关于电力工程电气智能化的发展

关于电力工程电气智能化的发展

王瑶

济南技师学院山东济南250032

摘要：智能化技术是计算机科学的重要分支，能够通过科技的不断进步和快速发展，实现技术层面上的信息采集、分析、回馈等功能，极大地带动了电气工程自动化的发展和进步。

关键词：智能化技术电力系统智能化控制

一、电力系统主要组成部分

电力系统包括发电、输电、变电、配电及用电等。一般情况下电力系统的一次设备包括发电机、变压器、开关与输电线路等设备，设备正常稳定的工作，是保证居民生活、生产经济正常运作的保障，对一次设备进行在线测量、有效地控制、正常的保养维护等方式，可以有效地保护一次设备，并保证电网的工作质量。电力系统二次设备是指测控装置、保护装置、通信设备、电网调度控制中心的计算机系统等，其包括电力系统智能化的主要技术内容。

1.智能化技术概述。在我们日常生活中，电气自动化技术无时无刻不在，智能化技术在电气工程自动化中的主要研究方向包括电力电子技术、信息收集处理、自动化控制策略制定和优化控制，其适应性较强，发展前景广泛，并且取得了一定的成效，大大提高了控制效率。比如在PID控制中，运用智能化模糊控制，整个控制过程的比例、积分、微分参数能够进行自适应调整，调节时间变短，超调量变小，反应速度更快，系统运行更加稳定。

2.智能化技术的优势。智能化技术具有快速、高精度、高效化的特点，能够实现控制过程的动态、静态控制，大大提高自动化控制效率。智能化技术与传统控制技术相比较，具有柔和化的特点，其控制参数能够根据实际情况进行调整，系统模块化设计，功能覆盖面更大，可裁剪性强，能够满足不同用户的实际要求，进而最大限度地发挥群控系统的效能。

3.智能化技术的发展前景。智能化技术发展方向主要体现在两个方面：系统功能和体系结构。功能发展主要体现在：(1)用户界面图形化，人们可以通过窗口和菜单进行操作，三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真；(2)科学计算可视化，可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达；(3)插补和补偿方式多样化，内装高性能PLC，可直接用梯形圈或高级语言编程；(4)多媒体技术应用，多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。体系结构的发展：(1)集成化，通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性；(2)模块化，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的控制系统；(3)网络化，可进行远程控制和无人化操作、联网。

二、电力系统电气智能化技术二次测得应用

1.电力系统中电网调度的智能化。由电网调度中心的服务器、大屏幕显示器、工作站以及相应的计算机网络等共同组成的称之为电网调度的智能化系统，而实现智能化的表现方式是通过电力系统上专用的局域网将其处于在调度范围内的夏季电网调度中心、发电厂以及测量的控制设备等变电站终端实现有效连接。

2.电力系统中发电厂分散测控系统。电力系统中发电厂分散测控系统在实际的应用过程中一般采用的是分层分布的结构，其组成是以太网、运行人员工作站、过程控制单元以及高速数据通讯网等方面。而这里说的远程控制单元就是由只能做输入和输出的模件与可冗余配置上的主控模件一起共同组合而成，且主控模件又是通过冗余智能上的输入与输出和总线上的输入与输出来进行通讯的。

3.电力系统中变电站的智能化。电力系统中的变电站应用的是智能化技术，其主要的目的在于取代人工操作、人工监视和电话通讯，并根据相应的情况来加强对变电站的监控能力，还可以实现在变电站上运行的水平和效率都有所提高。这也就是说，变电站中应用智能化技术就是为了全方位、多层次地来监视变电站各种电气设备的运行状况，有效、及时地应对突发事故。

三、电力系统电气智能化的发展趋势

1.全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。IGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件复合化的同时，模块即把变换器的双臂、半、全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上，其发展便是功率集成电路。在PIC，不仅主回路的器件而且驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起，形成一个整体，这可以算作第四代电力电子器件。

2.变换器电路从低频向高频方向发展。随着电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时，直流传统的变换器主要是相控整流，而交流变频器则是“交——直——交”变频器。当电力电子器件进入第二代后，更多是采用PWM变换器了。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。

3.通用变频器开始大量投入实用。一般把系列化、批量化、占市场量最大的中小功率如400KW以下的变频器称为通用变频器。从产品来看，第一代是普通功能型U/F控制型，多采用16位CPU；第二代为高功能型U/F型，采用32位DSP或双16位CPU进行控制，采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制控制器，这类变频器目前占市场份额最大；第三代为高动态性能矢量控制型，它采用全数字控制，实现了闭环控制的自优化。