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动力系统分析赏析八篇

时间:2023-05-29 16:03:26

动力系统分析

动力系统分析第1篇

关键词:行星齿轮;刚柔耦合;动力学

0引言

行星齿轮传动具有传动比大、体积小、承载能力强、传动的效率高等优点,因此已被广泛应用于风力发电、航空、起重运输等行业的机械传动系统。但是,经常处于低速重载的恶劣环境下工作会造成齿轮发生点蚀、裂纹、断齿等故障。故障会造成振动增加进而影响整个机械系统的运行,这不仅会造成经济上的损失,甚至会造成灾难性的后果。因此,对行星齿轮传动系统的动力学特性进行研究具有重要意义。利用ADAMS建立了风电齿轮箱传动系统的刚体模型,分析了啮合齿轮接触力随时间的变化曲线;文献[3]使用刚柔耦合模型仿真得到了齿轮箱体振动分析及轴类零件疲劳寿命的预测;考虑了阻尼和摩擦作用在虚拟样机仿真中对齿轮传动的影响;将轴等效为由多个弹性连接的离散刚体组成的刚体系统进行运动仿真,得到齿轮啮合特性曲线,但与实际轴的柔性还存在差距;综合考虑了时变刚度、啮合阻尼、传递误差等因素进行了多级齿轮传动系统仿真;对某船用行星齿轮进行刚柔耦合仿真,将太阳轮和行星架设为柔性体,分析了太阳轮断齿故障特征。目前对行星齿轮系统的研究主要集中在动力学建模、信号处理等方面,在工程应用方面的研究还很匮乏。风电机组长期处于高速重载,故障发生率较高,实现即时故障诊断及维修的需要更加迫切。对行星传动的故障机理目前还不够清晰,并没有广泛认可的故障机理,针对齿轮的故障诊断研究大多以单对直齿或斜齿轮为主,对结构复杂的行星传动系统大多进行刚性动力学分析。为掌握故障行星轮系动力学特性,本文以某型风机行星齿轮传动系统为例,使用Pro/E建立三维实体模型,利用有限元ANSYS软件进行中速轴和高速轴的柔性化,最后用动力学软件AD-AMS进行行星齿轮传动系统动力学分析。对刚性模型和刚柔耦合模型的故障动力学响应进行了对比,总结分析了刚柔耦合模型的实际应用价值。

1模型建立

1.1实体模型的建立

Pro/E可以实现参数化设计,即通过改变零件的参数就可以得到不同形状或大小的零件,例如齿轮,通过改变齿轮的模数、压力角、螺旋角等参数,就可以得到不同型号的齿轮。但是,对于风机齿轮箱这种复杂结构的动力学分析,Pro/E在功能上明显要比动力学专门软件AD-AMS弱。本文的行星齿轮传动系统由3级构成:行星级、中速级、高速级。建模参数如表1所示。在Pro/E软件中建立齿轮模型并进行无干涉装配,完成装配后检查模型是否有干涉现象,确保无干涉。

1.2虚拟样机模型的建立

在ADAMS中对风电机组齿轮箱传动系统模型进行添加约束,行星级传动:行星架、太阳轮相对于地面的旋转副,各行星轮分别相对于行星架的旋转副,齿圈相对于地面的固定副;中、高速级传动:齿轮相对于旋转轴的固定副,旋转轴相对于地面的旋转副;齿轮与齿轮之间添加实体—实体的接触副,在输入端行星架上添加驱动副,为了模拟齿轮箱的工作环境,需要在输出端添加额定负载转矩。齿轮之间由于相互接触会产生力,即接触力。在ADAMS中,运用冲击函数Impact来计算接触力,齿轮与齿轮之间的接触力主要包括两部分,即弹性力与阻尼力。首先弹性力是由于两个齿轮相互切入而产生,它相当于一个非线性的弹簧;而阻尼力是由于两个齿轮之间产生的相对速度造成的。在这里假设两齿轮之间的齿间距为x,两齿轮不发生接触时(x≥0),接触力的大小为0;发生接触时(x<0),接触力的大小与刚度系数、变形量、非线性指数、阻尼系数和击穿深度这些因素有关。在ADAMS中齿轮接触参数的设置:齿轮传动是靠接触两齿轮的轮齿碰撞接触来实现的,接触参数根据Hertz接触理论及经验数据得到。

1.3刚柔耦合模型的建立

刚柔耦合是多体系统常见的动力学模型,探讨其动力学特性具有重要的意义。多体刚柔耦合系统的运动既有物体的刚性运动,又存在柔性件的弹性变形,这样的运动使得对机械系统的研究更加精准。本文利用有限元软件生成中性文件导入到ADAMS中进行中速轴、高速轴的柔性化。将中速轴、高速轴分别柔性化。其中所涉及的工作主要有:模型的导入、材料添加、网格划分、节点的创建。为了方便处理柔性部件和刚性部件的连接,以及对柔性部件添加载荷与约束,需要对模型添加刚性区域,进而需要引入主、从节点的概念。其中,主节点定义在轴的中心线上,从节点定义在主节点以外的轴面上,主、从节点通过刚性区域进行连接。完成刚性区域以后,其他的刚性部件就可以通过主节点与柔性件进行连接,其他的外部约束也可以通过主节点添加到柔性部件上。对于本文中的中、高速轴分别建立主、从节点,其中,中速轴上分别在轴上齿轮所在的中心处定义主节点,中速轴的外圆节点处定义从节点,主、从节点通过刚性区域连接。同样地,高速轴上也用相同的办法定义主、从节点。建立主节点后,需要对其划分网格与添加质量单元。另一个需要注意的地方就是在ANSYS中网格的划分。有限元网格划分后轴段中心处主节点的周围不一定会有节点,会对柔性件局部刚性化的生成造成困难,为避免该问题,对主节点所在的面进行切分。将在有限元软件中生成的MNF中性文件以接口文件的形式导入ADAMS。运用刚柔互换形式添加柔性构件,对于所需添加的约束,运用之前所建立的节点,将刚柔构件进行连接,并添加约束,得到刚柔耦合模型。

2模型仿真结果与分析

虚拟样机模型中,设定输入转速为20r/min(根据软件默认设置换算为120deg/s),负载扭矩为5320Nm。为了施加转速和负载时不出现陡变,用step函数使转速和负载在0.03s时间内平缓加载,即转速为step(time,0,0,0.03,120deg),负载转矩为step(time,0,0,0.03,5320Nm),设置仿真时间为1.0s。现以刚性模型和刚柔耦合模型得到的仿真结果中的高速级大齿轮啮合力、位移、速度、加速度数据来分析刚性模型和刚柔模型动力学特性的不同。

2.1高速级齿轮啮合力

根据齿轮静态啮合力理论可以计算出齿轮啮合力的理论值为89525N。刚性模型与刚柔耦合模型的高速级齿轮仿真得到的啮合力结果。分析可知:当啮合力平稳以后,刚性模型中,高速级齿轮传动的综合啮合力的均值为89713N,最大值100375N,最小值为81537N;当对中、高速轴进行柔性化后,刚柔耦合模型中,啮合力的均值为89606N,最大值为100116N,最小值为81278N。由以上分析结果可以看出:仿真均值与理论值基本吻合。为高速级齿轮啮合力的局部放大图,由图可以看出:齿轮在啮合过程中,刚柔耦合的齿轮箱传动系统的啮合力幅值波动范围要小于刚性齿轮箱传动系统的啮合力幅值,这是由于齿轮在啮入、啮出时的冲击能量被柔性化的转轴吸收所致。

2.2高速级大齿轮位移

受到转轴的影响,高速级大齿轮中心的X、Y方向振动位移。可以看出转子为刚性时,齿轮在X、Y方向振幅不明显,考虑转轴的柔性后,齿轮中心的位移幅值增加。实际情况中,在齿轮啮合冲击的作用下转轴是会发生变形的,将行星传动系统当作刚性件来处理是与实际不符的;将中、高速轴柔性化处理得到的结果与实际齿轮传动的情况比较相符。

2.3高速级大齿轮的角速度

可知,齿轮传动系统中的高速级大齿轮在刚性传动与刚柔耦合传动中的角速度均在某一值附近波动,经计算两者的角速度的平均值相当。刚柔耦合的齿轮传动角速度的幅值要大于刚性齿轮传动的角速度的幅值。主要是因为在刚柔耦合的模型中,柔性轴的存在缓冲了啮合齿轮之间的冲击,从而使得其角速度的波动幅值相对较大。这也表明齿轮传动中考虑柔性转子时,齿轮啮合传动的规律更加接近齿轮实际传动情况,而且比较平稳,更加符合齿轮传动的设计要求。

2.4高速级大齿轮的角加速度

从时域,刚性模型与刚柔耦合模型的角加速度的有效值大小。角加速度围绕0deg/s2上下波动,这主要是因为齿轮周期性的啮合冲击激励造成的。由时域可以看出刚性模型的角加速度的振动幅值要大于刚柔耦合模型下齿轮的角加速度的振动幅值,说明刚柔耦合模型下齿轮振动较小。其次,在频域上,刚性模型与刚柔耦合模型齿轮的角加速度频域图。第三级齿轮传动的啮合频率为516Hz,齿轮角加速度的频谱图中出现了啮合频率及其倍频;同时,可以看出刚性模型齿轮啮合频率的幅值要明显大于刚柔耦合模型齿轮啮合频率,也说明了刚性模型下齿轮的振动要比刚柔耦合模型齿轮的振动大得多。

3结论

为提高风机齿轮箱仿真精度,本文研究了中、高速轴柔性化后模型的动力学特性。(1)建立了行星齿轮传动系统的刚性和刚柔耦合模型,并进行了运动仿真,通过理论计算传动角速度与仿真得到传动角速度对比,验证了建立模型的正确性。(2)对比分析两种模型仿真运动得到的高速级大齿轮啮合力、位移、角速度和角加速度可知:柔性转轴可以缓冲齿轮的啮合冲击,可以减小传动系统中振动的幅值,动力学仿真模型使用刚柔耦合分析比较符合实际中的齿轮系统传动。因此,行星齿轮传动系统中的轴柔性化处理后再进行虚拟样机的动力学仿真更具有实际运用意义。

参考文献

[1]雷亚国,何正嘉,林京,等.行星齿轮箱故障诊断技术的研究进展[J].机械工程学报,2011,47(19):59-67.

[2]赵三民,韩振南.基于虚拟样机技术的风电齿轮箱动力学分析[J].机械传动,2013,37(7):58-61.

[3]符升平,项昌乐,姚寿文,等.基于刚柔耦合动力学的齿轮传动系统动态特性[J].吉林大学学报(工学版),2011,41(2):382-386.

[4]钱直睿,黄晓燕,李明哲,等.多轴齿轮传动系统的动力学仿真分析[J].中国机械工程,2006,17(3):241-244.

[5]王炎,贾长治,韩小平,等.多转子-轴承系统虚拟样机建模及仿真[J].军械工程学院学报,2007,19(3):50-53.

动力系统分析第2篇

关键词:电气;自动化技术;电力系统

前言

目前,随着我国电力自动化市场的快速发展,电力自动化技术在人们的日常生活中显得越来越重要。电力自动化技术是应用电气系统中关键的技术环节,由于传统电力自动化的效率较低,已经不能满足现代电力系统快速发展需求。电力自动化技术是一种新型的自动化控制技术,科学合理地运用计算机等多种高科技,能大大提高电力自动化控制的效率。目前,我国的电气系统中的电力自动化技术得到较快的发展,并且具有非常广阔的应用前景。

1 电力自动化技术在电力系统中运用的理论基础

电力自动化技术在运用过程中的理论基础包含了很多学科,主要有控制学、语言学和信息学等,电力自动化的综合性相对较强。为了确保电力自动化技术在运用过程中具有较强的实际操作性,一般是结合计算机技术对其进行可操作性的实验。对电力自动化技术的研究是电气系统中的主要内容。电力自动化已经发展成为现代计算机技术中的高端技术,同时,电力自动化技术正逐渐被应用到电气系统的自动化控制的过程中。当然,电力自动化技术在电气系统的应用过程中已经取得了很多成果。自动化技术在电气系统中的应用,不仅可以提高电力自动化控制过程中的工作效率,还能在一定程度上降低工程的成本,从而减轻控制人员的工作压力,更利于实现对人力资源的合理利用。因此,认识到电力自动化技术在电力系统中运用的理论基础对于提高我国电力自动化技术的应用水平显得非常重要。

2 电力自动化技术的特点

2.1 技术涵盖面广泛

目前,电力自动化技术在我国电力系统中的应用越来越广泛。导致电力自动化技术在电力系统中的应用也变得更加复杂。由于电力自动化技术在电力系统中的应用涵盖的技术面比较广泛,因而需要完全掌握电力自动化技术的应用技能。同时,现代化的电力自动化技术主要是建立在电子信息技术和网络技术等基础上的,电力自动化技术的技术含量比较高,因而在整个电力自动化系统设计的过程中不仅要加强对电力自动化系统硬件的设计,还需要加强对电力自动化系统软件的设计,当然,电力自动化系统的设计应该根据使用范围的不同而设计不同的设计方案。因此,电力自动化技术具有非常广泛的知识面和技术涵盖面。

2.2 对电子技术依赖性强

目前,电力自动化技术对现代化的电子技术具有很强的依赖性,尤其是对一个完整的电力自动化系统,无论是信号采集系统还是电力自动化系统中的传感器,都需要采用现代电子计算机技术实现对信号的控制。因此,现代化的电力自动化技术是建立在电子技术的基础上的,电力自动化技术对电子技术和网络技术等都具有很强的依赖性。

3 电力自动化技术在电力系统中的具体应用

3.1 自动化控制

随着我国电子科学技术的不断发展,自动化技术在电力自动化技术中的应用也越来越广泛,将自动化控制技术和电力自动化技术结合,应用于电力系统中,就能较好地实现对电力系统的自动化控制。电力自动化技术还能给电力自动化控制过程创造一个良好的发展空间。电力自动化技术在电力系统中的广泛应用也在一定程度上说明了自动化技术较好的优越性。电力自动化技术在电力系统中的应用就是一个很好的说明。

3.2 优化设计

在电气系统设计的过程中,电力系统中会涉及到不同电气设备的设计,并且电力系统的电气设备的设计过程又非常复杂,这一过程不仅要求设计人员掌握磁力、电气和电路等学科有关的知识,还要能将这些知识合理地运用到实际的设计工作中去,并且它还要求设计者拥有较多的工作经验。然而,传统的设计方式主要是通过实验与经验的结合来进行,这种设计方案的效率很低,出现问题后修改的难度也比较大。而现在的设计技术可以利用计算机辅助软件来完成,这样不仅减少了设计时间,最重要的是设计出来的方案具有较高的质量和性能保障。

3.3 故障诊断

在电气系统运行的过程中,电力系统的电气设备出现故障是不可避免的,然而,在故障发生前,一定会有与故障有关的症状产生,在电力系统中应用电力自动化技术时,就能很好地对其进行全面且准确的诊断。变压器是电气设备中非常重要的设备之一,监测电力系统中电气设备的工作人员对它的工作状况都比较重视,这就需要检测人员及时地对其进行检测和维修,即使这样做也不能完全保证电气设备不出现故障,因此,为了能及时地将电气设备的故障诊断出来,将电气设备的故障所带来损失降到最低,电力自动化技术的应用无疑就是最好的选择。运用电力自动化技术对变压器的故障进行诊断时,一般采用的诊断方法就是对变压器中渗漏油的分解气体进行检测和分析,从而快速找到变压器发生故障的原因,然后再进一步把故障出现的原因缩小,进而能找出发生故障的具置和原因,并对其进行检修。因此,电力自动化技术在电力系统中的使用还具有加快故障的诊断和检修速度的作用。

3.4 智能电网技术的应用

因为智能电网的自动化程度相对较高,这就需要在智能电网运行的过程之中时刻保持正常的工作状态,只有在这样的工作状态下,才能保证智能电网提供的电力的高质量和稳定性。针对这样的情况,需要利用电力自动化技术有效地排除谐波对电力系统的破坏,防止智能电网的正常运行受到干扰,截至目前为止,智能电网在运行的过程之中已广泛地使用超导无功补偿设置,来满足智能电网内部无功补偿的需要。

3.5 电力自动化技术在智能电网智能发电过程中的应用

近几年来,随着智能电网建设的逐步开展,电力自动化技术在电力系统中的应用也逐步完善起来,通过对相应的电力电子器件使用,有效完成了电力系统内部的电能之间的转化和控制。通过将电力自动化技术在电力系统中的应用,能够有效地降低电力系统中机电设备的损耗费用,有效提升电力系统的运行效率。因此,电力自动化技术在智能电网发电过程中的应用也显得非常重要。

4 结束语

总而言之,电力自动化技术在电力系统中的应用不仅加强了电气设备进行自动化控制的能力,而且它还为电气工程的快速和安全运行打下了坚实的基础。目前,电力自动化技术在电力系统中的应用越来越广,与人们实际生活的关系也越来越大。但是,电力系统在利用电力自动化技术时也遇到了一些问题,从而导致电力自动化技术在电力系统不能被广泛应用。

参考文献

[1]易婵鸣.简析电力自动化技术在电力系统的应用策略[J].信息技术,2014(25):104.

[2]李茜.电力自动化技术在电力系统中的应用[J].科技论坛,2013(18):43-44.

[3]陈建明.电力自动化技术的发展现状及方向[J].信息科技,2014(5):143-144.

动力系统分析第3篇

关键词:系统动力学;环境保护;水资源;固体废物;土地资源

中图分类号:X1 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)31-0023-03

随着经济的快速发展,其所带来的环境问题也越来越多,而这些环境问题也成为了国家与地方政府关注的焦点。系统动力学(System Dynamics,SD)是1956年由美国麻省理工学院的Forrester教授所创立的,其是一门研究信息反馈的科学,也是一门认识系统问题与解决系统问题相互交叉的综合性科学。系统动力学主要是将计算机模拟技术作为主要手段,通过功能分析,对复杂动态反馈性系统问题进行研究与解决的一种仿真方法。系统动力学是一种适合进行动态预测与政策影响分析的方法,其可以有效地将系统内的各个因素组织起来,并对它们之间的关系进行全面的分析,从而为科学决策提供依据。因此,将系统动力学应用于环境保护中对实现环境的可持续发展起着很重要的意义。

1 系统动力学的特点与优势

系统动力学能够从宏观和微观两个方面入手对所研究的整个系统进行综合的分析,而其主要特点则是能够对系统的结构——功能进行模拟分析。一般系统动力学所研究的对象是整个开放系统,而在进行该类系统的研究时,其主要是从微观结构入手,研究分析系统内部元素之间存在的因果关系以及反馈环的动态行为,然后利用分析结果将系统的基本结构构造出来,最后再应用计算机技术根据其基本结构构建一个相互作用的流图与仿真模型,采用该模型模拟不同因素可能对系统造成的影响,根据模拟结构制定不同的决策方案,最终达到有效地调控系统的目的。

由于系统动力学的建模方法与模拟语言较为成熟,因此在应用过程中和其他的方法相比则具有很多优势:能够解决高阶次、非线性、多重反馈以及复杂时变等系统问题;能够明确地体现出系统内部与外部因素之间的关系;能对系统进行动态模拟以及战略性的研究,对系统的行为以及发展趋势进行分析;其使定性分析与定量分析实现了统一;其能进行长期性与周期性仿真,即使数据不多,仍能进行研究;其有专用的模拟软件,因此操作更方便、容易。

2 系统动力学应用于环境保护

系统动力学作为一种系统分析和仿真的方法,目前其在国内外的环境中已经被广泛地应用,而且取得了一定的成绩。下面我们将简单地分析其在环境保护中的某些领域的应用。

2.1 在水资源保护中的应用

水资源是人类赖以生存的重要资源,而随着水污染情况的加剧,水资源的保护则越来越重要。水资源的保护是一项系统的工程,要想水资源的污染情况好转,则必须加强水污染处理、再生水回用等方面的探索与研究,同时,督促人们保护环境。系统动力学在水污染保护中的广泛应用大约是从20世纪80年代末开始的,国内外学者均对系统动力学在水资源保护中的应用进行了研究。如国外学者Simonovic将第三世界模型作为基本模型,建立了全球水资源系统动力学模型,对世界范围内的用水情况和工业发展之间的关系进行了研究,指出了水资源保护中所面临的重要问题。而国内学者也在这方面做过很多研究,例如袁汝华等将广东省北江下游影响区作为研究区域,在该区域建立了水资源供需系统动力学模型,并进行了动态的仿真模拟。总之,系统动力学在水资源保护中的应用主要是建立系统动力学模型,对水资源的污染情况、再生水作为饮用水的方法、区域水资源的动态仿真以及水资源承载力的研究等方面进行探析。

2.2 在固体废弃物管理中的应用

固体废弃物主要是指在生产生活以及其他领域中已经失去了原有的价值或是仍保留原有价值但是已被抛弃的固体、半固体、置于容器中的气体物质以及法律和行政法规纳入固体废弃物管理中的物质。固体废弃物的组成成分较为复杂,且其排放的地域较广,因此存在着难以处置和管理的问题。系统动力学在这方面的应用国内外学者也进行了相关的研究。例如Chaerul等将印度尼西亚雅加达作为研究对象,建立了医疗废物管理的系统动力学模型。又如蔡林应用系统动力学方法建立了一个北京市人口、经济和垃圾处理协调发展的系统动力学模型,对人口随着经济发展的变化、垃圾排放污染以及占地损失、绿色GDP核算、居民家庭、企事业单位生活垃圾和建筑垃圾组合收费方案等问题进行了研究。系统动力学应用于固体废弃物管理中主要是对固体废弃物的产生、处理以及管理收费等环节进行深入的探讨,以达到保护环境的

目的。

2.3 在环境影响评价中的应用

环境影响评价主要是指对拟议中的规划与建设项目实施后可能对环境造成的影响进行分析、预测以及评估,从而提出预防或是降低对环境影响的策略、措施等。环境评价是一项相当复杂的工作,其对环境的可持续发展起着非常关键的作用。系统动力学在其中的应用主要是通过建立系统动力学模型的方式将环境影响因子的动态变化过程反映出来,从而达到对环境影响评价的目的。系统动力学是目前环境影响评价的系统方法中较为理想的一种方法。其应用于环境影响评价中主要是进行环境经济评价、环境战略评价、累积环境影响评价以及环境区域规划评价等。

2.4 在土地资源利用及规划中的应用

土地资源是人类赖以生存与发展的重要物质基础,而在人类的发展中,土地资源的开发与利用存在一些问题,这也为可持续发展带来了一定的影响。随着系统动力学在环境保护中的应用,其在土地资源的利用及规划中也发挥了一定的作用。将系统动力学应用于土地资源利用与规划中可以对土地规划方案的可行性进行验证,并为科学决策与管理提供有利的依据。系统动力学在土地资源利用与规划中的应用主要是研究农业土地资源的合理利用、城市土地的规划以及土地承载力等。

2.5 在生态环境保护中的应用

生态环境主要是指对人类生存和发展有影响的自然资源,其与社会和经济的可持续发展息息相关。在人类的发展过程中,为了自身的利益利用与改造自然环境的过程中对生态环境造成了很大的破坏与干扰。在人们意识到生态环境保护的重要性后,开始对生态环境进行保护与恢复,而很多学者在这方面也有较深入的研究。系统动力学在生态环境保护中的应用也是非常广泛的,很多学者在研究过程中采用系统动力学对生态环境进行了情景模拟,从而了解与判断生态环境系统的发展情况。系统动力学在生态环境保护中起着非常重要的作用,其主要是研究系统生态、种群生态以及生态承载力等问题。

3 结语

近年来,系统动力学在环境保护中的应用越来越广泛,而且其应用于环境保护中所解决的环境问题也越来越复杂。虽然系统动力学应用于环境保护中已经取得了一定的成绩,但是从目前的研究状况以及未来的发展来看,系统动力学还应在自身理论、完善模拟软件功能、模型的适用性与其他理论和方法相结合等方面进行深入的研究,从而为环境保护提供更好的理论依据。

参考文献

[1] 孙烨,梁冬梅.系统动力学在环境保护中的应用[J].安徽农业科学,2012,(7).

动力系统分析第4篇

【关键词】 电力调度 调度自动化 报警系统 智能监控报警系统

电力行业作为担负着国民经济命脉的重要行业,拥有自身的独自特点。电力系统一方面担负着电力企业经营和管理上的重任,另一方面更要做好确保电网安全稳定运行时的监控工作。电力系统调度作为电网正常运行的重要环节,实现其自动化势在必行。随着近年来电力系统的快速发展以及信息和计算机技术在电力系统中的广泛应用,无人值班制度和变电站的综合自动化不断推广,做好电力调度自动化系统的安全监控和报警工作变得至关重要。

1 电力调度自动化中的问题

电力调度作为现代电力系统可以正常稳定运行的中枢环节,在调度中心中,其自动化系统不可或缺。电力调度部门的主要工作之一就是确保电力调度自动化系统的正常安全运行,指挥着电网的运行、操作以及事故的处理。但就目前而言,在我国电力系统的日常的运行维护过程中,还存在着以下一些问题:(1)为了掌握系统的每个设备的工作状态和业务工况,需要耗费运行维护人员大量的精力和时间;(2)由于系统运行的不稳定性,突发事件时有发生,事件处理的过程中通常很难进行准确的故障定位,因此不能及时恢复系统的运行状态,也无法很有效地满足电力系统对连续性的要求;(3)因为在管理电力调度时,一般情况下只能进行事后的处理,而不能有效地预防。而在处理故障时,还需涉及到协调开发商、厂商、集成商、和业务部门等多方的问题。

2 电力调度自动化监控报警系统的基本设置原则

设置监控报警系统时,一般设置的原则是分级分层,可划分成三个层次的报警系统,分别是正常操作报警系统、设备异常报警系统以及事故告知报警系统。

(1)正常操作报警系统的设置原则及要求。目前,电力调度中心的监控报警系统只可以在线路开关跳闸时,很简单地显示出来,却无法辨别导致开关变位的真正原因,是由于正常操作还是线路故障,因此应该改进这种监控报警系统。如果是由于正常操作引起的报警信息,经过确认后便可以继续运行,同时发出次要警告音,如果是由于线路故障引起的报警,则要求预警系统可以发出重要保护的警告音,且警告信息应一直闪烁。

(2)设备异常报警系统的设置原则和要求。设备异常智能预警系统有两类,分别是为电流、有功功率越限告警和电压越限告警。1)电流、有功功率越限报警的设置原则。设备主变压器电流、功率超过负载时越限报警的设置原则是:设定主变正常运行参数下的一个安全值,一般而言为90%~95%的总负荷。如果监测时的遥控值超过该安全值,则设备异常报警系统自动弹出警告信息窗口,同时运行参数显示的文字颜色开始闪烁变化。2)电压越限报警的设置原则。电压越限告警的设置原则是,电压值超过临界值时,通过电压棒图开始迅速变色发出报警。通常如果以电动机负荷为主时,系统无功功率没有满足系统运行的要求,会造成电压过低,为了缓解运行障碍,电动机负荷便会占用大部分的无功功率,从而导致系统的无功功率更加不足。如果此时不加以遏制使其进入恶性循环,电网则很容易崩溃。因此,在进行电压无功综合控制装置推广的同时,要进一步加强电网的电压无功监控,尽量避免产生的装置的运行脱轨现象,此时,设置电压越限报警系统非常必要。

(3)事故告知报警系统的设置原则和要求。当电网发生事故时,线路的开关会自动变位或跳闸,事故告知报警系统应迅速显示发生事故准确的时间及位置、线路附件保护装置的动作信号,同时发出事故警报音,自动启动该设备相连的打印机,并且记录打印报警信息。

3 智能监控报警系统发展的必要性以及综合监控系统的总体设想

(1)智能监控报警系统发展的必要性。现阶段,随着电力行业的迅速发展,一方面,无人值班制度和变电站的综合自动化不断推广,迅速加大了各种信息的获取量,对电力调度自动化的监控报警系统的要求也更为精准;另一方面,由于电力系统容量的上升,对要求电力调度更加地安全和稳定,以方便调度人员可以更快速更准确地分析实时事故或异常信息。规模较大的电力系统运行时,智能监控报警系统不但可以及时的发现异常状况,迅速地采取积极有效的措施,防止发生安全事故,还可以为调度员分担重任,让他们可以有更多的精力和时间去处理、分析故障的设备及仪器。

(2)智能综合监控系统的总体设想。与传统调度自动化相比,智能调度自动化可以更进一步进行对电网全景信息量获取的拓展,还会进一步优化各级电网控制,在整体上构建一个完全不同与传统电网的电网体系。近些年来,我国的电力调度自动化部门一直都在积极探索着实现智能监控报警的有效方式。目前,电力系统应用了第三代开放分布式的电网调度自动化系统(SCADA/EMS),出现了综合监控的特点,同时相继有完善的高级应用(PAS)、网络分析(NA)、调度培训(DTS)、以及调度管理信息系统(DMIS)等,都实现了电力调度自动化监控报警上真正的开放性。

4 结语

在信息及计算机技术广泛应用于电力系统的当代,电力调度的自动化是电力系统的核心环节,而电力调度自动化系统中监控报警环节也发挥着巨大的作用。做好电力调度自动化监控报警的工作,对其作出创新和改进,可以极大的方便人们的日常生活,保证电网安全、经济、稳定的运行。

参考文献:

[1]石俊杰,孟碧波,顾镜汶.电网调度自动化专业综述[J].电力系统自动化,2004.8.

[2]王世祯.电网调度运行技术[M].沈阳:东北大学出版社,1997.

[3]张伯明,吴素农,蔡斌,吴文传,孙宏斌,郭琦.电网控制中心安全预警和决策支持系统设计[J].电力系统自动化.2006年06期.

[4]孙宏斌,胡江溢,刘映尚.调度控制中心功能的发展——电网实时安全预警系统[J].电力系统自动化,2004.

[5]鲁宗相,王彩霞,闵勇,等.微电网研究综述[J].电力系统自动化,2007(19):31.

动力系统分析第5篇

关键词:电力系统 配电自动化 项目技术

1电力系统配电自动化的控制

配电自动化是城乡电网改造的主要组成部分,它涉及配电网结构、一次二次硬件设备及供电管理策略与水平三大方面。

配电自动化是实时方式就地或远方对配电网进行数据收配电自动化是实时方式就地或远方对配电网进行数据收经济运行,改善电网质量,降低电能损耗,快速处理事故,提高供电可靠性。配电自动化包括变电所综合自动化、当地自动化装置、调度中心至变电所的安全监控和数据采集系统、地理信息、配电设备状态检测维修管理、停电管理、故障报修应答、还包括自动化抄表和用电控制系统、负荷管理系统等。

要实现上述目标,需要有一个系统软件和硬件设备的支撑。

进线监控自动化在正常情况下,远方实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况,并实现线路开关和远方合闸和分闸操作以优化配网的运行方式,从而达到充分发挥现有设备容量的目的;在故障时获取故障信息,并自动判别和隔离馈线故障区段并恢复故障区域的供电,从而达到减小停电面积和缩短停电时间的目的。

开闭所和配电变电站自动化完成对配网中110kV开闭所、小区变的开关位置,保护动作信号、小电流接地选线情况,母线电压,线路电路,有功和无功功率以及电度的远方监视,以及开关远方控制、变压器远方有载调压等,从而有助于进一步提高供电可靠性和改善供电质量。

变压器巡检系指对配网中各变压器的参数远方监控和补偿电容器的自动投切和远方投切等,从而达到提高供电质量的目的。

需方管理是电力的供需双方共同对用电市场进行管理,以达到提高供电可靠性,减少能源消耗及供需双方的费用支出目的。其内容包括负荷监控与管理和远方抄表与计费自动化两方面。

配电网负荷监控与管理是根据客户的用电量、分时电价、天气预报以及建筑物内的供暖特性等进行综合分析,确定最优化的负荷控制计划,对集中负荷及部分工厂用电负荷进行监视,管理和控制,并通过合理的电价结构引导客户转移负荷,平坦负荷曲线,从而进一步发挥和利用现有设备的容量。

远方抄表与计费自动化是指通过各种通讯手段读取远方客户电表数据,并将其传至控制中心,自动生成电费报表和曲线,并能实现付费率和各项统计功能,从而降低劳动强度,提高营业管理现代化水平,有助于减人增效。

配电地理信息系统的内容主要包括:设备管理、客户信息系统、故障报修系统、停电管理系统和配电网发展规划设计等功能。

网络分析与优化:包括潮流分析和网络拓扑优化,目的在于减少线损、改善电压质量、降低运行成本、提高供电质量。

工作管理系统是对设备进行监测,并对采集的数据进行分析以确定设备实际磨损状态,并据此规划检修顺序进行计划检修。

调度员培训模拟系统是通过用软件对配电网的模拟防真的手段,是对调度员进行培训,当数据来自实时采集时,也可帮助调度员在操作前了解操作的结果,从而提高调度的安全性和可靠性。

配电网的自动保护装置是配电网中最基本和主要的自动化设施。主要配置于变电所的断路器上。在大中型城市的点网中。110kV配电断路器采用真空断路器(与自动化系统共同安装于高压开关柜中)。

安全监控和数据采集系统以计算机为基础,采用数字编码以扫描方式进行信息传送和接受。实现调度中心对多个远方变电的连续监视、遥控和数据采集,称调度自动化(SCADA)系统。配电网的调度自动化功能一般有报警、遥控、数据采集、记录和显示等。调度自动化的范围只涉及变电所中的设备,变电所外的配电线则由配电线承担。

配电线自动化是当配电线故障时,配电线上的自动装置能代替运行人员实行各种操作,将故障区段自动隔离和恢复供电,使停电时间和范围限制在最小。实现配电线自动化需将权限用自动化分段开关分成几段,并配置相应的控制装置。当线路多次过流脉冲计数、电压消失或被检测失压时,自动隔离永久性故障,恢复供电。

配电过程自动化是集计算机技术、现代通信技术、自动控

制技术、电力系统理论和电气设备制造等新兴技术密集型的高新技术产业,是电网改造的重要组成部分。

自从电力自动化公司承担配电过程自动化项目以来,采用上述技术先后完成了以下项目

2馈线自动化系统

该系统的技术特点是:

1)创立了配电网的变结构耗散网络模型,即通过将线路上的柱上开关看作是节点,将相临的两个节点问的配电馈线和配电变压器综合看作一种耗散元件,并从负荷的角度描述配电网的方法对复杂配电网进行了简化处理,即少了节点数目,又突出了配电网的主要参数,并且解决了由于配电网量测点严重缺乏带来得分析困难;

2)创立了基于变结构耗散网络的故障隔离,健全区域优化恢复、负荷均衡化和调度仿真的有效方法;

3)创立的突变电量启动的不良数据辨识和网络结线分析方法能够有效的提高系统的可靠性和数据正确性;

3配电自动化系统智能配电软件

该项目也是国家中小企业创新基金项目,该项目是一个高起点项目。它的技术特点主要有:

1)采用新颖的配电网简化建模方法实现了网络拓扑功能,提出了耗散元件的概念,并从负荷的角度描述配电网的方法,既减少了节点数目。又突出了配电网的主要参数;

2)针对配电网严重缺乏量测数据的实际情况,提出了等负荷以及等负荷密度的方法,大大简化了复杂配电网的分析,充分利用有限的量测数据获得良好的分析结果。并在此基础上研发了配电网潮流计算和配电网调度仿真软件;

3)基于简化模型开发了配电网故障区域判断和隔离软件模块,并以安全和负荷均衡为原则,建立了故障隔离后受故障影响的健全区的优化恢复策略搜寻软件模块,能够有效的减少停电面积、缩短停电时间。

4县级电网综合自动化系统

该系统的技术特点主要是:

1)系统采用统一的软件平台设计思想,将县级电网调度自动化系统、变电站集控系统、城区配电自动化系统、配电地理信息系统以及DMS、EMS集结为一体。完成所有配电网及其管理功能,有效地降低了造价,具有较高的性价比;

2)充分应用馈线自动化和智能配电软件建立的理论、算法__和应用软件基础,实现了系统网络拓扑的新型的简化的建模、故障的判断和隔离;建立了受故障影响的健全区域的优化恢复策略搜寻软件,能够有效减小停电面积,缩短停电时间;创立的突变量启动的不良数据辨识和网络结线分析方法能够有效的提高系统的可靠性和数据正确性;

3)采用了电容储能方式的开关两侧失电补跳机构,有效的消除了故障后柱上开关越级跳闸对网络重构的不良影响。

5馈线开关监控终端(F1U)

该项产品已经经过两次更新换代,先进技术的应用,产品技术含量在不断提高,产品的可靠性、稳定性也不断提高,产品已逐渐实现系列化。

技术特点:

1)该装置是一种集测量、保护、监控为一体的户外开关设备远程监控装置,能够与主站一起实现馈线故障定位、故障隔离功能;

2)该装置采用以下先进技术:

a)软件平台采用嵌入式实时多任务操作系统,控制回路采用专用的可编程逻辑电路,保证了系统高效、可靠运行;

b)模拟量输入采用零相差高精度高速同步采样、数字滤波算法,提高了装置精度;

3)电磁兼容性达到国家最高标准Ⅳ,工作温度范围:一40oC~85~C,能适应户外和电磁严重污染的恶劣环境。

6配变监控终端(TTU)

该装置是一种集测量、保护、监控为一体的装置,主要用于10kV柱上配电变压器、箱式变电站和小区变电设备远程监控及数据信息传递功能。可采集变压器电压、电流、功率、电度量等。并将上述信息由通信网络发向远方的主站系统,而且能够接收主站发出的命令进行相应的控制操作,有助于网络的优化与管理。

该装置采用以下先进技术:

a)软件平台采用嵌入式实时多任务操作系统,控制回路采用专用的可编程逻辑电路,保证了系统高效、可靠运行;

b)模拟量输入采用零相差高精度高速同步采样、数字滤波算法,提高了装置精度;

c)采用高可靠的开关电源实现交流、直流电源无延迟切换和对蓄电池的智能管理;

电磁兼容性达到国家标准,能适应户外和电磁严重污染的恶劣环境。

7变电站/开闭所远动终端(RTU)

该系列产品已经具备了表计RTU,交流采样RTU、CAN总线方式的交流采样RTU。

1)交流采样方式RTU技术特点是:在数据采集过程中采用差分式数字滤波器;采用双CPU模式和双端存储器RRAM;

遥控输出采用唯一性逻辑判断闭锁控制。

2)CAN总线方式交流采样RTU技术特点是:

a)保留了原交流采样RTU的技术特点;

b)采用嵌入式WIN CE系统操作平台;

该系列产品正在进一步进行系列化、标准化设计,力争实现适用于不同规模、不同用户、不同环境的全方位系列产品。

交流采样RTU于2002年8月由西安市科技局组织和投产鉴定,鉴定委员会认为该产品结构合理、维护方便、运行可靠、技术成熟,达到国内先进水平。具备了产业化条件。

以上项目在各个工程运行中无论功能、性能、可靠性、稳定性方面都受到用户好评。

动力系统分析第6篇

关键词:电力系统;自动化;远动技术;智能

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:

电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。电力系统调度自动化,是当前电力系统中发展最快的技术领域之一,它的主要功能构成分为:SCADA(数据采集与监视控制)、EMS(能量管理系统)、AGC(自动发电控制)、AVC(无功功率控制)、PAS(高级软件应用)、DTS(调度仿真)等。

一、电力调度自动化系统的主要功能

电力调度自动化系统采用成熟的计算机技术、网络技术及通讯技术等,符合相关的国际和工业标准。电力调度自动化系统的主要功能包括:数据采集、信息处理、统计计算、遥控、报警处理、安全管理、实时数据库管理、历史库管理、历史趋势、报表生成与打印、画面编辑与显示、Web浏览、多媒体语音报警、事件顺序记录、事故追忆、调度员培训模拟、高级应用软件分析等。前置、SCADA、历史数据等重要节点采用双机热备用,主站系统还应配置灾难备份系统,提高系统的可靠性和稳定性。当任一台服务器出现问题时,所有运行在该服务器上的数据自动平滑地切换到另一台服务器上,保证系统正常运行。系统有健全的权限管理功能。能快速、平稳地自动或人工切除系统本身的故障,切除故障时不会影响系统其他正常节点的运行。调度主站是整个调度自动化监控和管理系统的核心,从整体上实现调度自动化的监视和控制,分析电网的运行状态,协调变电站内RTU之间的关系,对整个网络进行有效的管理使整个系统处于最优的运行状态。电力调度自动化系统是监控电网运行的实时系统,具有很高的实时性、安全性和可靠性。

二、电力调度自动化系统的现状

一个大规模的自动化系统,必须要有严格的管理制度,虽然电力调度自动化系统投入运行以后,取得了好评,但是由于缺乏运行和管理经验,没有及时制订各种管理制度,系统的运行维护工作无制度可依,造成了影响系统的安全、稳定运行的重大问题,因此我们需要及时学习和制订相应的各种管理制度。为适应安全风险体系要求,应制定各种故障情况下的应急预案,确保调度员任何时候都可以通过调度自动化系统监控电网。自动化作业应遵循作业指导书,具备程序操作卡。

目前我国投运的系统主要有DF-8003,OPEN-3000等。这些系统都采用RISC工作站和国际公认标准,操作系统接口用POSIX,数据库接口用SQL结构化访问语言;人机界面用OSF/MOYIF,X-WINDOWS;网络通信用TCP/IP,X.25。应用表明这些系统基本功能均达到国内外同类系统的水平,且各有特点。下面主要阐述我局OPEN3000系统应用特点。

Open3000是“确立了“一个平台、四个系统”的战略指导方针,一个平台是指设计一个适用于调度中心内各种实时应用功能的实时信息系统平台,而四个系统是指能量管理系统、配网管理系统、广域测量系统与公共信息平台系统。首先设计一个实时信息系统平台,在这个平台之上构架相关的各种应用从而构成不同的应用系统,比如在实时信息系统平台上构架SCADA、AGC、PAS、DTS等应用组成一个网省级的EMS系统,在其上构架SCADA、DA、GIS、FM/AM等则构成一个DMS系统,类似地,实时信息系统平台还支持广域测量系统与公共信息平台系统。

Open3000系统典型结构图:

图1

三、电力系统远动

应用通信技术和计算机技术采集电力系统实时数据和信息,对电力网和远方发电厂、变电站等的运行状态进行监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。

远动技术作为调度自动化系统不可缺少部分,也是调度自动化系统的基础,关系到电网数据的实时性、准确性,同时也是实现遥控、遥调功能的关键,故厂站远动通信机与通信通道的稳定性、准确性要求极高。日常工作中加强远动通信机、通道的维护,做到有计划的巡检,备品备件库存足够!

四、电力调度自动化系统安全分析

电力系统安全分析主要内容是利用自动化系统的实时数据对电力系统某一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。

安全可靠的电力调度自动化系统是电网输电配电以及相关网路安全运行的保障,如何实现电力调度自动化系统的安全运行,以成为非常重要的课题。首先,要确保网络操作系统的安全性,计算机操作系统是网络操作系统的核心,在电力调度自动化系统的安装过程中,对操作系统的选择要有针对性,要采用运行状态稳定,访问控制完善的系统。其次,重视防病毒工作,将单机防病毒工作和网络防病毒工作都做到位,杀毒软件的选择应看重单机防病毒和网络防病毒的综合能力,及时有效的发现和杀死入侵系统内网的病毒。最后是设置防火墙,防火墙可以有效的阻断非法数据包对内网系统的渗透,屏蔽网络攻击等。系统的服务器、工作站不能接入移动存储设备。

对于调度自动化系统的调度数据网通道,应在厂站、主站两端加装二次安全防护设备,实现纵向加密、横向隔离,安全配置策略设置专人妥善保管。按照功能的不同,自动化系统划分为生产控制区、非生产控制区、信息管理区,各区间通过防火墙、隔离装置互联。

五、DTS仿真

电网调度员培训仿真系统(DTS)是现代计算机软硬件技术和电力系统分析技术相结合的产物,其主要目的是对各级电网的调度人员进行系统的培训,使调度员在与实际控制中心完全相同的调度环境中熟悉掌握能量管理系统的各项功能,以提高其在电网的正常、事故和恢复等情况下的调度决策能力,同时也可以培训面向商业化运营的新型电力系统调度人员,从而完成调度员从“经验型”向“分析型”的转变。它可以培训如下内容:电网调度员基本技能的培训;操作票态操作培训;紧急控制与事故处理的培训;恢复操作的训练;电力系统物理特性的学习;电网运行方式安排的研究培训;校核电力系统的模型和软件功能;DTS用于电网的规划研究。

六、电力调度自动化技术的发展趋势

不同调度机构之间,如总调、中调、地调、县调,各调度机构可实现数据、模型相互共享,实现电网一体化智能调度运行。旨在采用先进的信息与通信技术(ICT),遵循“一体化、模块化、智能化”的总体技术原则,建设满足复杂大电网安全稳定运行要求的各级电力系统运行驾驶舱(power system operation cockpit, POC)。系统以运行服务总线(operation service bus, OSB)和服务封装为基础,支持信息灵活互动和模块即插即用,实现全网二次系统建设的“统一标准、统一设计、统一采购、统一建设、统一运行和统一升级”。

结语

应用好调度自动化系统,可掌握实时信息,能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制决策提供依据;实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的电力,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。

参考文献:

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[2] 杜红卫,何勇,张瑞鹏,韩韬,徐希.地区电网调度智能辅助决策软件设计[J].电力系统自动化,2010(02).

[3] 国电南瑞科技股份有限公司.基于标准化平台的电网调度自动化集成系统,2005(10).

动力系统分析第7篇

[关键词]电力系统;继电保护;自动化装置

就我国而言,电力企业是国家的支柱企业,所以它的运营情况的好与坏,不仅关系着电力公司的经济利益,同时也将会直接关系到我国人民的生活水平。电力企业想要在未来的技术水平方面有更一步的发展,就要对相关的继电保护装置,还有自动化技术进行研究,为了跟上时代的步伐,下面就对这方面的内容做进一步的分析,争取把这些技术都掌握。

一、继电保护和自动化装置的重要性

电力系统的技术性以及专业性不仅都是非常强的,而且对其研究中,需要有整体的电力知识和比较系统的理论学习。在这些年各个方面的发展中,其电网的铺设范围有了非常大的扩大,所以其使用的程度也越来越广泛,那么在这种形式下,就要求电力系统在使用维护中,一定要有非常好的稳定性,同时还要杜绝一些问题的发生,而给当地生活的居民带来生活上的不便。要想保证以上几点,就必须要保证自动设备的可靠性,同时还要提高继电器的保护作用,这些自动化方法的使用,可以进一步防止电力系统的继续恶化,以此来提高整个电力的水平和质量。

二、继电保护和自动化装置的特点

在该地区的电力系统发生过载运行,或者是发生了短路问题时,它的继电保护系统就会通过自动化技术,把这些相关的信息情况迅速的发送到相关部门的微机当中,在这一系列的过程中,首先就是要保证这个继电保证装置使用中的可靠性,如果在通信传输过程中出现了为题,那么这些相关的情况信息就不能及时的发送给相关的维护管理人员,那么进而就会引发更大的故障,这些故障不是某一个人可以承担的起的,所以保证用电系统的稳定性,是保证这项工作顺利进行的必由之路。继电的保护装置,在使用中,也能够和其它的相关设备一起进行故障的排除工作,这些先进技术的互相取长补短,能够快速和有效的对发现的故障点做切除工作。如果是继电保护装置本身出现了问题,判断其故障原因的方法主要两种形式,通常的情况下是误动故障以及拒动故障。如果该系统的继电保护系统,出现了误动的故障时,判断其故障的方法是,在电力系统还没有发生故障情况下,它自身的特性会有不良反应,或者会受到其它因素的影响,进而出现误动作的问题,这样肯定会造成很大的经济损失。自动化装置在该电力系统的主要作用,第一是为了控制电力系统中实时检测的参数,第二个作用是在自动化装置发生故障后,它会对电力系统的相关位置,零件进行有效的调节和测量工作,还可以对其参数进行控制。如果发生了拒动故障,电力系统在发生故障之后,继电的保护装置就不能发出信号,即使发出了信号,也不能保证其准确性和及时性,那么电力系统的故障点就会很难找到,而且排出的时候也是非常的困难。如果继电保护中所出现的故障非常严重时,那么整个的电力系统就有瘫痪的情况。

三、加强继电保护工作的可靠性的方法

3.1可靠性分析

(1)充分了解初始状态以及装置设定,继电保护自动化装置通常比较复杂,因此日后运行过程中的初始设定将有重要作用,原始数据是其可靠性的重要因素。(2)统计分析装置的运行概况,并且针对性的分析运行规律,随着使用时间的变化,也会存在不同的漏洞,因此必须要对其进行科学检修,提高设备考可行,加强安全系数。(3)电力系统也会影响到继电保护装置可靠性,所以应当及时进行更新换代。(4)利用检测器对继电保护装置可靠性予以检测,进而分析其基本运行状态,除此之外,红外热成像技术以及变压器绕组变形测试也可以对其进行日常监测。

3.2使用冗余设计和相关的优化措施

要想提高继电保护系统的容错技术,使用硬件冗余的方式是一种非常好的办法。继电保护系统在进行设计当中,如果设计了用容错技术,那么继电保护装置在运行中,在其中的某一个保护装置出现了错误的动作情况下,因为安装了容错技术,所以这个电力系统就不会受到影响,从而在一定程度上,就把电力系统的稳定性给提高了。在电力系统中使用硬件冗余的时候,为了能够保证系统运行的可用度以及它的拒动率,最好是应用多数表计,还有备用切换以及并联等这些方法来提高电力系统的稳定性,不仅如此,其还可以更加全面的把恶化的误动率给显示出来。硬件冗余技术在实际的使用中,一定要把继电保护系统的实际情况做一个全面的分析,再根据实际的现场情况,使用核实的冗余方式来处理。

3.3继电保护装置的维护工作要加强

要想很好的保障电力系统运行中的稳定性,在继电保护装置的工作过程中,相关的维护工作一定要做好,这种措施能够把继电的保护装置相关的安全性,还有其可靠性做一个更好的提高。在对继电保护装置进行维护时,它的维修内容主要包括了下面几个方面,先是要对继电保护装置,进行定期的查评以及检修工作,其检查的主要内容包括对二次设备元件名称,还有标志的检查工作,看其是否是齐全的,然后还要对按钮,还有转换的开关,以及一些相关的动作等方面,进行全面的检查,以此来保证装置的灵活应用。同时在维修的过程中,一定要对装置接点的接触压力不足问题进行严格的排除工作,还要检查这些位置是否有烧伤的问题。还要对继电保护装置的红绿指示灯泡,还有制室光字牌进行全面的检查,保证其在正常工作中保证使用的正常性。再一点就是要定期的对配电线路进行检查,以此来保证固定卡子不会发生掉落的问题,这对电力系统的稳定性有非常大的帮助。如果在断路器上,对其操作的机构发生了异常现象,那么对其进行全面的排除工作是非常有必要的,这些方面的有力进行,对电力系统的稳定性都有莫大的帮助。

四、提高自动化装置可靠性的措施

在加强自动化装置的可靠性方面,非常重要的一点就是要加强自动化装置技术的改造工作。在技术的改造方面如果做好了,其不仅可以有效的促进电力系统的继续发展,而且在解决其工作中表现出的不稳定问题上,也有非常大的好处。所以必须时刻的关注自动化装置在技术方面的改造以及更新工作。在开始对自动化的装置进行选择时,合理科学的选择合适的技术与方法是非常有必要的。在对继电的保护装置,还有它的自动化装置进行选择的时候,在有相关的资金条件下,一定要选择两套生产厂家不同的设备,其装置的工作原理也要不一样,这样在实际应用中,就能够起到双重保护的效果,在积极减少装置故障发生的情况,也提高了自动化装置的稳定性。

总结:通过以上对电力系统在继电保护以及自动化装置方面的详细分析,大家对其的了解一定会有更深一步的领悟,而且继电保护装置,在自动化的应用方面不是一朝一夕就可以完成的,所以就要求相关的技术人员,还有一些电力公司的研究人员,在这些方面要通入更多的资金和人力,争取把电力系统在运行中的安全性和稳定性控制好。

参考文献

动力系统分析第8篇

关键词:电力自动化;数据处理;电网建设

对于我国的经济发展来说电力系统就是最重要的大动脉之一,目前随着经济迅速发展以及社会建设的不断完善,我国不同行业以及各地居民对于电力系统 发展提出了更高的要求。电力系统的自动化技术,其作用就是可以更好的实现对于运行状态的集中展示以及及时的监控,并且可以对之进行优化,同时提高安全运行的性能。在电力自动化系统中数据处理部分是其核心,也是信息流的主要表现形式。一些高新技术,比如计算机或网络通讯技术等在电力自动化技术中的应用,让其数据处理工作也日趋复杂,可以快速以及准确的获取和处理数据是保证电力自动化系统正常运转的保证。本文对此作出简要的分析和探讨。

一、电力自动化系统的数据分析

(一)数据分类

一般在电力自动化系统中,可以根据数据来源的不同将其分为原始数据以及再生数据。原始数据指的就是在现场直接采集的数据,再生数据具体是指在原始数据的基础之上进行二次加工得到的数据。根据电力自动化系统的特点可以将数据进行更为细致的分类:

首先就是现场的实时数据,指的就是在现场实时采集到的数据,其特点就是数据量特别大,因此对于此类数据的存储提出了更高的要求。第二就是基础数据,指的是电力设备数学的一些数据,其属于设备管理的基本范畴之内,例如线路或者发电机等。第三就是日常的运行数据,主要有电力自动化系统中记录的数据以及各种职能部门在工作中处理的数据。最后就是市场数据,因为电力行业的市场化改革正在逐步进行,所以将市场数据纳入数据分类中也是适应发展趋势的必然要求。

(二)数据获取

获取数据也可以被称为采集数据,指的是电力自动化的输入,分为数据的采集以及处理和转发等三个环节。与电力自动化系统相对应的就是数据的传输是采集的关键。目前来看针对数据的传输,主要有有线以及无线两种主要方式,有线传输的方式包括了光纤和电缆等,无线传输的方式有微波以及无线扩频等。目前我国电力系统发展中主要采用的传输方式是有线传输,但是无线传输在一些特殊区域发挥出重要作用,因为无线传输具有减少铺设线路的优点所以在一些偏远地区的电网数据采集来说就具有较大优势。但是无线传输中的一些技术问题还是有待解决的,比如数据的实时性以及可靠性等。如果解决了这些问题,无线传输可能成为电力自动化系统发展的新重点。

二、电力自动化系统中数据的特点分析

(一)唯一性的特点

在电力自动化系统中存在着大量的数据,这些数据的特点就是具备一定的独立性,但是在子系统进行交流的过程中这些数据也会包含其他子系统中的大量数据,所以子系统之间的数据会存在交叉现象,如果不能对这些数据进行妥善处理的话就会出现数据冗余的问题。一旦出现了数据的冗余很可能导致系统在处理数据时能力降低湖或者更新速度较慢,严重的话还可能导致系统数据的可信度降低。所以说为了能有效的保证数据的唯一性,就需要对数据库进行统一的管理以及日常维护工作。通常来说对于离线数据库可以比较容易进行管理,实现其唯一性难度不高,但是针对实时数据库就需要将数据库的信息映射到不同工作站的内存中,就需要在线进行统一管理来确保不同子工作站的数据库进行更新来避免重复性。

(二)数据共享性

目前在数据的共享方面主要的方式有文件的共享、基于web的数据共享以及直接方位内存和网络通讯、内存数据库等。基于web的数据共享,是通过互联网的共享数据。目前随着我国信息化的进行以及网络的普及,互联网的影响已经深入到了社会的不同层面以及角落,网络带宽也越来越大,网速也逐步提高,这就使得web数据共享方式变得更为可行。跟其他的数据共享方式比起来,基于web的数据共享技术充分利用了互联网技术,具有高效率低成本的优势,但是其缺点也较为明显,实时性较差。近年来,因为基于内存数据库的数据共享方式具有结构简单同时灵活性和实时性较好、访问速度较快等优点所以得到了快速发展,这也是之后电力自动化系统发展的主要方向。基于内存的数据共享指的就是把数据放在内存中,其缺点就是开放性不够好。为了实现其开放性可以利用dcom技术来实现其访问接口。

三、数据流的安全性

目前伴随着计算机以及网络技术的快速发展,把数据流作为信息载体的系统内部数据管理方式开始成为主流,通常来说数据流的特点就是实时性以及连续性、顺序性,其过程中就是从数据进入系统开始,数据在系统内的各个环节进行流动,其运动的基本策略跟系统的功能有关。随着我国电力系统自动化水平的不断提升出现了越来越多的需要处理的数据流,数据的结构也更加复杂。所以只有进行合理的部署,数据流才可以逐步的提高其传输的效率来保证电力自动化系统的安全性以及可靠性。数据流在电力自动化系统中的关键,就是要解决系统的统一接口的问题以及实现子系统之间的互联。其未来发展的基本方向就是实现电力自动化系统的数据流优化策略。

随着电力系统中数据的存储了急剧增加,互联网中的病毒等也开始泛滥,但是碍于一些硬件设备的限制导致了电力系统中的数据备份等还是不够完善,这就大大的增加了数据丢失的风险。数据丢失很可能会导致电位运行的不稳定甚至是瘫痪。所以说数据的安全问题成为了现在电力自动化发展中十分重要的问题。可以从以下几个角度入手谈及提高数据安全性。

第一就是制度完善来确保数据安全。要在企业内逐步制定以及完善有关计算机使用和数据安全维护的规章制度,通过加强对工作人员的思想教育来提高员工对于数据安全的重视晨读,并且在之后的日常工作中要按照操作规范等来进行数据的传输以及保存,形成良好的数据安全意识。

第二就是硬件设施的安全性,针对控制室的设计等要符合建筑规范,水电的安装要符合技术要求,同时还需要安装防火以及防盗、防雷等措施。控制室要有必要的安全保卫措施。

最后就是技术性的安全,系统要有完整性,要安装必备的防病毒软件,并且及时的对操作系统等进行升级,同时定式更新病毒库。有关数据 要进行及时的备份。计算机来设置密码,重要的文件要加密。数据的删除要进行记录以便可以恢复误操作的数据。要坚持网络专用制度,把电力自动化的网络跟商业网络隔离开来。同级别部门之间进行互相访问是需要设置密码,下级对于上级网络的访问需要进认证,通过技术上的进步来确保数据的安全才是核心所在。

结语:

电力自动化系统是一个会涉及到多方面内容的系统,其核心就是数据的处理。正确有效的数据处理是保证电力自动化系统安全有效运转的必要手段。目前随着计算机技术以及网络技术的发展,在电力系统中的运用让数据的处理凸显出更高的价值。尤其是我国目前无线网络逐步兴起,无线网络数据传输的可靠性以及实时性等问题解决之后,必将成为数据处理的重要增长点,所以基于无线网络的数据处理等将是一个新的课题。

参考文献:

[1] 黎灿兵,刘晓光,赵弘俊,文燕,李大勇.中压配电网不良负载数据分析与处理方法[J].电力系统自动化,2008(20).

[2] 王松月,杨福兴.基于ARM 920T嵌入式通信控制系统设备驱动开发[J].电力自动化设备2006(06).