%。

从仿真结果可以看出,它与理论分析结果是非常吻合的。在上述仿真模型中,学生还可以作进一步深入的分析和研究。如定性和定量地分析讨论引入漏感LB1~LB3后,对系统输入、输出波形的影响,在波形中测量并换算出换向重叠角γ的大小,讨论重叠角γ与漏感LB大小的关系;串入反电势负载,观察逆变时的电路输出波形及晶闸管两端的电压波形,验证电路实现有源逆变的条件;观察电阻负载时,在α=90°电流断续时晶闸管的电压波形;观察大电感负载时电感的电压波形等等,由此可以方便地分析在上述各种情况下的交流及直流侧的谐波及功率因数。

以上的分析方法同样适用交流调压电路和PWM逆变电路输入输出波形的谐波及功率因数的分析和仿真计算。为抑制和消除谐波,除了在外部增加滤波装置外,更可采取主动措施,从电力电子装置本身出发,通过改变电力电子装置本身的结构设计和增加辅助控制策略来减少电力电子设备输出的谐波含量。[3]教材提到如下三种减小谐波的方法:多重化技术或多脉波变流技术;脉宽调制(PWM)技术;多电平控制技术。在整流电路中,可设计12脉波或24脉波变流器来取代三相全控桥整流电路(也称六脉波变流器),以减少交流侧的谐波电流含量。可以在Simplorer软件的平台上建立12脉波整流电路仿真模型,并将仿真结果和前面的结果进行比较,从而验证12脉波整流电路交流侧谐波电流含量较三相全控桥整流电路大大减少。

三、结束语

采用Simplorer软件对电力电子电路中产生的谐波进行分析,这样不仅可使枯燥的理论知识变得直观、生动有趣,而且避开了繁琐的数学推导,激发了学生的学习兴趣,加深学生对理论的理解。仿真软件辅助教学更可以让学生接触和掌握一种新的理念和新的分析方法,即数字仿真方法。这是一种在系统设计、检验和优化中经常使用且十分有效的方法之一,应用这种方法可以便捷地进行系统的改进和参数的修正,提高系统开发的成功率,降低现场风险。

仿真软件辅助分析和设计在电力电子课程教学中显示出了其强大的优势,借助电力电子电路的仿真效果,课堂教学中的概念讲解变得直观,理论结果更具体。不仅如此,仿真软件辅助教学还可以将“电力电子技术”的课堂教学延伸到课外,使学生能够对教材的内容加以验证,方便地完成各种电力电子电路的波形分析,并进行课外的应用设计,锻炼和培养学生的实际工作能力,激发其创新能力。

参考文献:

[1]崔晓荣,王军,曹林,等.电力系统间谐波检测方法现状与发展趋势[J].电测与仪表,2012,(5):6-10.

第2篇:电力电子技术分析范文

【关键词】电力系统 电力电子技术 应用

电力电子技术不是一项单一的技术,包含着电力、控制以及电子三方面的内容,是一项系统化、多样化的技术,主要的研究方向是电力变化,其主要目的是使得电力的交换与控制更加简易,方便人们日常生活。电力电子技术的运用十分广泛,根据统计数据显示,发达国家有超过60%的最终使用电能经过一次以上的变流装置处理。

1 电力电子技术的发展概述

变流技术包含电力电子设备的制造和电力电子的电路设计。这两个方面是电力电子技术的两个主要分支,电力电子器件的发展经过了3个阶段,分别是半控型、全控性以及复合型的发展过程,最后将保护电路、功率器件、驱动以及控制集成一起,形成集成电路(PIC),目前这种形式存在着功率较小的弊端,却是电力电力技术发展的一个十分重要的方向。

整流电路作为广泛应于电力电子电路设计的电路形式,具有一定的普适性,20世纪80年代之后,逆变电路成了主流,被广泛运用于电路设计当中,但是占主流地位的还是整流电路。电力电子电路向高频化趋势反向发展,像电路拓扑形式也不断涌现。同r微处理器的数字控制也不断发展,使得电子电力系统的控制技能发展到一个新的层次,渐渐取代了模拟控制,也是电力电子控制技术的一个新的发展方向。

电力系统的现代化是一个繁杂的过程,其实现绝对离不开电力电子技术的广泛应用。对于长距离、大容量输电,直流输电有着无可厚非的优势,其通过金闸管变流装置的作用实现其功能。除此之外,柔流输电也需要通过电力电子技术的相关装置才能实现其功能。在电力系统中,谐波抑制与无功补偿具有非凡的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)以及晶闸管投切电容器(TSC)都是电力电子技术中重要的无功补偿装置。新型的电力电子装置,如源电力滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)都具有更为强大的性能,更优越的无功补偿和谐波补偿的功能。电力电子装置在电力系统中的运用十分广泛,具有重大意义。

2 高压直流输电技术的应用

当交流电通过发电产传输出去,然后通过换流器整流交流电变成直流电,再经过输电线路的作用,将直流电输送至用电端,最后将直流电逆变为交流供电使用,这种技术形式我们就成为高压直流输电。其具有传输功率大、控制性能好以及线路造价低等优良特点,当前电力系统中,在高电压大容量、长距离输电以及异步联网方面存在着一些不足,高压直流输电技术可以有效的解决这个问题,直流电架空线路的高价低廉,能耗小,相比其他形式具有良好的稳定性,可以有效实行地下或者海底输电,容易实现不同电网的互联以及分级分期建设和增容扩建的优点。

3 有源电力滤波器

动态响应,高速度,功能多样和高稳定性是有源电力滤波器的优点,其有抑制谐波的作用,是当今电力电子发展的一个方向。有源电力滤波气的工作远离就是检测补偿对象,从而得到谐波电流的基本信息,最后产生一个等量的反极性电流分量,就可以和谐波电流相抵消,最后使得进入电网的电力仅仅含有基波。

有源电力滤波器包含两个部分,补偿电流发生电路与指令电流运算电路,两者相互作用,产生补偿电流,最后得到实际电量。

4 电子电力装置在电机中的运用

在水里发电机系统中,水力压力和流量是所能发出电流量的两个决定因素,因为机组的发电量会随着这两个因素的变化发生很大的变化;而在风力发电系统中,电量与风度的三次方呈正比,所以风力发电机所能发出的电量与风速密切相关。因此机组是变速运行的,如果想要获得最大的有效功率,就需要调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后始终保持一个恒定输出频率。电子电力装置在水力、风力发电中的运用特别广泛,特别是在变速恒频励磁方面。同时,半导体晶闸管整流和并励性能相互构成的励磁系统,是一种高稳定性、造价低廉以及技术结构简易的优良特点,应在电力系统中不断推广,以实现快速调节等现代化手段。

5 静止无功补偿装置的应用

静止无功补偿装置具有较强的稳定性,电流的质量偏低一直是一个需要解决的问题,而静止无功补偿装置有效地解决了这一困境,以往交流电网设备落后却依然在交流电网中运用,要加大静止无功补偿装置的应用,以提高输电系统输送功率和潮流控制能力。

无功功率补偿系统的作用也是十分重要的,用电系统的和负载的功率因素过低是一个比较复杂的问题,无功功率补偿系统很好的解决这一问题,可以提高功率因素,进而降低了电力系统的功率损耗,设备的容量也得到明显的降低,静止无功补偿装置也是多种多样的,晶闸管投切电容器(TSC)、可控串联补偿装置(TCSC)以及晶闸管控制电抗器(TCE),各个装置有着各自不同的特点,各有所长。SVC可以运用在高压直流电换流中,其作用是充当系统补偿和负荷补偿,其在电路中会对真个系统进行无功补偿,同时也可以抑制大功率负荷的冲击,避免电压闪变和电压波动的状况。 TCR的基本单相结构由晶闸管和电抗器组成,其电路的基本构成也就两个反并联的晶闸管和一个电抗器串联,晶闸管可以出发延迟,从而调节电抗器通过电流大小,最后达到基波无功率的效果,联结三相交流调压电路呈三角形,是TCR电路设计中的一种基本形式。

6 结语

电力电子技术在电力系统中有广泛的运用,其可以优化电力系统,实现电力网络化,调节配电网潮流分配,保障可再生能源的大规模发电,提高电能质量,治理电网,是建设智能电网的基础性措施,从而发挥电力电子技术对电力发展的促进作用,使其长足发展,为电网的不断发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]万鑫.电力电子技术在电力系统中的应用及发展[J].电子世界,2012(03):69-71.

[2]韦林,廖慧昕,易干洪.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].数字技术与应用,2012(10):97-98.

作者简介

安哲(1981-),男,河北省沙河市人。大学本科学历。现为邢台职业技术学院实验师。主要研究方向为电子电力。

第3篇:电力电子技术分析范文

关键词:电子技术;智能电网;电力系统

中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)13-0045-02

电子技术作为一门新型技术,在具体应用过程中得到社会各界人世的广泛关注。将电子技术应用到电力系统中,可以使人们的生活质量得到进一步提高。目前,电子技术在电力系统中的应用取得了不错的应用效果。

1电子技术概述

目前,电子技术发展迅速,其作为新技术在电力行业中得到了广泛应用,其主要作用是利用电力电子器件实现对电能的控制,从而提高电力系统的运行功率,提高电力系统各个元件的运行效率。同时,随着社会不断发展,电子技术已经成为了一门基础课程。电子技术在电能供应过程中,通过优化电力,提高利用率,并通过这种方式使人们对电能的应用实现最优化。目前,人们对电能质量的要求逐渐提高,而在电力系统中对电子技术的应用,可以大幅改善民用用电设备和工业用电设备的使用效果,提高电能资源的使用质量。这不仅可以改造传统生产工艺,而且在一定程度上也提高了生产水平,使整个工业的生产率得到了进一步提高。近几年,随着电子信息技术的快速发展,人们也将网络信息技术应用到了电力系统中,这也使电子技术的应用质量得到了显著提高,使电力系统的运行变得更加科学合理。电力系统在运行过程中为了突破传统工频的限制,实现高频运行,利用电子技术一方面提高了电力系统的运行效率,另一方面,缩小了电力系统在运行过程需要的体积,这对于电力系统的发展意义重大。此外,人们在对电子技术应用过程中,也将更多的先进科技融入到电子技术中,不但对我国电子信息改革来说有着促进作用,同时也加快了电子技术向智能化发展的脚步。

2电子技术在电力系统中的具体应用

2.1电子技术在发电环节中的应用

工作人员需要对电子技术进行应用,对发电机组中的质量和性能进行整体测试,并依据测试结果进行适当更新,利用通过先进的技术对机组进行维护,确保系统运行的安全性和可靠性,避免安全事故的发生。在具体应用过程中需要重点注意的问题有以下方面。2.1.1静止励磁控制利用现代电子技术对这部发电机进行适当的改造与更新,静止励磁控制环境省去了励磁机在运行过程中所造成的影响以及产生的作用,在对建造成本进行严格控制的同时,很好地完成了相应的质量控制工作。永磁式励磁机系统原理接线入,如图1所示。图1中,使用永磁式感应中频发电机作副励磁机,在系统中不需要再使用自励恒压单元,在具体分析过程中可以认为用永磁机的出流电压是恒定的,系统运行过程中,其数值并不会发生变化,通过对自动励磁调节器对输出进行调整,并且控制发电机中转子的旋转,永磁式副励磁机系统中,其余励磁的容量与主励磁机的容量相比都量略小,并且响应时间也不如主励磁机,这主要是因为快速的相应是大容量换来的。静止整流器励磁系统中,直流励磁机中的换向器被硅整流元件替代,这使励磁机运行环境得到了一定程度的改善,一方面,降低了维护工作量,另一方面,也使得系统在运行过程中不会受到外界因素的干扰,提高了供电的可靠性。发电机在运行过程中的永磁电流的提供由可控硅完成,由于可控硅是静止的,因此,将该方式称为静止励磁方式。2.1.2风力、水力发电机通过分析可知,风力发电机在运行过程中有效功率与风速三次方程正比例关系,风车旋转过程中捕捉到的能量的大小会随着风速的变化而发生改变,因此,系统在具体运行过程中,为了提高有效功率,机组应当变速运行,调整转子励磁电流在运行过程中的频率大小,从而使钻子的旋转速度在与风机速度叠加之后,确保定子频率恒定不变。水利发电的有效功率大小主要取决于流量和水头压力,在采取水利发电时,水头发生较大幅度变化时(特别是抽水蓄能机组),机组最佳转速将会发生变化。2.1.3风机泵变频调速过去一段时间里,风机泵对电能的利用率很低,在具体运行中,电厂中的机械设备会消耗大量的能量,从实际应用情况来看,通过对高电压调速的应用,能够很好的缓解这一问题。在电力系统运行中,利用低压变频技术对水平、中小容量风机、压缩机进行控制,节能效果能够达到20%~50%;如果将高压变频技术应用到水泵、压缩机、重大容量风机中,节能效果能够达到25%~40%,在节能上有着不错的效果。

2.2输电环节对电子技术的应用

输电环节是利用电子技术的一个关键环节,电气设备、供电仪器等在输电工艺技术方面都有着比较广泛的应用,这在一定程度上对电力行业的发展起到了推动作用,并且对电网系统运行的稳定性也起到了保护作用。具体来说,应用模式有以下两种。2.2.1FACTS技术FACTS技术出现在20世纪80年代后期,指的是柔流输电技术,其在应用过程中的主要优势是可以实现对交流输电功率潮流的控制,从而使整个电力系统的稳定性得到进一步提高。部分FACTS设备的信息,见表1。2.2.2直流电输出与轻型直流电输出技术直流电数据具有容量大、调节灵活等诸多优点,在远距离传输过程中,高压直流电具有着较大优势。近几年,随着科技的飞速发展,直流输电技术在技术上也取得了巨大突破,轻型直流电数据的快速发展,使直流电在运输过程中遇到的一些问题都达到了解决,实现了向无交流电源负荷点方向的送电。轻型直流输电过程中,无源逆变通过脉宽调节技术完成,在具体运行过程中所使用的换交流器是由IGBT等电气器件共同组成的,是在直流输电技术上的一种创新。

2.3配电环节对电子技术的应用

将电子技术应用到配电环节中,供电的可靠性将会得到进一步提高,在控制电能质量问题上,要确保电压、频率、谐波等各个方面都满足要求。在配电过程中,对电子技术的应用被称作DFACTS技术,该技术是在FACTS技术基础上发展而来的,两种技术的结构、管理、功能上都有着相近之处。

3结语

在电力系统运行过程中对电子技术的应用,要对其进行不断升级与完善,在输电效率、安全、节能方面都得到不错的应用,为确保电力系统高效、安全运行起到了积极的推进作用,因此,在电力系统中应当加强对电子技术的应用与推广。

参考文献:

[1]刘世民,高敏,任春雷,等.电子信息技术在电力自动化系统中的应用[J].电气技术,2015,(1):130-132.

[2]彭情,潘元忠,谭文.电力电子技术在电力系统及智能电网发展中的地位与作用[J].轻工科技,2015,31(3):42-43.

[3]魏志芬,郝梦薇.探究电力系统中电力电子变流技术的应用分析[J].电子世界,2014,(5):60-61.

第4篇:电力电子技术分析范文

关键词:电气工程;自动化技术;应用;分析

中图分类号:F407文献标识码: A

前言

随着计算机技术和电力电子技术的飞速发展,传统的电子拖动很难承担现代自动化生产系统的控制工作,运用电气自动化技术取代传统的电力传动也就变的顺理成章。近年来,电气自动化技术也发生了很大的改变,其控制电路由低频逐渐向高频发展,变频器也大量的开始运用,相应的控制理论也日趋成熟。这些可喜的成绩让电力自动化技术在电力系统中得到了广泛的应用,同时电力系统对电力自动化技术的要求也日渐提高,不断改进和提高自身电气自动化技术水平,使其控制系统尽可能的节能高效,是当今所有电力企业必须着重考虑的问题。

一、电气自动化以及电气工程的基本含义

要想实现对电气自动化和电气工程的应用理解,就必须要了解相关的基础概念,目前来看,电气工程可以算是工业发展过程中的一个比较高技术领域,也是推动人类社会发展和工业进步的重要行业。而计算机技术作为一种科技手段,不仅颠覆了人们的生产生活方式,还有效的推动了电气工程等相关的工业发展的进程。而电气自动化则电气工程的一个组成部分,是电气工程的发展的一种方式,所以在各个电气领域都有着电气自动化的应用和贡献,所以有关部门应该充分的重视电气自动化的发展和应用。

二、我国电气自动化发展现状

目前在当前我国社会经济发展的过程中,电气自动化技术也得到了长足的发展,而且人们为了保障电气自动化技术的工作性能,我们也将许多先进的科学技术应用到了其中。其中当前我国电气自动化技术发展的现在主要表现在以下几个方面:

(1)、高度信息化

在当前我国电气自动化技术发展的过程中,人们也将信息化技术应用到自动化设备当中,从而在真正意义上实现了自动化技术的信息化管理,这样不仅提高了电气自动化数据信息处理工作的效率,还让人们对电力系统的运行情况进行全面的认识。不过,我们在将信息化技术和自动化技术相互结合的过程中,技术人员必须要对电力系统的软件质量进行严格的要求,进而使得信息化技术在电气自动化当中有着比较显著的效果。

(2)、易于维护

随着社会的不断发展,电气自动化技术的发展已经和互联网建设有着密切的关系,这不仅有效的提高了电气自动化技术的运行效果,还使得自动化设备的灵活性得到有效的提高,而且通过计算机技术来对电气自动化进行控制管理,可以及时对其中存在的故障进行处理。

(3)、易于控制

目前在我国电力工程建设的过程中,电气自动化技术已经得到了人们的广泛应用,而且由于自身有控制管理简单,技术含量高等方面的特点,因此在当前电力市场发展的过程中,电气自动化技术有着十分重要的作用。不过,因为当前的电力市场结构体系比较复杂,所以这就使得电气自动化技术在控制管理的过程中,也存着他一定的局限性,为此我们根据当前我国电力行业发展的实际情况,来对其进行相应的优化设计,进而使得电气自动化技术的性能得到有效的提高。

三、电力电气自动化技术运用情况

(1)、电网调度自动化的应用

电网调度自动化也就是运用自动化技术来实现电力系统的调度,电网调度自动化也是电力系统自动化的重要组成部分,其实现与运行亦离不开计算技术的支撑。目前我国的电网调度为五级调度,最高一级为国家电网调度控制中心,往下一级为大区电网调度控制中心,再往下即为省调、地调以及县级调度。电网调度自动化的核心部分为各调度控制中心组成的计算机网络系统,该系统负责采集和处理信息,同时控制其下属子系统。

(2)、计算机技术的应用

一方面要做好智能电网技术的应用,智能电网是电力系统发展的方向,是利用计算机技术实现电气自动化,发展电力系统的代表性技术,职能电网在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。另一方面要做好电网调动技术的应用,调动技术是电力系统自动化技术的主要组成部分,它能够完整地对国家电力系统进行信息收集工作,并实现对国家、区域、省、地、县不同级别的电网的自主调动,有了它,国家的整体电位设备都被结合在一起,是国家电力系统工作中的有效监控力量。此外,计算机网络的信息化技术能够对电力系统的信息进行集成,实现对电力系统各项运行中的各项工作信息进行记录和整合,达到电气自动化的目标。

(3)、变电站自动化技术的应用

可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。

(4)、仿真技术的应用

我国电气自动化技术在不断与国际接轨的过程中,提高自身的技术与创新能力,所以当前我国自动化技术已达到相当高的水平。因此,在电力系统中自动化技术日渐真态化,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,并能够帮助实验人员测试新的装置,同时能实施同步控制,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。

(5)、发电厂发散监控系统的应用

所谓发电厂的分散监控系统,就是在电力生产的过程中,通过相关的技术实现对电力生产过程中的各种相关数据的控制和管理。也就是说通过对发电厂内部的数据结构和网络布设的监控和分析,实现对其运行状况的实施监管,以保证其高效有序的运行。一般来说,在这个过程中,不仅要实现对发电厂的各种数据的检测和控制,还要对整个电力设备的智能化管理情况进行控制,也就是说要对常规的远程设备进行信号连接,以便更好的实现发散式的网络调整。因为发电厂中涉及到对各种大型设备的管理,所以在对其进行监控和管理的过程中,应该对各种设备的运行状况进行综合分析,以便设计出一个全面的技术管理方案。尤其是对发电机、汽轮机、变压器以及断路器等发行设备的运行状况,要进行长时间的系统性的监控,这样才能根据所获取的各种有关信息,及时的采取有效措施,对其变化情况进行分析,实现对电气自动化的应用作用的落实。

四、结语

综上所述,人类掌握了如何使用电力之后,便迈入了一个崭新的时代。随着科学技术的发展,电力的重要性与日俱增,电气工程及其自动化技术也是当今经济发展的重要一部分。电气自动化技术是电气工程中常用的应用技术之一,是通过各种具有自动控制与检测功能的装置的结合,来实现对于电气系统的实时监测与自动调节、控制以及管理,从而达到电气设备功能自动化的同时尽可能保证电气系统的安全稳定运行。除此之外,我们还应积极关注并吸收国内外先进的技术优势,为我国的电气工程自动化技术的运用和发展做出自己的贡献。

参考文献

[1]张俊.电力系统中电气自动化技术的探索[J].中国新技术新产品.2011(03).

[2]吕贤君,王丽,吕娣.探讨电气的自动化在电气工程中融合运用[J].科技专论,2012,(9):348.

[3]楚力.电气自动化在电气工程中的应用分析[J].广东科技,2012(9).

第5篇:电力电子技术分析范文

关键词:电力系统;自动化;新技术;发展趋势

电力系统自动化指的是利用各种自动化检测、控制及决策装置,结合数据及信号传输系统,对电力系统各元件、整体系统等进行即时远程调节与监控,保障电力系统运行过程的安全性与稳定性,为居民的日常生活及生产活动提供稳定、高效的电能。电力系统是一个复杂而又庞大的系统,电力系统信息的深度、广度及其覆盖面都是其他公共服务系统所无法比拟的。随着用户的不断增加,电网对技术的要求也越来越高。所以实现电力系统生产、供电等各个环节的安全性、稳定性、高效性、可持续性已经成为当前电力系统自动化发展的根本目标。

1 电力系统自动化新技术分析

在科学技术的推动作用下,我国电力系统自动化技术得到了极大的发展。其中,诸多新技术的运用对于电力系统的自动化发展具有极为重要的意义,为新形势下电力系统的自动化发展指明了基本方向,更为全面实现我国电力系统的自动化带来了至关重要的影响。

1.1 智能控制技术

在传统技术应用发展历程中,电力系统控制方面的研究主要包括如下阶段:一是单输出控制阶段,该阶段是建立在传递函数基础上的单输入;二是线性最优控制阶段;三是非线性控制阶段;四是多机协调控制阶段;五是如今正在逐步发展的智能控制阶段。随着人工智能和计算机技术的不断发展,人们将自动控制和人工智能以及系统科学中一些有关科学分支结合起来,建立一种适用于复杂系统的控制理论和技术。智能控制正是在这种条件下产生的。智能控制理论弥补了传统控制方法的各种不足之处,解决了其所无法解决的各类难题,提高了控制水平,尤其适用于非线性、适应性、复杂性要求相对较高的系统,就应用范围而言,智能化控制技术在电力系统中的应用更为广泛,且应用范围也在逐步扩大,极大地提高了自动化控制水平。所谓的“智能控制技术”,指的是借助于现代化科学技术,对电力系统中较为复杂的部分进行智能化控制,此类复杂系统若单纯依赖传统控制技术,无法进行有效控制,这主要时由于复杂系统模型往往具有较强的非线性及不确定性特征,且对于适应性的要求相对较高,为此,必须借助于智能控制技术,才能进行高效控制。就目前发展形势而言,电力系统自动化发展中,智能控制技术的应用前景极为广阔,特别是在人工神经网络中的励磁、快关气门控制、电掣动,以及ASVG自学习功能等结构中的应用尤为广泛。

1.2 柔流输电系统

该技术又称为FACTS技术,对于电力系统自动化输电系统的发展具有极大的推动作用。该技术有效改变了输电技术,极大地提升了输电系统的安全性及可靠性,同时,还确保了输电的质量与效率。具体而言,柔流输电系统主要应用于电力系统中高压输电部分的关键部位,利用系统中先进的电子装置,对输电系统运行过程中的主要影响参数进行调节和控制,以保障系统的稳定性、安全性及可靠性。由于该技术有效减少了电力输送时所损耗的电能,因而在如今这个能源异常紧缺的时代,该技术拥有良好的环保节能性及可控性,也是一项值得积极推广和应用的新技术。该技术拥有较强的灵活性,ASVC为其核心装置之一,ASVC包括并联电容器与二相逆变器两大结构,所输出的电压为三相交流电压,且同电网三相电压保持同步,不仅可以对运行电压进行校正,还可以在故障发生后迅速将电压恢复正常,因此,对电力系统电压具有极强的控制能力,较同步调相机而言,ASVC反应速度更快,控制范围也更大,噪音小,可以对网络暂态及稳态变化进行响应,有效提升了控制水平。

1.3 DFACTS技术

该技术指的是在配电系统中运用的灵活交流技术,作为FACTS技术在配电系统应用的延伸--DFACTS技术(又称Customer Power技术)已成为改善电能质量的有力工具。随着信息化步伐的逐步加快,用户对于供电质量及稳定性的要求也越来越高,为了保障电气设备的有效运行,最大限度地延长设备使用寿命,要求配电系统必须保障所提供电能的质量。该技术针对的就是配电系统供电质量,就供电质量中存在的各类问题,提出综合、全面的解决方法,并在用户供电端及配电网中广泛应用的一类新型现代化电子控制器。

1.4 动态安全监控系统

作为当今国际最先进的监控技术之一,最大限度的利用了用电企业的现有资源,在保证电力系统安全运行的情况下将企业经济效益最大化。该系统支持实时数据动态采集,实现了日常运行与数据处理同步进行。动态安全监控系统以电子信息技术为平台,应用了同步定时、通信机中央信号处理等技术,同时以GPS技术为基础,有效实现了光纤通信及同步相量等技术,为实现相量的控制创造了有利的条件。该系统的应用不仅极大地提升了电力系统的安全监控水平,还推动了整个电力系统自动化控制逐步朝着更高效率、高水平的方向发展。

2 我国电力系统自动化未来发展方向及趋势分析

2.1 变电站自动化

变电站综合自动化是通过微机系统或者自动化智能装置代替运行人员进行各种日常操作,从而提高变电站运行和管理水平的一种自动化系统。综合自动化系统运用了自动控制技术和信息处理与传输技术,在上世纪80年代已经有了初步的运用。目前,我国电力系统自动化领域逐步引入并融合了国内外最新、最先进的模糊理论、综合自动控制、人工智能等理论,并开始在继电保护装置中进行应用,促使继电保护拥有综合自动化、智能化控制等能力,极大地提高了系统的安全性。

2.2 电厂自动化

动力机械的自动控制系统、自动发电量控制系统以及自动电压控制系统是电厂自动化这三个系统的出现,实现了对锅炉汽机等热力设备、大容量火力发电机组、水力水轮机的监视和控制,从而大大提高了电厂的工作效率。

2.3 电力市场化

我国电力系统自动化发展势必要同我国社会经济及市场发展趋势相适应,未来我国电力市场运行模式仍有待改革,必须结合电力市场的运行模式,深入分析运营过程的实际规则,尽量摸索出同我国电力市场运营模式相适合的转运服务、期货交易模块的模型及算法,解决电力市场运营中所存在的各种理论问题。

2.4 培训仿真系统

当前,我国多数电力企业职工对于电力系统自动化技术的掌握情况仍有待加强,因此,我国正加快培训仿真系统的研发,借助于计算机、网络、多媒体等技术,结合电力系统相关理论,融合专家系统、智能理论等,为电力企业员工的系统培训与教育提供有力的手段。

2.5 智能化与数字化

之前的电力系统,是由发电机电力网络,负荷以及控制中心等不可控的元素组成。近些年来,随着电力电子技术的发展,结合电力系统自动化发展的需求,我国已经开始将人工智能神经网络、模糊及进化理论、数字技术、传感技术、模式识别等技术进行充分结合,并应用于电力系统的运行、故障分析、规划设计方面,以保障电力系统及相关设备的稳定运行。

3 结束语

电力系统自动化发展经历了多个时期的发展,智能控制、FACTS等新技术的应用为电力系统自动化发展创造了新的契机,推动了我国电力系统自动化逐步朝着综合自动化、市场化,数字化、智能化等方向发展,对于保障电网运行过程的稳定性、安全性、可靠性具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]吴永晨.电力系统自动化技术应用与发展[J].中国高新技术企业,2011(6):111-112.

第6篇:电力电子技术分析范文

关键词:电力系统;配电网;自动化技术;实现技术;用电需求量 文献标识码:A

中图分类号:TM76 文章编号:1009-2374(2017)06-0203-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.101

目前,随着我国城市化建设的不断加强,工业生产用电量以及农业生产用电量急剧增加,此外,对于居民生活用电需求量也逐渐增加,这些现象表明,现代社会对于电能的需求量远胜于从前。用电需求量的增加致使电力系统配电任务加大,同时也给相关管理工作增加了难度。自动化控制下的电力系统电网具有较高安全性和可靠性且经济效益好,所以电力系统相关研究人员应加强对自动化技术的应用研究,不断进行改善与创新,为电力系统的发展提供优良的条件。

1 电力系统配电网自动化现状

近年来,我国对电力行业方面的发展极为重视,不但投入资金大,且管理力度严格。随着电力行业的发展,电网自动化技术有效提升,多数地区调配系统已实现自动化控制功能,且部分地区更出现了无人值守变电站,为社会增加了经济效益。目前,我国电网自动化功能包括以下五个方面:

1.1 实时监控

实时监控系统是针对电网中存在的各个线路的运行情况、负荷情况及不安全因素等方面进行实时监测,以便保障电网的稳定运行。此外,监控系统还可以通过监控电表,监控用户用电量的情况,以便及时发现用户不规范用电的行为,减少电能的损耗。

1.2 控制量与功率

电力系统配电网自动化系统可以自动控制电量和配送功率。

1.3 故障处理

配电网自动化系统可以自动检测配电线路的故障,并把出现的故障及时上报。同时,故障控制器还具有自动修复故障的功能,即使在特殊情况下也可以进行故障的修复工作。

1.4 监测电能损失功能

配电网自动化系统可以自动优化线路运行模式,并对线路上的电能进行自动监测与计算,以达到损耗电能最小的目标,提高经济效益。

1.5 具备扩展功能

配电网自动化可以实现结点的逐步拓展功能。在电网扩展工作中,要具备以下两点要求:首先要增加硬件设备,达到扩展设备的要求;其次是通过软件操作,在原有网络中增加新的节点。

2 电力系统配电网自动化实现技术

2.1 节点全网漫游技术

一般情况下,全网中的任何节点都存在与其他节点通信的可能性。在配电网自动化系统中,各个节点都与所在馈线中的一个管理节点相对应,并进行通信工作。在通信过程中,会出现节点丢失的情况,这个时候节点和相应的管理节点之间的通信是不能正常进行的,这时网络会对节点进行自动检索。相应的,该节点的搜索该由管理节点来执行,系统变为中继。但是,如若改为中继后管理节点仍无法检测到这个节点,那么系统会进行漫游申请,将情况汇报并反映给馈线子网,由其联络节点来执行。通信管理节点(侧变电站的)收到系统的漫游申请后,重新注册漫游的新节点。最后,相关变电站接收配调中心发送的注册信息,实现节点的全网漫游。

2.2 自动设置中继技术

在设计软件时,除了能实现一般结点的功能之外,为了实现网络中节点间信息的有效接收和转发功能,还要在NDLC中继节点设置相应的功能模块。设计中,为了使网络中的信号传输过程存在真实性,采用数字信号处理技术,这样不仅可以降低信息的传输频率,还可以使信息变小,从而大大降低通信网络上的压力。自动设置中继技术的使用,可实现整个网络节点之间的通信,从而解决通信距离问题。其需要满足的基础条件必须是网络中的相邻节点可以通信,这里的相邻节点指的是任意两个相邻网络节点。

2.3 面向对象的设计

在配电网中,馈线、负荷、开关、变电站及变压器都是按照分层进行一定排布的。单个区域是由包含多个节点的若干个馈线子网(变电站)组成。一般情况下,馈线子网之间的节点是没有互相通信的功能,但是由节点形成的网络节点是可以相互联络的,这是因为每个节点都可以作为一个管理点,而且只有相同馈线子网中的节点才可以相互通信,形成网络管理节点。不过如果是在网络重构这种特殊情况下,节点是可以实现与其他馈线子网节点的联通。此时需先通知节点,经过允许后方可进行通信,从而实现不同变电站之间的通信。在面向对向的设计技术中,往往在馈线子网的第一个子站中设置网络管理节点,用于实现子节点上信息的记录,这样的设计对于馈线网络的扩展是十分有利的。

3 未来技术发展

为了加强电力系统的供电能力和供电稳定性,电力系统配电网自动化还需要继续发展。具体发展方式包括三个方面:

3.1 提高电能的质量

在现代工业生产中,大型电子设备增多,致使对电能需求量增加,从而对电能的质量也有了较高要求。“DSP”通过高速数字信号处理器可以增加系统的稳定性与灵活性,有效地提高了电能的质量,同时改善算法也可以提高电能的质量。

3.2 实施配电网系统保护

配电网系统馈线自动化以通信为根基,对配电网系统的整体数据进行收集和控制,从而实现配电SCADA与配电高级应用――PAS;依靠地理信息系统――GIS为平台,实现对配电网的设备管理;配电网自动化在PAS、SCADA与GIS的一体化的推动下,已然实现了配电网管理、监控、保护等各方位的自动化运行管理,目前,该方案已作为电力系统配电网自动化的主要实施方案。

3.3 分布式小电流接地保护方案

完全分布的FTU准确度较高、承载量较大,且可以完全掌握配电网整个电流负序分量分布状况,负序电流的突变量与小波分析技术的运用可以有效提高识别的可靠性及灵活性。这种配电自动化的小电流接地保护方案性能良好,存在较大发展空间。

4 结语

综上所述,电力系统配电网各功能实现自动化控制的前提是自动化技术的应用程度,其技术的应用不仅可以促进配电网全功能自动化发展,同时还可以加强对配电网运行的安全可靠性及效率性。所以电力系统相关研究人员要加强对配电网自动化技术的重视,做好配电网自动化技术的应用研究,为保证电力系统智能化发展提供有利条件,进一步完善电力事业。

参考文献

[1] 苏海勇,孙凯,孙奉杰.浅析县城电力系统配电网自动化模式方案[J].神州,2012,(7).

[2] 白茂楠.论电力系统配电网自动化的应用优先出版[J].电子制作,2014,(3).

[3] 张鲲.对电力系统配电网自动化发展与实现技术的探讨[J].科技资讯,2011,(11).

第7篇:电力电子技术分析范文

关键词:离子液体;超级电容器;专利分析;技术发展

离子液体是指全部由离子组成的液体,其一般指室温离子液体,即在低于100℃时为液体状态的熔融盐。近年来离子液体在电化学领域中的应用受到高度关注,以超级电容器为例,传统的水性电解液主要有硫酸,氢氧化钾等水溶液,这类电解液的优点在于具有较高的电导率,但其工作电压受水的分解电压限制,因而电容器必须在1.2V下工作,导致其能量密度大大降低。此外,这类电解质具有腐蚀性,降低电极材料的使用寿命。另外有机溶剂也可作为电化学电容器的电解液,虽然有机溶剂的电压窗口较宽,但有机溶剂也具有难以克服的缺点,如易挥发、有毒、易分解等。

与传统的水和有机电解液相比,离子液体具有以下突出的优点:(a)较宽的电压窗口(可达到5V);(b)较高的电化学稳定性及热稳定性;(c)几乎不挥发、无毒;(d)优异的溶解性及不易燃特性。这些优良的性质使得包含离子液体的电化学器件具有稳定、耐用、工作电压高等优点,因而非常适合作为超级电容器等电化学器件的电解液。

离子液体在超级电容器领域的应用主要是作为电解质使用,也可以作为电解液的添加剂,用来改善电解液的某些特性。本文以CNABS专利库和VEN专利数据库中的检索结果为样本,通过对该领域的中国专利申请和不同国家间专利申请进行统计分析,探讨超级电容器中的离子液体电解液的专利技术发展状况,统计时间截至2015年12月。

1、中国专利申请分析

图1为超级电容器离子液体电解液方向的中国历年专利申请量趋势图,可以看出自2006年以来该方向的专利申请量一直呈现缓慢增长,但自2012年以后,该方向的专利申请量呈现井喷之势,其年平均增长速度高达接近50%,表明离子液体作为超级电容器电解液的研究和开发在经历了初期的缓慢发展后迎来快速上升期。另外,从申请量看,超级电容器离子液体电解液方向的申请量整体仍然偏低,表明离子液体在超级电容器电解液中的应用仍属于新兴的技术分支,但其申请量的增长趋势则表明了该技术分支前景可期。

图2示出了国内不同类型申请人的分布图,从中可见,高校及研究所的申请量依然占了总申请量的一半以上,表明目前离子液体在超级电容器电解液中的应用仍然以研究为主,但国内各公司的申请量也不容忽视,这其中主要以深圳海洋王有限公司为代表,表明该方向的研究和开发已经逐渐引起各公司的关注和重视。

事实上,图1的中国国内申请量趋势图并不能完全客观的反映我国在超级电容器离子液体电解液领域中的技术发展状况,因为外国公司为了抢占国内市场,也会在中国进行专利布局。为了更清楚反映我国自身在该领域的技术发展状况,图3给出了在超级电容器离子液体电解液领域中的国内PCT占有量对比图。从图中可见,在2005年以前,国内专利申请基本为PCT所垄断,但到2010年以后,这种情况已经得到很大改观,PCT的占有量不到20%。这种变化表明中国在此领域内的自主研发和科技创新已经大大加强。

2. 不同国家间的专利申请分析

图4为不同国家间的申请量对比图,从中可见,中国已经在该方向上超过日本、美国,成为全球数量最多的专利申请国,这主要得益于中国科研力量在此领域内的活跃有关,另一方面也与日本、欧美等发达国家瞄准中国市场,在中国申请了相当一部分PCT有关。

通过对专利内容的分析,可以发现日本和美国在此领域内均十分重视理论研究和技术开发,其专利申请侧重于新型离子液体产品的开发或解决现有离子液体产品出现的问题,其专利申请往往内容详实、技术底蕴丰厚,而中国的专利申请目前仍侧重于解决现有离子液体产品出现的黏度大、含有水或酸杂质等问题,其理论相对欠缺,技术功底相对单薄。另外,通过分析国内外专利申请的技术关注度,可以发现离子液体的黏度也许是离子液体作为电解液应用的最大障碍,开发出低黏度的离子液体产品或降低现有离子液体产品的黏度将是今后研究的重点。

第8篇:电力电子技术分析范文

【关键词】电力系统;自动化控制技术;重要性;要点分析

电力系统自动化指的是通过各种具有自动决策、控制和检测功能的装置,利用数据传输系统和信号系统,对电力全系统、局部系统或各个元件进行远程或就地的自动控制,为电力系统的健康、稳定、安全地运行提供保证,并为用户提供合格的电能。电力系统自动化控制的基本目标在于实现电力系统在供应环节和生产环节的可持续性、有效性、安全性、稳定性和及时性,同时有助于降低电力系统运营成本,提高电力生产效率,以及实现电力系统管理的安全化、节约化、一体化、自动化。对于整个电力系统来说,自动化控制技术涉及网络覆盖系统、计算机监控系统、送电分配系统、变电站、发电厂等各个环节,需要实现所有环节的协调与控制。电力系统自动化属于电力事业发展的高级阶段,也是电力事业新技术应用与引进的主要表现。

1、电力系统自动化的构成

1.1 配电网络自动化

长时间以来配电系统都是以手工操作的方式控制的,从20世纪90年代以来,我国逐渐推行了一些具有独立功能的孤岛自动化技术,其主要发展趋势也是以现代化通信技术为基础的网络自动化。配电网络自动化通常由配电网络分析软件、地理信息系统、设备管理、自动制图和馈线自动化等几个方面组成,这也是配电网络自动化目标实现的基础。以信息技术为基础的配电网络自动化有别于传统的孤岛自动化技术,其核心技术要点在于下述三个方面,即大量的后台软件、通信技术以及丰富的智能终端。根据我国现阶段配电网络的实际运行情况,配电网络自动化目标的实现应该是分批、分期的,并且逐步完善、逐渐发展,最终获得完善的自动化配电网络系统。

1.2 变电站自动化

变电站自动化系统的建设应以信息处理技术、通信技术、现代电子技术和计算机技术为基础,实现包括远动装置、自动装置、故障录波、信号、测量、控制和继电保护等在内的变电站二次设备功能的优化设计与重新组合,也是一种综合协调、控制、测量与监视所有变电站设备运行情况的自动化系统。变电站自动化系统的建设有助于为用户提供更加优质高效的电能,提高电力企业的经济效益,降低系统维护与运行成本,提高变电站运行的稳定程度等等。

1.3 系统调度的自动化

电力系统调度的自动化是近年来我国电力系统中发展速度最快的一项技术,其基本功能构成包括:变电站综合自动化系统;发电厂运营决策、电力市场可靠性与运营、电力系统经济调度与运行;电力系统数据监控与采集,这也是调度自动化实现的前提和基础。电力系统自动化目标实现过程中,电力系统调度自动化是其关键与核心,会直接影响着电力系统自动化的稳定性与质量。

2、电力系统自动化控制技术要点和特征

第一,经过适当的调节,可以从中发现各个元件和各个子系统协调运行的规律与特征,通过经常性的实践与总结,在节能、高效原则的指导下,选择能耗最低廉、运行最安全、供电最优质、结构最优化的电力系统自动化建设模式。

第二,以电力系统自动化的建立为基础,设定有关技术规范,将按照电力系统实时运行状态和可行性分析结果,作为电力自动化系统有利决策和合理调控的可靠依据,并从宏观和微观上对整个系统与各个部件进行综合调控。

第三,电力系统运行的安全性与可靠性是电力系统自动化建设的基本保证。所以,电力系统工作人员需要在电力系统进行送电服务支出,通过系统化的调研,对电力系统的安全运行、各个部件和单元进行严密的监测与努力的收集,并对所收集的各项参数实时科学化的处理。

第四,自动化电力系统的建立和应用,有助于将传统的劳动密集型、机械化十分落后的生产方式,逐渐转变为现代化的生产模式,从而极大地降低线路故障短路的发生率,避免发生大面积停电事故,同时,有助于实现稳定可持续化服务、一体化集成生产、事故发生率为零、高度安全生产的目标,而且能够降低劳动强度、简化生产流程、节约物力和人力投入、缩短生产周期,最终实现电力系统的有序、安全运行。

3、电力系统自动化控制的技术分析

第一,电力系统自动化控制技术中的智能综合控制技术。综合性是智能综合控制技术的基本特征,其主要原因在于,这一技术不仅仅具有智能控制功能,而且符合自动化控制与现代化控制的基本方法和基本理论,从而体现了各种先进技术与现代化理念的相互结合。模糊控制与神经网络相结合,模糊控制与专家系统相结合,专家系统与神经网络相结合,自适应控制、模糊控制与神经网络等技术的相互融合是自动化电力系统建立过程中最为广泛应用的一种方法。神经网络的主要特征在于非结构化的信息处理方法,而模糊系统则主要应用于结构化信息的处理过程中[1]。

第二,专家系统的主要控制技术。专家系统也是电力系统自动化建设过程中广泛应用的一种系统,且其涉及内容较多。不仅涉及识别紧急状态或警告状态等特殊状态的能力,而且涉及状态分析转换、系统恢复控制能力以及紧急处理能力等等。尽管电力系统实际运行过程中,专家系统得到了广泛的应用,然而,这种系统也存在自身无法避免的缺陷,且具有显而易见的局限性,包括无法模拟电力专家的创造能力等等[2]。

第三,以神经网络控制为基本原理的控制技术。从理论角度来看,鲁棒性、并行处理和非线性是神经网络控制技术的主要特点,而自组织学习能力是神经网络控制技术的另一个典型特征。因为神经网络具有上述的优势与特征,因而其逐渐受到了人们的关注与认可。神经网络控制技术的主要连接方式为通过特定的方式,利用大量的神经源进行连接,使隐含的权值与大量的信息相互连接。同时,能够按照特定的算法调节神经权值。神经网络即为m维空间向n维空间的一种非线性映射。

4、总结

近年来,我国对于电力农网改造和城网改造都投入了较大的关注,且其改造力度与进程都有所扩大,这也对我国电力系统自动化控制技术的发展提出了更高、更新的要求。作为电力工作者,我们需要以保证电力系统的安全运行为基础,提高电力系统的运行质量和效率。综上所述,要想实现电力系统的自动化改革与发展,就必须综合利用现代通讯技术和计算机网络基础,更新管理理念,利用各种自动化控制技术,促进电力系统质量的提高。

参考文献

第9篇:电力电子技术分析范文

【关键词】电力系统;自动化;技术应用;前景

1.电力系统自动化及其现状

电力系统自动化是指对电力系统实行的控制、监测、保护等行为的自动化,包括软件系统和硬件设施两个方面。

实现电力系统的自动化可以提高工作效率,便于操作。电力系统的各个器件,分布范围大,自动化技术可以对整体和局部的系统参数进行准确及时的检测和搜集,为电力工作人员的工作提供方便。除此之外,还可以降低电力系统的事故率,延长电力设备使用寿命。

很长一段时间内,我国在电力系统方面的投资力度很大,。目前我国电力系统自动化水平已达到国内外标准。在电力调度自动化方面的CC-2000,SD-6000,OPEN-2000在不同应用环境里可以提供两种数据采集系统,在技术思想和体系构造上更适用、实用、灵活和可靠,同时在实际工程中得到很好的应用,具有高度稳定性和可靠性。结合气象卫星云图技术、自动拨号、投影屏等使系统管理本身更加完善,而与国际的接轨也使我国的电力事业发展突飞猛进[1]。

自动化是目前整个世界的电力系统的大趋势,并且朝着多功能、多方面发展。而我国的技术研发力度市场化水平有待提高,在电力系统市场化、数字化、智能化方面与发达国家仍有较大差距,此外,我国的研发创新力度不够,数字经济尚才起步。

2.电力系统自动化的要求

电力系统自动化要求及时准确的搜集与检测电力系统的各个元器件,电力系统局部以及整个电力系统的运行参数;

基于电力系统实际的运行情况以及各个元器件对技术,安全以及经济的不同要求,为电力系统的运行人员提供电力系统控制与调节的依据,甚至可以直接调控各元器件;

实现电力系统各部分,各个元器件以及各层次之间的相互协调,电力系统自动化是实现电力系统经济性,安全性稳定性的重要保证;

降低工作人员劳动强度,提高劳动效率,降低事故率,提高性能,延长电力系统设备的寿命,特别是当发生事故时,电力系统自动化能避免发生大面积的停电。

3.电力系统自动化的应用

目前,电力系统自动化技术的普及程度已经很高了,广泛应用于通信、导航和操作复杂的各类系统中,该技术的大量应用适应了现代电力系统发展的技术需要,有力地提高了电气的综合管理水平。下面仅从目前应用较为普遍的几个方面来展开探讨。

3.1电网调度自动化技术

我国电网规模的日益增大,电力系统的容量越来越大。因此电力系统的安全稳定与否严重影响人们的生产和生活,这对电力设备正常工作的要求越来越高。供电企业的重要任务之一就是同时降低设备故障,保证稳定可靠的供电。电网调度自动化技术的广泛应用则大大有利于这一重要任务的完成。电网调度自动化技术是整个电力系统自动化技术中的重要环节,主要由计算机网络系统和其它调节控制系统一并完成。电网调度自动化系统主要体现在实时采集和监控生产过程中的各类数据,自动评估整个电网的供配电运行情况进行综合安全性分析和对电力系统的实时状态,提高了电网运行的安全性和可靠性。同时该技术增强了对自动发电的控制,适应了电力市场运营的需求,保障了电网的安全稳定运行,大幅减少成本。

3.2发电厂自动化技术的应用

火力发电和水力发电是我国发电厂的两大主要类型,不论发电厂采用何种发电方式,都需要应用自动化技术。目前的自动化发电厂中,较为明显的优势在于自动发电系统对发电电量的自动控制及动力设备系统的自动化控制等。电力系统中的变电站和输配电网络是连接发电厂和用户的重要环节,通过运用自动化技术可以将计算机网络系统与发电厂的电力设备进行有效地结合,可实现发电厂的人机一体的生产与操作模式,从而取代传统的人工监视和操作,有效提高生产效率和加强对发电厂的监控能力。同时,在发电厂中运用自动化技术,还可以实现发电厂的就地控制、故障控制和自动控制等[2]。

3.3微机实时保护系统的应用

微机保护装置在电力系统中已得到广泛应用,该装置安全可靠,能有效地预防电网故障,一旦事故发生会及时警报。同时还具有高实时性,不仅实时显示数据,还能快速分析和处理数据,预测电网外界出现的可能事件,并快速做出反应,保证系统正常运行。同时还有高扩展性。系统采用模块化设计,如果模块出现问题,就可以通过及时更换相应模块解决问题,有效提升了控制效率。目前,微机实时保护系统常采用的是RTOS系统,这种系统能够实时分解应用程序,开启监控进程,实时监控各个程序,系统如发现异常情况,它就能自动终止问题产生,且及时开启备用程序以修复程序问题。

4.电力系统自动化的前景

电力系统自动化的进程逐渐加快,自动化科技含量的提高、实用性、智能性的增强是自动化技术发展的需要,电力系统自动化不仅推动了电力系统检测的发展,还推动电力系统控制向更高水平发展。

现代社会的人们对电力供应要求越来越高,安全可靠经济优质将是基本要求,这不仅是电力系统发展的催化剂,也是它对于电力自动化系统的发展方向,应从以下几点出发:首先,自动化系统应朝着最优化、实用化、智能化和区域化的方向发展,使之配合更密切,生产效率更高。其次,在数据的监测处理环节上,必须向多机模型数据分析的方向发展,使数据记录更全面,数据处理更准确,节省时间和不必要的开支。再次,随着各种新型的电力设备的出现,对相关技术人员的专业素质水平要求会更高,要求管理者更加注重人才的选拔以及后期培养,从而可以及时有效处理一些高难度的问题。最后,全球能源的危机使得各国不得不实施节能政策,这对于电力系统也是一个很大的挑战,这就需要集思广益[3]。

5.结论

伴随着20世纪信息时代的来临, 社会情况不断变化,控制技术,计算机技术以及信息技术不断发展以及激烈的市场竞争,电力事业的发展面临着巨大的挑战,电力系统若想在市场竞争中占得一席之地,必须依靠自动化技术。这就要求电力行业的工作人员可以不断创新和探索,提出新思维、新思路和解决新问题,不断采用新技术,完善新服务, 使电力系统自动化规范化,标准化,国际化,努力提高我国电力事业的国际竞争力。

参考文献:

[1]罗岚. 浅谈电力系统自动化技术应用及其前景[J]. 科技创业家,2013,08:130.