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煤矿机电一体化集成监控系统,是以运行环境数据、实时运行数据、图像视频等基础数据智能自动化处理为核心,实现对煤矿机电一体化系统运行工况、周围环境、安全隐患、人员操作、设备性能等进行在线实时检测分析,避免机电一体化系统中由于某些自动化传感器的局限性引起安全隐患或故障的漏报或误报,有效弥补煤矿机电一体化监控系统在煤矿生产作业全过程中的监控盲区,降低事故发生率,确保工作人员及机电设备长期处于高效、安全的运行工况,有效提高机电一体化系统的综合自动化、信息化水平。
1.1 建立本质安全的机电一体化无线通信系统
结合RFID无线射频技术、WiFi无线终端通信技术、PDA手持式电话等为核心的机电一体化无线通信网络技术,结合远距离通信以太网、工业电视等光纤通信技术,对煤矿作业面上的机电一体化设备的运行工况、人员工作位置、作业环节等的实时数据信息进行采集,经远距离传输到地面的集控中心,实现对作业面上机电一体化设备和人员的信息的动态采集、传输、运算分析和管理。但由于煤矿作业环境较复杂,需要监控点、面较多,这对无线通信和光纤通信网络自身的综合防爆性能提出了更高的要求。因此,研究监控内容丰富、系统集成化程度较高、极限功率本质安全的通信技术,是煤矿机电一体化监控系统发展的重要方向。
1.2 建立无人工作面远程集中遥控系统
目前,煤矿井下采煤工作面已结合PLC、变频器等机电一体化控制设备,实现了采煤工作面中有人巡视和操控条件下的顺槽遥控和记忆割煤,但由于作业面工序较复杂、工艺内容较多,以及井下作业环节较复杂,还需要结合井下机械设备、电气设备、通风系统、供水系统等,进一步提高操控系统运行的安全可靠性,实现无人工作面的地面远程遥控,确保井下具有较高的瓦斯、供水、通风防护等系统的集成监控,提高作业环境的安全防护水平。
1.3 建立基于信息集成互享的煤矿机电一体化安全生产集成管理系统
目前,我国多数煤矿机电一体化设备和各种检测、监测、保护子系统大多是独立运行模式,不能实现系统间数据的相互集成共享和互操作,造成大量的机电一体化信息资源孤岛产生,造成大量的数据信息资源的丢失和浪费。因此,建立具有统一通信网络和数据处理平台的煤矿机电一体化安全生产集成自动化管理系统,已成为煤矿机电一体化发展的重要方向。
2 基于信息交互的机电一体化集成自动化管理平台的建立
在煤矿机电一体化信息集成自动化管理平台系统建设中,统一数据传输网络平台和统一软件及数据仓库平台,需要从系统硬件结构、软件配置等方面确保信息化矿山中的机电一体化各检测、监测、监控子系统模块的集成统一。通过统一数据传输模式、统一数据表达形式、统一数据处理格式和统一数据管理方式等,实现数据信息的相互集成共享,避免数据孤岛出现,提高数据的综合利用效率水平。
煤矿井下中的机电设备硐室、空压风机房、中央供水系统、水泵房、胶带、运输带、工作面等作业面上的无人值守,远程监控,自动操作,是煤矿机电设备安全稳定生产急需解决的问题。当矿井工作面有人巡视的条件下,通过顺槽遥控技术已是较为成熟的技术,但是发展无限远程遥控依然还需要进一步加深研究。通过信息集成互相平台的建设,可以对井下作业面上的机械设备、供电设备、运输设备、供水设备、通风设备、采掘设备、检测保护系统等系统信息的统一采集、集成统一,并可以结合视频技术、3D GIS技术等,实现三维可视化直观表达和智能运算分析[2],形成矿井全过程的动态监测、控制、管理的集成一体化管理,有效提高矿井机电一体化系统的综合运行安全可靠水平和生产管理的效率效益水平。基于信息交互的机电一体化集成自动化管理系统,其逻辑组成结构如图1所示。
图1是某煤矿机电一体化集成自动化管理系统的逻辑组成结构,其包含了环境监测分站(瓦斯、粉尘等)、中央变电所、采区变电所、中央泵房(供水系统)、采煤机、给煤机、通风系统、传输胶带等子系统。通过工业现场总线,将底层(机电设备)的一体自动化操控保护系统与地面上的集控中心有机互联,便于地面作业人员进行远程运作管理和操控。通过大屏幕,工作人员可以可视化了解井下机电设备的实时运行工况状态,便于其根据实际情况制定高效合理的调控策略,有效提高采煤作业的工作效率和作业安全。机电信息一体集成化,是煤矿机电设备研究发展的重要方向,同时也是一个不断提高和深化的过程,需要在工作实践中不断优化改进。
3 结束语
煤矿机电一体化设备种类和性能的不断完善,尤其是具有防爆性能的矿用传感器技术的进一步提高,能够检测到矿井作业面上更多机电设备的运行工况状态和周围环境信息,增加了煤矿机电一体化产品的信息化、智能自动化、网络集成化功能水平。结合PLC、变频器、RFID、3D GIS、视频监控等技术,建立信息交互的机电一体化集成自动化管理系统,可以实现对整个矿井作业面的全面、完整地信息采集、远程传输、运算分析和智能决策生产,确保煤矿机电一体化设备系统功能的高效稳定发挥,提高工作面作业效率和安全水平。
篇2
1 机电控制系统自动控制技术阐述
1.1 机电控制系统
机电控制系统是指在没有人参与的情况下由机械、设备等按照人们设计好的方式运行实现生产,通过机电控制系统,可以将控制器和控制对象等各种部件组成在一起。在实现机电控制系统的过程中,运用到的技术组要包括信息处理技术、计算机技术、电力电子技术、微电子技术等,此外还会应用传感检测技术、通信技术、过程控制技术好自动化控制技术来实现,并且这种技术并不是单独使用的,在机电控制的过程,需要将这些技术融合在一起形成综合技术,然后才能实现机电控制系统。机电控制系统的出现为工业制造和工业生产带来了很大的便捷,在很多领域和行业都得到了广泛的应用,例如航海航空路英语和生产领域。对于机电控制系统,虽然是设备和仪器的控制过程,但是需要人进行远程控制,管理人员主要通过计算机网络对机电控制的各种仪器和设备进行控制,因此机电控制系统是在网络平台的基础上发展起来的。
1.2 自涌刂萍际
自动控制技术是一种通过控制器对远程的控制对象进行操作的一种技术方式,自动控制技术的理论基础为自动控制原理,自动控制理论包括现代控制理论和经典控制理论,是由电器部件和机械部件等共同完成的,自动控制技术在自动控制系统中发挥着重要的角色。对于经典控制理论,研究对象是单变量的线性时不变系统,需要借助数学工具拉普拉斯变换,在频率域采用数学函数传递的方法进行系统分析,在负反馈闭环系统中,利用自动调节器,对系统的中心环境进行自动调节。
对于现代控制理论,研究对象主要为非线性、多变量和时变系统,需要借助数学工具中的线性代数、矩阵论和集合论等进行研究,其研究对象主要为自适应控制、最优控制、随机控制和鲁棒控制,在时间域内,采用状态控制的方法进行系统分析,通过对系统现在所处的环境以及状态对其下一步的状态进行预测,然后用状态方程的对整个系统过程进行描述。
2 机电一体化设计方法
对于机电控制系统的一体化设计,常用的设计方法主要包括组合法、取代法和整体法。
2.1 组合法
组合法是通过整合功能模块来实现设计的一种方法,在设计过程中,需要将具有不同功能的标准功能模块组成成机电一体化系统。机电控制系统的一体化是为了实现其功能的多样化,当利用简单的电子或者机械已经不能顺利完成制定的任务时,为了强化系统的功能性,可以将几个不同功能模块进行整合,形成一个具有多功能模块的综合系统,以实现其一体化设计,不同的功能模块通过相互作用对系统进行设计。组合法在机电一体化设计中应用非常广泛,尤其是在数控机床方面应用非常多,能够取得良好的效果,表现出多种优势,使数控机床的功能呈现出多样化特点,有效提高产品质量。此外,采用组合法进行一体化设计,并不需要重新设计,而是将各种功能模块整合在一起,因此一体化设计的周期比较短,设计过程比较简便,应用非常广泛。
2.2 取代法
取代法也是机电一体化设计的常用方法,在电子化产品的一体化设计中应用非常广泛,取代法就是采用电子线路代替机械控制结构的设计方法。机械控制结构是工业生产的重要组成部分,但是采用机械控制结构完成生产任务,运行过程比较单一,因此运行生产的效率低下。而采用电子线路代替及系统控制结构,就能够改变机械控制结构运行单一的缺陷,取得较好的效果。采用电子线路控制,整个过程需要分布进行。首先需要在微型的计算机或者控制器上编码出电子线路的相应程序,这样才能有效将电子线路和机械控制结构结合在一起,然后进行取代工作,接触式控制器也可以采用凸轮和变速结构等代替。通过取代法,不仅能够简化传统机械结构,同时还能够实现一体化设计,不断提升产品的性能和质量。
2.3 整体法
采用整体法设计机电一体化产品,是将电子部分和机械部分有机结合,充分利用电子技术和机械技术,从整体视角对机电一体化产品进行设计。这种基于整体的设计需要花费较大的时间,同时在设备成本上也更大,但是其由于是基于整体的设计,因此能够表现出创新的产品设计理论,和传统设计模式不同,可以全面提升机电一体化产品的性能和质量,体现出了设计过程的创新性。
三种不同设计法的比较见表1。
3 结语
机电控制系统在人们的生产活动中发挥着重要的作用,是一种融合多种技术的综合性技术系统,在新时代下,人们对机电一体化的需求越来越大,机电一体化设计的方法主要有组合法、取代法和整体法,不同设计方法各有优势,可以提高机械产品的性能和质量。
参考文献
[1]黎洪洲.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].信息系统工程,2013,17(08):36-37.
[2]李进生.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].通信电源技术,2013,30(01):73-74.
[3]潘六寿.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].黑龙江科技信息,2015,5(01):59-59.
作者简介
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一、项目建设工作机制与举措
1.成立机构,加强组织保障
为了保障国家级高技能人才基地建设任务的顺利进行,本专业建设以系主任总负责,实行项目建设责任制。系部建设领导小组对所有建设项目实施过程监控,定期召开例会,沟通信息,保证建设项目的进度和质量,保证项目的良性运行。
2.建章立制,规范项目建设
项目组严格执行学校制定的管理办法,按照学校的要求对建设任务进行层层分解、有效落实,遵循目标管理与过程管理相结合、专家指导与小组研究相结合,为建设项目的有效推进、预期目标的顺利实现提供了制度保障。
3.细化任务,明确工作职责
系部成立专业建设日常工作组织机构,对各建设模块确定具体负责人,并落实参与建设人员,在学校的统一部署下,项目组将重点建设专业落实分解为三级子项目,并逐级指定专人负责;对具体参与建设的人员进行工作细化,明确各自的工作任务,通过制度的激励与约束,进一步强化“全员创建”意识。
4.学习借鉴,加深沟通交流
积极参加各级各类的建设工作会议及相关培训,与参与国家级高技能人才基地建设的兄弟学校广泛交流,积极调研,取长补短,共建共享,互相促进。
二、项目建设特色
坚持以校企合作办学为平台,以师资队伍建设为基础,以“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式为核心,进行了一系列的改革创新与实践躬行。通过全体师生的锐意探索和孜孜追求,本专业在构建完善的高技能人才培训体系、校企合作提升培训能力、总结技能人才培训规律三大方面均取得了丰硕成果。
1.构建完善的高技能人才培训体系
学校依据“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式,参照德国“双元制”的培养要求和自身情况创新了“三元两翼一目标”的人才培养模式,“三元”即学校元、公共实训基地元、企业元,“三元”为基础,同轨并重;“两翼”即产教融合模拟工厂和企业师生工作站,“两翼”为支撑,围绕“工学结合”,深化校企合作;重视职业素养的教育,贯彻“德技双优”,最终实现高素质技能人才培养这一“目标”。并以此为框架,实现了国家职业标准内容、德国工商联合会职业标准内容以及学历教学内容的“三融合”,形成了课程内容与职业标准对接、产业与专业设置对接、教学过程与生产过程对接、教师与企业管理者对接、学生与企业员工对接的“五对接”。
2.校企合作提升培训能力
本专业与多家企业签订校企合作协议,共建校外实训基地,在教科研及资源共享等多方面进行深度交流合作。充分利用本专业多年与德国合作的积淀优势,在企业的大力支持与配合下,结合国情校情,积极探索“双元制”本土化的切实可行之路。
灵活采用企业师生工作站、订单式冠名班等多形式创新型校企合作模式,直接与生产一线对接,促进校企间的项目合作和课题研发,切实提升教师的教科研水平,实现校企的深度交流与合作。
履行社会服务职能,强化社会服务意识,承担社会服务责任。充分利用专业师资与教学资源,不断扩大社会培训规模,积极开展退役士兵、省级机关事业单位技师等各类专项培训等,获得了良好的社会声誉与经济效益。
三、建设成果
本专业在建设过程中注重内涵建设,通过不断地挖掘积累与提炼优化,形成了突显本专业特色的多个典型案例,内容涵盖了人才培养模式与课程体系改革、师资队伍建设与校企合作等各个方面,充分展示了本专业的建设过程与取得成果。
1.引进国际化职业认证,推动品牌化专业发展
关注本专业实现德国“双元制”本土化的过程中,建立创新型教学模式和教学方法,并成功对校企合作模式进行转型升级的实施过程和具体做法。
2.借力国际化课证融合,创新实践型评价模式
关注本专业根据项目教学法的理念,创新改革评价考核模式,并取得丰硕成果的实施过程和具体做法。
3.建成企业师生工作站,适应产教研融合发展
教师下企业进行实践锻炼和企业的技术人员进学校任教是职业教育发展的大方向。本专业通过搭建企业师生工作站这一平台促进了教师与企业零距离对接,为校企合作的深入发展提供了全新思路。
4.试点兴趣驱动教学法,引导学生科研争创新
目前职业院校正在大力开展教学改革,本专业尝试让兴趣驱动教学法与项目教学法相结合,让学生成为教学活动的主体,寓教于乐,提高学习效率。
5.多元意识晨会谱新篇,潜移默化润物细无声
本R到岷献ㄒ堤厣,融合学校“树型”教育体系的优势,借鉴企业的先进管理经验,创新晨会的形式,潜移默化地提升学生的职业素质。
四、存在的问题和改进措施
篇4
高职院校培养具有扎实理论基础、动手能力强、创业与创新精神的高端技能型专门人才,实训基地的建设是关键,因此积极主动融入区域地方经济,创新实训基地建设思路,突出职业能力培养,提升人才培养质量是当前职业教育工作的主要内容之一。扬州工业职业技术学院依托电气自动化技术专业建设优势,进行广泛调研和详实分析,深入开展校企合作,在中央财政支持的自动化综合控制职业教育实训基地建设过程中创新思路、大胆尝试,取得了较好的建设成效。本文就该实训基地建设思路、方案等进行分析,旨在探索实践融日常教学与技能实践、技能培训与技能大赛训练、社会培训与技能鉴定、创新教育与创业实践、系统仿真与生产实践、技术开发与技术服务“六位一体”,具备教、练、培、鉴、研、赛等功能,实现校企资源共享、区域资源共享、高校资源共享,充满企业文化工作氛围,积极发挥引导、辐射和示范作用的实训基地建设发展模式。
一、实训基地建设必要性分析
扬州工业职业技术学院电气自动化技术专业作为省级重点建设专业、省级示范院校建设重点专业、省级人才培养模式创新实验基地实践专业和学院第一批教学改革试点专业,不仅沉淀了较好专业基础,多年来紧紧依托扬州及长三角区域经济发展,为扬州市和周边地区的石油化工、汽车船舶、机械装备及“三新一网一书”等产业培养了大量的高端技能型专门人才,而且与中石化下属多个公司、上海大众汽车有限公司、扬州嘉华电气有限公司、可瑞尔科技(扬州)有限公司等长三角地区的石油化工、汽车制造、电子电气等大中型企业建立了深层次的校企合作关系,为实训基地项目启动奠定了良好基础。项目启动前期,对实训基地建设的必要性进行了深入分析。
(一)产业发展的要求,产业发展对自动化技能人才的需求,需要建设功能完备的实训基地。近年来,扬州及周边地区的现代装备制造业、石油化工、建筑工程三大主导产业规模的不断扩大,行业和区域的经济发展为电气自动化技术专业建设和发展提供了良好的契机。随着企业自动化程度的不断提高,人才的需求也在不断扩大,职业能力的要求也越来越高,因此现有实践性教学任务开出率和教学效果也迫切需要得到提升。
(二)订单培养的要求,提升“订单式”高端技能人才培养质量,需要建设示范引领的实训基地。扬州工业职业技术学院与中国石油化工总公司、上海大众汽车公司、南京工程公司等国内著名企业签订了联合办学协议,组建了“中石化班”、“大众班”、“扬农班”,将企业文化、规章制度、生产工艺、检验技术等纳入教学计划中,为确保培养符合企业需求的电气自动化技术专业高水平技能人才,确保学生成为拔尖技能人才,确保学生毕业后能迅速适应工作岗位要求,综合性实训基地建设非常重要。
(三)师资建设的要求,提升教师教科研水平和对外服务能力,需要建设理念新的实训基地。随着学院创建省级示范院校工作的启动,人才培养模式创新、教学改革、专业建设、课程建设、教材建设、多媒体教学资源库建设、职业技能培训服务、职业技能鉴定、科技项目开发等工作正在全面开展,要保证人才培养的可持续发展,深化校企合作,师资队伍的整体教学与科研能力,对外服务能力是关键,需要完善的教学、研发、技术服务平台,需要紧跟技术发展趋势,理念新的实训基地。
因此建设一个理念新、针对性强、满足现代电气自动化技能型人才培养需求、职场化氛围浓厚的自动化综合控制实训基地是非常必要的。
二、实训基地建设思路创新
以高端技能型专门人才培养为目标,基于“校企合作,工学结合”,按照“职场化、情境化、生产性”的理念,围绕“一个核心”,遵循“四个原则”,突出“五类技能”培养,打造“六位一体”示范性综合实训基地是自动化综合控制实训基地建设思路。
(一)一个核心:开展校企合作,实训基地建设以“突出重点、满足需要、资源共享、提高效益”为核心,围绕电气自动化技术、机电一体化技术等专业的职业能力培养,依据企业职业岗位要求,突出供配电技术、PLC控制技术、DCS控制技术等实训设备建设重点,满足教学与科研需要,实现校企资源共享,提升人才培养质量,提高企业生产效率。
(二)四个原则:实施“1+1+1专业导师制”人才培养模式,促进学生个性发展,基地建设要遵循统一规划、分步实施,协调一致、全面建设,面向岗位、改建结合,不断创新、形成特色的四个基本原则,以确保基地建设质量及成效。
(三)五类技能:突出关键岗位职业技能培养,通过三种典型控制技术形成的综合实训基地,培养学生在工厂供配电、生产过程控制、工艺流程监测、工件加工装配、系统运行维护操作技能,形成完整的专业知识与技能体系。
(四)六位一体:完善基地功能,按照“生产型、职场化”的理念建成集日常教学与技能实践、技能培训与技能大赛训练、社会培训与技能鉴定、创新教育与创业实践、系统仿真与生产实践、技术开发与技术服务等六位一体的自动化综合控制实训基地。
三、实训基地建设内容设计
实训基地以综合控制为目标,包含了自动化的核心控制技术,主要有供配电控制技术、可编程控制技术(PLC)、集散控制技术(DCS),因此整个实训基地主要由供配电控制、生产线控制、生产工艺控制三个控制室和综合中心组成。其框架结构图设计如图1所示。
图1 自动化综合控制实训基地建设框图
(一)供配电控制室:对变配电系统进行操作控制,主要包括变电站的送电与停电操作、断路器就地及远方自动分合闸、倒闸操作等,可完成变配室值班电工技能培训,中、高级维修电工职业技能鉴定。通过监控系统及模拟屏可实时监控操作过程。
(二)生产线控制室:以典型生产线的安装与调试为技能点,完成供料单元、加工单元、装配单元、分拣单元、输送单元等的安装,通过可编程控制技术进行系统控制功能设计、调试与维护,可进行“自动化生产线安装与调试”技能大赛培训等,监控生产线全过程。
(三)生产工艺控制室:以典型的工艺流程为控制对象,根据不同的工艺要求,通过先进的DCS技术实现工程项目组态,调试与运行维护,可进行化工仪表自动化技能大赛培训,职工技能培训与化工仪表维修工职业技能鉴定,可实时监控生产工艺全过程。
(四)综合控制中心:将三个分控制室的监控系统,通过先进网络技术、通信手段等接入控制中心的总监控系统,通过供配电模拟屏、生产线监控屏、生产工艺流程监控屏实现对每个控制室工作的实时监控。
通过自动化综合控制实训基地建设,对工业生产工艺(过程)即可实现单独的供配电设计与操作、生产线安装与调试、工艺流程控制与运行调试,而且也可实现从电能配与变、过程控制、流程监控、工件(产品)装配、系统调试与运行维护等一体化功能,集中了电气控制、自动化控制的核心专业知识和技术,将有效提升学生综合专业能力,提升学生的就业竞争力。
四、实训基地建设成效总结
(一)基地投运后,实践教学质量提升。不仅已成为了电气自动化技术专业(群)的理实一体化专业课程教学的主要基地,同时是学生进行“化工仪表自动化”、“自动化生产线安装与调试”、“维修电工”等职业技能培训的主要基地,是学生获取中、高级维修电工,仪表维修工等职业资格证书的鉴定基地,更是学生进行科技作品设计、开展大学生实践创新项目、毕业设计的重要场所,对学生的职业技能培养有着至关重要的作用,不仅每年可承接电气自动化专业(群)300多人次的技能实训,且可承担本校其它电类、化工类专业近600多人次的技能培训;学生荣获2013年全国职业院校化工仪表自动化技能大赛团体一等奖,主持建设多项省级大学生实践创新项目等成绩,就业竞争力显著提升,为行业和区域经济建设培养了一批深受用人单位欢迎的高素质技能型应用人才。
(二)基地投运后,社会服务效果突出。由于系统装置的工业化、职场化氛围浓厚、生产线的真设备与真产品、过程控制的真系统与高仿真装置,完全符合化工、电气、电子等企业生产的实际情况,已成为企业职工职业技能的培训基地,投运使用以来,DCS系统先后完成了DCS应用技术工程师培训、江苏扬农化工集团有限公司和江苏泰兴中等职业学校全国化工仪表自动化技能大赛培训等工作,与企业开展横向课题合作和申请专利多项等,提高了对外服务能力,促进了企业的可持续发展。今后基于师资队伍及先进设备,将为更多专业的学生、更广泛的制造业行业的企业提供更多的职业技能培训。
(三)基地投运后,示范引领作用增强。本实训基地运行以来,学校电气类相关专业的实践教学条件得到了很大改善,电气自动化技术、生产过程自动化技术等专业的人才培养质量向校企无缝化对接的步伐更加深入迈进,进一步满足了上海大众、中石化金陵石化公司、江苏曙光光电有限责任公司、南京工程公司等现代化大型企业生产一线自动化人才的需求,不仅为专业建设和教学改革提供了值得借鉴的成功经验,更是一个立足扬州,辐射全省的特色化的高职教育实训基地,其社会和经济效益非常显著,为全省电气自动化及相关专业培养高端技能型专门人才开创了有效路径,起到了示范和引领作用。
参考文献:
[1]王利平.高职院校校内实训基地建设路径探析[J].教育理论与实践,2013(06):19-21
[2]梁燕.我国高职院校校内生产性实训基地建设研究[J].职教论坛,2013(07):48-52
[3]魏林.以教学产品为纽带的校内生产性实训基地建设研究[J].中国职业技术教育,2013(02):61-62
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随着时代的发展和科学技术的进步,我国开始将先进的科学技术应用到电力调度自动化系统中,促使遥测、遥信以及遥调和遥控功能等得以有效实现。近些年来,在很大程度上完善和发展了电力调度自动化系统,在电网中,出现了越来越多的电网存取数据,电力调度自动化系统的智能化程度越来越高。我国有着广阔的地域面积,因为电网规模也在不断的扩大,那么为了保证电力调度自动化系统能够正常运行,就需要将调控一体化技术给应用过来。
2 电力调度自动化系统的构架
通过调查研究发现,目前通常将分布式体系结构应用到电力调度自动化系统中,也就是客户/服务器系统,本系统在实践过程中,具有一系列的优势,它可以对操作平台进行统一控制,将更加可靠地运行环境提供给程序的开发和运行,提供的平台可以跨系统运行,提供的数据开口也是统一的,系统运行的时间得到了有效缩短,并且可以提供非常全面和多样的功能,促使我国电网管理控制和调度要求得到满足。除此之外,还有很多种系统,如CC-2000系统、SD-6000系统以及PCS 9000系统等,CC-2000系统主要是面向对象的,SD-6000系统将一系列的新技术给应用了过来,如调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等等,本系统作为一个支撑系统平台,有着较大开放性和分布性。PCS9000系统比较的先进,它将调度自动化系统和集控站系统的优势给综合了起来,具有较高的可靠性,有着更加广泛的适用面,并且有着较为完善的性能。
3 电力调度中存在的一些问题
一是有着较大的差异存在于自动化平台中:通过研究发现,目前有着较大的差异存在于我国目前采用的电力调度自动化系统中,因为就无法有效统一系统平台。在电力调度的过程中,因为是构建于计算机平台上,那么就会有差异存在于调度平台上,对电力调度产生影响。在调度的过程中,为了促使系统的可靠性和稳定性得到满足,就需要结合相关要求,将RISC结构给应用过来。但是,采用这个系统,其他方面的要求无法得到满足,比如,我们将CISC的架构给应用过来,以此来促使电力调度系统的需求得到满足,在实际的运行过程中,需要对诸多方面的因素进行考虑,如计算机操作系统等。
二是电力调度自动化系统对集中控制功能有着较高的要求:具体来讲,要想进行电力调度的调整,就需要促使电网模拟和整个数据库的一致性得以实现,那么就需要电力系统调整过程中具有较高程度的集中控制。电力调度系统具有多种多样的功能,这些功能是互相独立的。通过研究目前的电力调度系统来讲,电力调度系统中的数据库和电网模拟无法有效实现一致性,因此,就需要充分重视电力调度系统中的集中控制。
4 一体化技术在电力调度系统中的应用
一是平台的一体化:在计算机平台上构建了电力调度的平台,因此,计算机操作系统是多种多样的,那么就需要有效选择不同的电力调度,有着较大的差异存在。在电力调度系统平台中存在着数据平台,不同的系统也存在着较大的差异,结合具体要求,来对系统进行不同的选择,那么就无法有效实现平台的一体化。针对这种情况,为了更好的交换信息,我们将中间件耦合的方式给应用了进来,其中OMG和CORBA的中间的对象是应用最多的中间件,这些中间件可以对跨平台问题进行有效的解决,通信能力较好,并且可以有效扩展信息,促使硬件和操作系统的差异性得到有效降低。为了促使电力调度系统平台的要求得以实现,我们对数据接口进行了统一,这样电力调度自动化系统的平台一体化就得以有效实现。
二是电力调度图模的一体化:随着时代的发展,我国电网改革在不断的深入,电网规模不断扩大,并且有着更大的覆盖面积,那么就对电网电力调度系统的数据控制系统以及网络模型库系统提出了更高的要求,以便对电力调度进行更好的控制和管理。通过实践研究表明,将一个常用的图库模型构建于电力调度系统中,可以促使电力调度系统的工作效率得到有效提高。在电力调度系统中,模型的构建,可以借助于图库模型系统的一体化功能来实现,专业就可以有效实现电力调度系统的一体化。总之,要想促使电力调度一体化得以实现,非常重要的一个前提条件就是图库模型一体化得以实现。
三是电力调度自动化功能的一体化:经过近些年的发展,电力调度日趋成熟,那么我们就需要共享数据库、图形以及其他的资源,这样电力调度自动化功能一体化才可以有效实现。并且需要加入一些中间件,比如节点机的安装等等,对电网中的应用模块进行灵活配置,而电力调度系统中应用模块的前提就是中间件,促使功能一体化得以有效实现。
四是电力调度自动化系统中接口一体化:因为要较大差异存在于平台中,那么就需要将标准的数据接口给应用过来,促使一体化得以实现,有效共享资源和传送信息。具体来讲,在电力调度系统中,电力系统要想访问数据或者获取其他的资源服务查询,都是通过接口来进行的,因此,在访问的过程中,需要筛选和记录接口服务,采取相应技术,将偏离报告的出来,然后借助于其他一系列方法,如纠正、实验报告、采购等等,将可靠的报告给提供出来,并且为了促使电力调度自动化系统中信息的安全性得到保证,就需要将归档技术给应用过来,得到更加正确和稳定的系统,以便更好的将读访服务提供给电力系统各个平台。
5 结语
通过上文的叙述分析我们可以得知,随着时代的进步和科学技术的发展,人们对电力调度自动化提出了更高的要求,在电网改革日趋深入的今天,也将一系列的新技术和新科技给应用了进来,其中,在电力自动化系统中,应用调控一体化技术,可以有效完善我国的电网事业,促使电力系统获得更好更快的发展。本文简要分析了电力自动化系统中的调控一体化技术,希望可以提供一些有价值的参考意见。
参考文献:
[1]李群.调控一体化在电力系统自动化中的应用[J].科技创新与应用,2013(16).
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电力体制深化改革,电力企业的市场化进程不断推进,电网公司从过去的“电老虎”转型成为一个新型的服务性企业,更加注重向客户提供优质的电能和服务。因此,电网公司必须采取现代化科技手段,抓好内部管理,塑造良好的企业形象“’。
电能计量是电网公司与用电客户进行电费结算的依据,用电负荷是电网调度必须掌握的关键指标,因此倍受关注。近年来,各地电网公司不断投入资金建设地网遥测系统、大客户负荷管理系统、配变监测系统和低压集抄系统等各类电能计量管理系统。但由于缺乏科学的规划,采集数据分散在各类系统中,这些系统相互独立,整合应用程度差,所产生的效益远远未能达到电网公司的期望。基于一体化平台的电能计量自动化系统能彻底打破数据采集分散、孤立的局面,通过统一、直观、图形化的界面,实现从变电站关口表到低压用户表计数据的自动采集、监测、分析、管理和考核,提高电,网企业用电管理的自动化水平,强化电力需求侧管理。
2 系统结构
从目前的技术水平和各类计量自动化系统的结构设计看,要实现各类计量子系统一体化,关键在于实现主站设备的共享,主站平台的统一,应用工作站软件功能的扩充和编制统一的编码规则。
对于电网规模较大,计量点众多,数据量很大的供电局,各子系统的数据库可采用不同的数据库服务实例分布式部署。各子系统建立自己的电网结构,子系统的对象统一编码之后通过统一接口传送到综合应用数据库,综合应用系统根据统一编码还原总电网结构。通过消息总线同步各系统档案变更。各子系统处理自己的业务,综合应用处理线损、需求侧管理等综合应用。
对于电网规模较小,数据量不大的供电局,综合应用数据库和各子系统的数据库可以合为一个数据库,在统一数据库直接建立电网结构对象,根据子系统的特征过滤出各子系统的电网结构,各子系统的业务根据对应的电网结构来展现组织。同时对电网对象进行统一编码实现对其他系统的接口。上层综合应用根据编码访问对应子系统的接口服务,周期性抽取相关变化数据,实现数据的单向同步。应用工作站方面,以WEB形式展现,通过角色映射的方式实现单点登录。
基于一体化平台的电能计量自动化系统拓扑结构见图1。
2.1 硬件结构
(1)前置机服务器:支持对不同设备和终端,不同通讯方式,不同通讯规约的良好兼容。可以根据系统规模配置前置机服务器组,实现负荷均衡。
(2)数据库服务器:作为数据存储和处理的核心载体。采用一体化设计后,由于采集的数据量大,数据库管理采用大型商用数据库软件作为支撑,充分应用数据库集群、数据仓库技术来保障数据库性能。
(3)光纤通道磁盘阵列:提供高速I/O和大容量磁盘管理,为大规模数据存储提供了基础。加快了数据传输的速度;提供了更大的灵活性;减少了网络的复杂性,缓解了传输瓶颈对系统的影响。
(4)磁带库:提供高效的数据备份,支持远程备份和异地容灾。
(5)中间件服务器:采用消息队列来实现消息服务总线,连接各个构件和模块进行协同工作,使系统能达到比较好的模块化结构,提升整个系统的扩展能力。
(6)应用服务器:完成任务调度服务、数据交换服务、后台计算服务、报警服务、报表服务等,需要24h不间断运行的后台服务,是系统稳定运行的核心。采用多台集群的方式均衡响应前端的应用请求。
(7)Web服务器:提供各种高级应用功能,主要用于采集终端命令和计划任务的下达,以及系统运行情况的监测和采集数据的加工处理。
(8)隔离器:实现系统和较低安全级别区域的安全保护。
2.2 软件设计
基于一体化平台的计量自动化系统主要包括现场数据前置采集处理层、数据交换及处理层、业务处理和综合应用层。通过消息总线进行数据交换和协同工作。
2.2.1 采集处理层
(1)统一的输入、输出模块。能够实现对不同通讯方式和厂家终端的开放性。
(2)统一的通讯规约库和数据字典。实现对不同厂家采集装置,不同通讯规约的兼容。同时支持与终端数据的压缩、加密传输。可以通过增加规约库的方式进行无缝扩展。
(3)统一的远程诊断和升级模块。提供接口可以实现与不同厂家装置或终端的远方故障检测和在线升级。
(4)统一的采集任务调度和负荷均衡。各数据前置采集服务器统一管理,按照设定的任务自动采集数据,实现负载均衡和互为备用。
(5)底层数据流收发监测和通讯工况统计。为终端和通道的故障检测提供支持。可以回溯历史报文。
(6)通讯资源控制,实现了对不同通讯方式的兼容,达到不同通讯方式互为备用的目的。
2.2.2 数据交换处理层
(1)基础数据存储。根据规模和硬件配置采用集中式数据库或分布式数据库。用于响应数据采集层的大量频繁的OLTP请求,并对原始计量数据做分类存储。
(2)业务数据集中存储,用于将所有子系统的数据形成一个准实时的集中存储,为前端的业务应用和展现层提供一个统一的全局数据视图和高效的海量数据查询分析引擎,从而消除信息孤岛,提供快速、全面、准确的决策和管理依据。
(3)任务调度实现对数据交换任务、计算任务、采集任务以及其他接口任务的驱动、调度、监控和管理。
(4)后台计算服务提供了数据的集中处理,通过消息池和计算途径的管理,快速有效地实现了原始数据的加工和处理。
(5)报警服务收集系统产生的各类报警事件,根据设定的规则,采用不同的方式通知相关处理人员。
(6)报表服务定时生成各种已制定的报表,按指定途径,并支持输出到网络打印机。
(7)数据交换服务实现各业务数据和综合应用数据之间的交换,采用WebService服务进行数据和参数的交换,对象采用全局统一编码作为唯一标识。
(8)计量自动化系统与其它系统接口和互联。
2.2.3 业务处理层
整个系统的人机交互主要采用B/S架构,提供基于Web方式的业务应用与展现平台,各种应用和管理通过该平台实现。
3 系统功能
过去建设的负荷管理系统、变电站遥测系统、配变监测系统和低压集抄系统由于缺乏科学的规划,采集数据分散,整合应用程度差,且维护工作量大。基于一体化平台的电能计量自动化系统在结构上决定了它能够打 破数据采集分散的局面。它所具有的
“四分”线损管理功能,是过去任何一种覆盖对象不全面的计量系统无法实现的。
3.1 基本业务功能
(1)数据自动采集与处理:按一定的时间间隔周期性地和远方终端通信,采集遥测量数据和电能量数据。
(2)旁路代供处理功能:支持因电网运行方式的变化引起的旁路表计计量电量的处理功能。
(3)用电监测及故障报警:对配变数据、有异常的用电情况和系统或表计故障进行实时监测,自动报警,实现防窃电管理,及时掌握运行情况和故障。
(4)负荷控制功能:在电力供需矛盾突出的情况下发挥重要作用,使得“限电到户”和“限电不拉路”成为可能,为需求侧管理提供自动化技术支持。
(5)远程预付费功能:通过与营销系统的互联,改变以往电费营业管理中“先使用后付费”的状况,避免电费回收困难的局面。
3.2 系统管理功能
(1)参数管理;
(2)系统资源管理;
(3)对象拓扑关系管理;
(4)用户/用户组管理;
(5)任务调度管理;
(6)值班日志管理;
(7)报表服务和管理;
(8)报警服务和管理;
(9)通讯监测和流量统计;
(10)基础数据查询和分析。
3.3 综合应用功能
3.3.1 “四分”线损管理
(1)统计范围
①按地区供电局、下属供电公司、供电所等区域进行分区统计;
②按220kV、110kV、35kV、10kV等不同电压等级进行分别统计;
④按各电压等级母线、联络线、10kV配电线路进行分线统计;
④按各10kV配电变压器、380/220V公用台区进行分台区统计。
(2)分析方式
①线损明细:分析线损对象各个组成部分,输入、输出的明细查询,支持层次挖掘。
②趋势分析:按年、季、月、周、日等不同层次对线损对象进行统计分析,分析线损时间趋势的特性;支持不同时间段比较分析;支持不同对象比较分析。
③区域分布:按全网、子网、区局、厂站、线路、母线、台区等不同层次分析线损组成的分布特点。
④理论线损对比:支持线损预警曲线的定义,支持理论线损和实际线损对比分析,超阀值进行自动报警。
⑤各种生产线损报表:支持表格、曲线、棒图、饼图等多种输出方式。
3.3.2 需求侧管理
(1)错峰管理:实时监测错峰执行情况,对错峰执行率进行考核提供依据。
(2)用电情况自助查询:让大客户能够通过外网进入系统了解企业的用电情况,提供节能降耗的建议,指导用电大客户合理安排用电时间,有效错峰、避峰,降低电费成本,提高生产利润。
(3)大客户互动:向大客户提供互动平台,听取大客户的合理化建议,客户经理及时回复大客户的疑难问题,通过互动更多更快地了解客户的需求。
4 效益分析
4.1 利用系统监控,有效错峰调度
计量自动化系统大大改进了供电局错峰用电管理工作,使错峰管理模式由原来成效低、吃力不讨好的人盯户战术,改变为利用系统实时监控、电话警告和有的放矢地远程拉闸的高效工作模式。由于数据的整合,利用计量自动化系统监控进行错峰用电管理不仅能针对专用大客户,也能面向工业园区的公用变,甚至是低压的工商业客户,使错峰用电管理工作更加全面、更加到位。
4.2 远程自动抄表,提高工作质量
利用计量自动化系统进行远程抄表,大大解放抄表劳动力,改善了抄表员的工作环境,由于外出抄表的工作量减小,因此提高了工作的安全系数。同时杜绝人为抄表错误或估抄现象,保证了数据的系统性、严肃性,通过数据整合,抄表员只需在一个界面上操作就可以将计量自动化系统覆盖的用户抄表行度进行审核并导入营销系统,提高了抄、核、收工作水平和工作质量。在计量自动化系统的覆盖面日渐扩大的同时,人工抄表的范围也在不断的缩小,所需的抄表员人数也相应减小,同时外出所需的车辆使用、维护费用也减小,因此有效地节省抄表成本,为供电局的运营节约开支。
4.3 负荷实时监测,掌握运行情况
有了计量自动化系统,技术人员可以通过实时监测负荷的变化情况,及时发现偷漏电客户并能有效现场查处,解决了以往偷电客户与供电局玩“捉迷藏”的问题,保障了供电局的利益。另外,通过负荷监测情况,能够为变压器过负荷改造提供实际运行数据,使改造资金真正用到实处。
4.4 计量故障报警,及时发现处理
通过系统自动报警,能够及时发现计量故障情况,使运维人员能够尽快排除计量故障,恢复正常计量。同时,由于系统根据不同类型客户记录了间隔最长一天一次的抄表数据,能够为计量故障发生后进行电费追补工作提供有效的依据,客户也比较容易接受。减轻了由于计量故障所产生的电费追补工作的难度。
4.5 “四分”线损统计,提高管理水平
基于一体化平台的计量自动化系统,整合了从变压站关口表到低压用户表计的数据,能够真正实现“四分”线损管理,这是过去的遥测系统、负控系统、配变系统和集抄系统无法独立完成的,也是计量自动化系统最有价值的功能之一。通过计量自动化系统进行“四分”线损管理,减轻了管理人员大量的统计工作,避免了计算错误所带来的假象。管理人员能够清晰地看到线损高的线路、区域、台区,全面了解电网运行的线损情况。还能够通过运行数据分析线损高的原因,有的放矢地投放改造资金。并且能够通过相关数据的分析,制定最切合实际的线损目标,大大提高了供电局的自动化管理水平。
4.6 系统技术支持。实现优质服务
计量自动化系统在实现对大客户用电情况监测的同时,采集的数据也为大客户用电情况进行分析和优化提供了数据基础。大客户通过外网登陆,可以查询负荷曲线、电量柱状图、电费数据等,并通过模拟改变用电情况,显示电量电费结果,为大客户提供详细的用电情况分析和优化用电建议,引导客户合理安排生产,达到节电节能、降低成本的目的。并通过互动窗口,使供电局及时了解大客户需求,更好地实现优质服务。
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正文:
1.电气自动化控制系统的功能及特点。
1.1电气自动化控制系统的功能。电气自动化控制系统已经成为电力系统不可或缺的一个专业技术。电气自动化控制系统的基本功能主要可概括一下几点:(1)自动控制功能。即通过操作系统自动来控制分、合闸,比如当设备出现故障,开关能够自动的切断电源,以保护操作人员的人身安全、有利于设备的维护。(2)保护功能。即通过检测故障信号并能够为设备和线路提供保护(比如断开、切换等)的设备。比如当电压超过设备与线路允许的工作与范围限度时,能够自动切断,并发出警告信号。(3)监视功能。即指视听信号(比如灯光和音响等)对设备进行电气的监视,特别是人类的感官无法判断的,比如,判断一台设备是否处于通电的状态。(4)测量功能。即指在设备的运用和维护的过程中,需要对数据进行测量,以备了解设备的性能。通过各种仪表测量设备对线路参数(比如电压、电流、频率和功率大小等)进行定量的分析。
1.2电气自动化控制系统的特点。电气自动化控制系统的特点:(1)操作方便:显示控制屏按钮齐全,显示直观,便于操作人员操作;自动化的操作系统大大的节省了人力和物力;(2)功能强大:实施控制的计算机不仅具有动态协调的能力,还可以存储记录,并能够根据数据分析出相关的报告;(3)人性化:为了确保生产设备的稳定运行,其采用了不同的控制方式,因此设备一旦出现故障,人可以马上进行连锁控制;系统的设计体现“以人为本”的理念。
2电气自动化装置在电气工程中的运行
2.1 电气自动化与继电保护装置融合
继电保护装置就是在电气系统出现故障或者出现短路、过载等情况时,能及时传出警示信号并切断连接线路的装置。相比于传统的继电保护装置容易出现拒动和误动故障的情况,继电自动化装置能够实施实时的监测,对电气系统的各种设备运行的参数进行控制,此外,还能实施远程的控制,能够长期进行带电工作。继电保护装置通常情况下能检测电气系统中所有线路或电气设备中有可能发生故障或异常等问题,而且同时具有对电气系统特定范围内相关线路或电气设备实时监测的目的,一旦范围内的线路或电气设备发生异常或故障,继电保护自动化装置就会及时的做出一系列的解救反应。比如说某线路或电气设备发生短路或过载情况时,继电保护自动化装置会立即切断与其连接的线路,并通过危险信号传递的方式对此故障进行上报。由于继电保护装置主要在电气系统中起预防作用,因而其真正发挥效力的机会并不多。就其运行的特点来看,主要包括误动和拒动故障两种形式。误动是指继电保护自动化装置在电气系统未出现异常或故障时,发出错误的动作或错位的信号;而拒动是说电气系统发生故障或异常时,继电保护自动化装置不能及时的发现该异常或故障,不能有效的处理异常或故障,发挥不到应有的效用。此外,与传统的继电保护装置相比,该装置可以对特定线路或电气设备进行长时间的带电实时监测,并且还可以对所监测电气设备的运行参数进行控制。
2.2变电站电气自动化及配电自动化应用
变电站中自动化技术的应用是指在变电站应用信息处理技术和自动控制技术与传输技术相结合的基础上,通过电气自动化装置或者计算机硬件系统,代替人工进行各种作业,提高变电站的运行效率和管理水平的自动化系统。从这方面来讲,变电站中自动化技术的应用目的主要是为了多层次、全方位地监控变电站中各种电气设备的运行及安全状况来达到高效控制。其主要的特点有:以微机化的设备来替代之前使用的电磁式装置,实现操作监视的图像化、智能化。伴随着微机监控技术变电站以及变电站中的继电保护、自动测量设备、开关操作的远动、远程监控设备、事故和设备故障的自动记录设备等方面的设计应用,变电站正逐渐向着综合自动化方向发展。
3电气自动化应用的范围及构成形式
3.1电气工程中电气自动化系统的系统处理
电气工程中电气自动化系统的处理系统在电气工程设施方面主要通过传输信号屏蔽、设备接地信号处理、选择合适的抗干扰措施来实现。为了确保系统故障少、运行可靠、操作维护方便等,在电气自动化设备选择时,需要选择相应的经过长期检验证明其性能稳定可靠的设备来适应电气工程中现场的不同环境,保证系统的可靠稳定运行。
3.2电气工程中电气自动化导入微型计算机应用
由于电气自动化中微型计算机的引入,使系统能够完成自动记录并分析电气设施实际运转情况的反馈,还可根据当前设施运行趋势判定其误差以及发展情况,收集运行过程中的数据并分析以及判断误差。增强软件的循环查找和不同时间及环境状况的统计分析,直接进行统计数据的波形分析。为方便管理、电气工程中的电气自动化应用能够实现全程自动控制,还根据需要添加了必要的接口与界面,增强了系统的实用性。
3.3电气工程中电气自动化控制系统的设计
3.3.1监控方式的设计。电气自动化中运用的这种集中监控方式设计,具有运行稳定、维护方便、控制系统的技术要求不高、系统容易设计等优点。但由于这种方式是将系统的各个功能都集中到一个处理器进行优化处理的设计特点,往往造成处理器所承担的任务十分繁重,导致处理的效率受到影响。由于伴随着监控信息的大量增加以及电气设备监控的全面性要求,随之而来的是系统冗余下降、电缆数量增加,设施处理信息能力严重滞后,影响系统的稳定性和可靠性。
3.3.2电气工程中现场总线监控方式的设计。目前,有关于以太网(Ethernet)、现场总线
等计算机网络技术已经普遍应用于发电厂、变电站工业自动化等综合自动化系统中,智能化电气设备的自动化进程进入了较快的发展时期。现场总线监控的设计形式使系统的应用更加有针对性,可以根据现场设备的具体情况进行调节和配置。由于各个装置设计的功能都是彼此独立的,并且都通过网络来进行连接控制,即使其中任何的一个装置发生故障,影响的仅仅是相应的元件,而不会导致整个系统的瘫痪。因此现场总线监控的控制设计在电气自动化中应用最多,同时也是最优的选择。
3.3.3电气自动化中运用远程监控方式的设计。电气自动化的应用具有远程监控的作用,通过图形化的自动化控制管理界面我们能够及时、准确地保障电气工程中各个设施的正确运行状态,及时找出故障来源,同时这种控制应用具有大量节约电缆、节省安装费用、节约材料、稳定性好、可靠性高、组态灵活的优点,可大量节省需要投入的人力、物力和财力。
4电气工程中电气自动化应用的优势
4.1电气工程中电力设备的在线监测优势
随着变压器、短路器以及发电机等这些一次设备的应用,往往需要对其中关键的参数进行不间断的实时监测,这就要求监视设备不但能够反馈在线运行状态,同时也能够对设备的一些重要的参数变化趋势进行分析和预测,并判断设备中发生故障的原因,以缩短设备的保养周期,延长设备的实际使用期限,同时也为电力设备的实时状态检修提供了必要的保障。
4.2电气自动化应用下电气工程中电力设备的智能化
一般情况下,电力系统中的一次设备与二次设备的安装地点之间都要有一定的间隔,一般要求相隔几十米,有的甚至是要求几百米远,两者之间使用强信号电力电缆与大电流控制电缆来连接。在进行一次设备的结构设计时,往往要先考虑实现常规的二次设备的功能,这样做显然能够节约大量的电力信号电缆和控制电缆。
5.结语
电气工程中电气自动化的应用是一个国家经济发展水平的重要标志。电气自动化是现代电气工程的支撑,也是所有工业发展的基础与原动力,随着现代化、国际化和全球化的科学技术发展,电气工程中电气自动化的应用也得到了十分迅速的发展,并且已经被广泛应用在各个学科和领域当中。所以我们应该结合实际情况积极创新、广开思路,为我国的电气自动化在电气工程中的应用和发展做出应有的贡献。
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Key words: electric automation technology; power system; application
中图分类号:F407.61 献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)12-0020-02
0引言
随着科学技术的发展,电气自动化技术在电力系统中的应用与日俱增。目前,电力系统中电气自动化技术主要涉及以下3个方面:变配电站集中监控、继电保护和远程调度管理部分。我国对电力系统中电气自动化技术的研究起步较晚,近年来虽取得了一定的成绩,但与国外先进水平相比仍存在较大的差距。因此,对电气自动化技术在电力系统中的应用展开研究迫在眉睫,我们必须在结合本国实情的基础上,研究和开发出更加符合我国国情的电气自动化综合技术化系统。
1电气自动化技术在电力系统中应用的研究方向
目前我国对电力系统中电气自动化技术开展的研究,主要可以概括为以下4个方面:
1.1对电力系统智能保护和综合自动化技术开展的研究
我国对智能保护和综合自动化技术的相关原理展开了大量研究,将先进的综合自动化控制理论、人工智能理论、自适应理论、微机和网络通信技术等引入到电力系统的自动化保护装置中,使得保护装置更加智能化,极大地提高了电力系统的可靠性和安全性。经过多年努力所研制成功的分层式综合自动化装置,突破了传统装置所受的限制,能够广泛应用于各种电压等级的电站,极大地拓宽了综合自动化装置的应用范围。
1.2对电力系统配电网自动化技术开展的研究
我国对电力系统配电网自动化技术开展了大量的研究,主要表现在配网模型、中低压网络数字、信息配网一体化、高级应用软件等方面的突破。其中,高级应用软件将配电网的实际情况和输电网的理论算法结合在一起,使用最新的国际标准公共信息模型,利用配网递归虚拟流算法对潮流进行计算,利用人工智能灰色神经元算法对负荷进行预测,极大地提高了计算结果的准确性和可靠性。数字信号处理技术能够提高载波接收的灵敏度,解决了载波在配电网使用中的路由和衰减等难题,提高了信号的处理速度和准确度。
1.3对电力系统人工智能技术开展的研究
我国对电力系统人工智能技术开展了大量的研究,主要体现在将模糊逻辑、专家系统和进化理论等先进理论运用到电力系统及其设备的故障分析、运行分析、规划设计等方面,确保了电力系统运行的安全性和可靠性,并能及时诊断各种故障信息,将损失降低到最小,提高了电网规划设计的科学性和合理性。
1.4对电力系统自动化实时仿真技术开展的研究
我国对电力系统自动化实时仿真技术开展了深入的研究,重点研究了电力系统实时仿真建模和负荷动态特性建模,同时将国外先进的电力系统数字模拟实时仿真系统引入到国内,构建了基于混合实时仿真环境的实验室。电力系统自动化实时仿真系统不但能够对电力系统的暂态和稳态进行试验,而且能够联合多种控制装置,形成闭环系统,从而确保科研人员能够完成对新装置的测试实验。
2电气自动化技术在电力系统中应用的设计思想
2.1电气自动化技术在电力系统中应用的选型原则
电气自动化技术在电力系统中应用的选型原则,主要从远程调度和自动化系统监控这两个方面进行考虑。电力系统的保护装置一般优先选用微机保护综合自动化系统,电力系统中电气自动化的选型接线比较简单,通常以常规继电保护装置为主,选用性能可靠且价格合理的智能化开关。
2.2电气自动化技术在电力系统中应用的设计原则
电气自动化技术在电力系统中应用的设计原则主要应从以下几个方面进行考虑:
(1)电气主接线方式按照原设计来执行,要将采用监控系统后所增加的设备种类和数量(如电力监控器、电量变送器等的数量)在单线系统图的设备型号说明中加以标注;
(2)凡是需要利用计算机监控系统进行远程遥控操作的开关,一定要使用具备远程分闸和合闸功能的智能开关,从而确保远程遥控操作功能得以实现;
(3)运行状态需要进入计算机监控状态的开关,通常需要使用一对独立的常开接点引入计算机监控系统,此外,低压自动开关还需多选用一对常开辅助接点;
(4)对继电保护进行设计时,供电系统应该优先考虑使用变压保护和综合电气自动化技术。
3电气自动化技术在电力系统中应用的研究趋势
我国对电力系统中电气自动化技术的研究还存在很多不足,未来的研究工作还有很多。电气自动化技术在电力系统中应用的研究趋势,主要包括以下3个方面:
3.1国际标准的大规模推广和使用
近年来电气自动化技术在我国有了广泛的应用,但是由于电气自动化设备的生产厂家众多,导致这些设备的信息共享和相互操作间存在诸多障碍。为满足不同厂家所生产设备的兼容性,电子工业协会制订了IEC 61850标准,作为站端与站间进行通信的标准,从而实现站内的无缝通信。我国要大力推广和使用IEC 61850标准,并基于此标准开发出电气综合自动化系统的相关产品。
3.2将测量、保护和控制工作融合为一体
长期以来,受电力行业专业分工、人员配置和运行机制的影响,我国电气自动化系统主要通过站内监控采集相关数据、单独进行保护的工作模式。这种工作模式虽然能对事故进行清晰的分析和处理,但是增加了工作量,降低了设备的利用率。为了减少设备的重复配置率和操作人员的工作量,提高事故的处理效率,必须将测量、保护和控制工作融合在电气自动化综合系统中。
3.3以太网技术的使用
随着经济和社会的发展,人们对电力的需求与日俱增,加之电网系统越来越复杂化,其涉及的数据和信息也越来越多。在这种背景下,电气综合自动化系统所需要采集和传输的数据日益庞大,对通讯的实时性和传输速度提出了更高的要求。以太网具有传输数据量大、传输数据快的优势,能够满足电气综合自动化系统的发展需求,因此,以太网在电气综合自动化系统中必然会有更多的应用。
4结语
电网调度自动化是电力系统自动化的主要组成部分。伴随着科技的进步与社会的发展,自动化技术作为一门综合性技术,它在电力系统中起到的作用越来越显著,电力体制改革等新形势对电网调度自动化系统既提出了新的挑战,也提供了前所未有的机遇。未来调度自动化技术及系统将会有更快更大的发展,但也需要付出艰辛的努力。
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下面首先探析了电气工程及其自动化的发展现状,其次分析了电气工程中的问题,最后就电气自动化中的问题及对策进行了进一步的研究。
一、电气工程及其自动化发展现状
1.依靠信息技术发展
网络技术、计算机技术、通信技术等信息技术在当今社会各个产业的发展中得到了广泛的应用,其中对信息技术的使用是电气自动化系统中最重要的方面,它具有科学性、高效性和实用性的特点。信息技术在电气自动化系统中的使用主要表现在两个方向。第一,表现在管理层面。例如人力资源管理、会计部门核算工作的相关数据的存取,管理层利用信息技术对基层生产线的实时监控。第二,表现在电气自动化系统和设备的比较层面,由于数据比较的功能是信息技术的一个重要特点,所以可以对不同设备的信息数据进行一个比较,这在市场经济条件下表现出实用价值;随着微电子和微处理器技术的普遍应用,曾经定义明确的设备界限开始慢慢的模糊,以信息技术为基础的通讯能力、软件结构和统一的组态环境就变的必不可少。
2.DCS控制系统
DCS控制系统即分布式控制系统,以微处理器为基础,以控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调为设计原则的仪表控制系统。分布式控制系统具有数据获取、直接数字控制、人机交互以及监控和管理等功能。与传统电气控制系统相比较而言,更为高级和先进,是一种比较完善的控制与管理系统。DCS控制系统操作层采用WINDOWS NT操作系统;控制站采用成熟的嵌入式实时多任务操作系统QNS以确保控制系统的安全性、实时性和可靠性。
3.采用集中控制手段
将各种信息统一放入一个处理器中综合处理就是集中控制,这种集中控制手段存在明显的缺点。第一、集中控制会使所有的信息集中在一个的处理器中,会大大降低电气自动化系统的运行速度,从而使整个系统的运行受到影响。第二,集中控制使全部信息都存入主机内部,导致主机容量不断减少,后期为了保证系统正常高效的运转,就需要增加电缆数量,大大的增加了系统运行的成本。
二、电气工程的问题及对策
1.电气工程的问题分析
电气工程的问题主要表现在以下两个方面。首先便是电气工程的质量问题。大多数电气工程管理部门在工程质量管理工作方面都普遍存在认识不到位的现象,即过于关注对工程质量的检测,而忽略了对施工质量的管理与控制。这不仅影响了电气工程的施工进度,还降低了电气工程的质量,不利于电气相关部门竞争力的有效提升。另外就是电气工程的节能问题。电气工程为了从多方面的满足建筑项目的建设需求,不仅需要提供照明和温度调节,还需要对保证必要的能源量,在此过程中,则很难避免产生能源浪费的问题。因此,能源浪费造成的资源利用率的降低,也成为了阻碍电气工程发展的又一大重要问题。
2.电气工程问题的对策分析
首先,加强电气工程质量的管理力度。具体来说,既是加强电气工程质量管理队伍的建设力度,对相关管理人员展开定期的培训,以不断提升其对工程质量管理的认识和业务水平;将竞争机制和激励机制进行不断完善,以有效提升员工的积极性与主动性。与此同时,对电气工程的原材料和设备管理进行严格的控制。对于进场的材料及设备,要对其出厂报告及质量证书进行严格的检验,只有通过检验的材料或设备才能够投入到施工现场进行使用,以此有效保证电气工程的质量控制水平。其次,对电气工程节能设计进行优化。相关电气部门应有效找出消耗、浪费能源较高的环节,并在保证满足实际工业生产需求的基础上,有针对性的对节能设计进行改良与优化。例如,在建筑的照明方面,应当尽量利用自然光来代替照明设施,并将寿命长、功效高的智能照明装置安装在走廊等地方,以充分发挥智能照明的智能化的作用,将照明所需的电能消耗降到最低。
三、电气工程自动化存在的问题及对策
1.电气工程自动化存在的问题
电气工程自动化存在的问题主要体现在以下三个方面。其一,网络架构不够统一。相关企业及部门不统一的网络架构,严重阻碍了电力工程自动化系统的有效建设;再加上不同企业之间在程序接口上的差异性,使得软、硬件信息数据的交流与运输受到严重影响,不利于实现企业间资源信息的共享。其二,电气自动化系统的集成性不高。我国现阶段的电气自动化的程度较低,大多数都还停留在多岛自动化的层面上。而这种多岛自动化往往由于功能单一的局限性,而不能实现信息的共享,这便很大程度上影响了电气自动化功效的充分发挥。其三,电气自动化技术的使用一定程度上受主观支配。相关技术人员在开发和应用电气工程自动化技术的过程中,往往容易被主观意识所支配;再加上各技术人员在技能水平上存在差异性,便使得自动化平台之间的差异也较大,进而造成电气工程自动化成本的增加。
2.电气工程自动化问题的对策分析
首先,实现电气工程的科技化。将先进的技术设备引入到电气工程自动化的建设与发展中,并利用新技术、新材料及新设备的应用,来将我国电气工程自动化程度进行不断提升,与此同时,以降低能源消耗为重要方向,对节能技术进行不断研究与创新。其次,实现电气工程的信息化。加强网络技术、计算机技术与自动化技术的结合,并将网络通讯技术有效应用到计算机的优化与仿真技术以及人工智能分析,和电气设备的设计与运行中,以有效促进电气工程自动化的实现。再次,实现电气工程的开放化。将计算机网络技术应用到电力系统的各个元件和局部系统的监督和调解中去,并利用计算机网络技术来完成信息的实时交换和网络资源的共享,进而实现电气工程自动化管理、决策和控制的一体化。
结语
总而言之,电气工程及其自动化作为现代工业发展的核心技术,在现代化工业的生产中有着不可替代的重要作用。而相关企业要想有效促进电气工程及其自动化的发展,就必须要加大人才的建设力度,将相关制度规范进行不断完善,并在引进先进技术设备的同时进行自主研发。唯有如此,才能让我国电气工程及其自动化迈向一个新的台阶,进而促进我国现代化工业事业的稳步发展,为提高我国综合国力打下坚实的基础。
参考文献:
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1.1从分布式角度分析
模块化的思想是电气控制系统必须遵循的,根据分布式开放结构这个常用的电气控制系统自动化设计策略,必须保障开关柜上的众多控制保护功能可以很均匀的分布在各个地方,并发挥开关所本身就应该具有的控制和保护的作用,并且可以在控制和保护单元上发挥出最大的作用。模块化的思想还有很重要的一点就是能够保证每一个单元模块上都可以均匀的分布着电器控制自动系统中所需要的所有信号,包括保护、控制以及测量等等这种信号可以指导工作,并根据光纤总线进行自动化控制的主要控制,使监控性能得到进一步的提高。此外没在电气控制系统中,报警系统是一个不可忽视的部分。但是,要充分的保证各个模块之间不能相互影响。
1.2从集中式角度分析
集中立柜的结构是十分的科学并且是实用的。在整个的电气控制系统的自动化设计中,要实现各个模块的集中化,即把这些模块都集中在专用柜中去,实现整个系统的集中化控制与保护,实现各种信号的采集以及保护柜内的数据处理工作。对电气控制系统的自动化设计过程需要借助主控总线,实现信号的传递,然后借助于计算机系统软件,实现所接受信号的集中管理与控制,这个电气控制系统设计的过程非常明显的特点就是简单可靠,实现了对二次接线的简单化。此外,主控室必须事先与开关柜之间的相互连接,才能够对两者就行控制,达到最终的协调通信的目的和要求。
1.3从兼容性角度分析
兼容性是在电气化控制系统自动化设计过程中经常遇到并且非常重要的一个问题,兼容性的分析和解决才能够保证用户的规模,并且使得功能得到扩展,那么在设计的过程中注意对串行通信接口的科学化、规范化设计,可以让客户根据实际需求做出适当的调整。
2、设计思路
2.1远程监控模式分析
电气控制系统自动化设计过程中需要采取远程控制的方法,能够节约大量电缆、节约大量安装费用、提高可靠性、增加材料利用率,整个系统变得更加灵活,对电气系统自动化控制会产生积极的作用。目前电气系统采取的多种现场总线通讯速度都不是很高,因此需要程监控模式提高系统的访问速度,电厂电气部分通讯量相对比较大,因此此种方式更加适合于中小系统监控,能够保证整个系统实现自动化控制。
2.2集中监控方式设计
电气控制系统自动化设计过程中需要突出监控功能的实现,从而能够更好地完成系统的运行维护功能,当前控制站的防护要求不是很高,因此系统设计过程中相对比较容易。集中式监控系统设计构成中可以把各个系统功能集中到一个处理器中进行处理,因此处理器的任务比较繁重,但是处理速度也会在这样的环境下受到一定程度的影响。但是电气设备需要进行全面的监控,从而能够更好地控制监控对象,监控对象增加的时候系统主机的冗余会下降,因此电缆的数量也会增加,整个项目投资会增加,如果是长距离电缆设计,会产生信号干扰方面的问题,对系统的可靠性产生一定的影响。
断路器的联锁和隔离刀闸的操作闭锁主要是通过硬接线,在此情况下辅助接点会出现不到位的问题,造成设备无法进行全面操作。如果采取二次接线的方式,增加系统的复杂性,那么系统查线不方便,从而能够增加系统的维护量,对整个系统自动化控制会产生一定的影响。电气系统自动化设计过程中查线和传动过程中会因为接线复杂造成错误操作,因此系统设计过程中需要综合考虑多方面的因素,提高系统自动化程度。
2.3现场总线监控设计
从当前情况看,现场总线、以太网等计算机网络技术已经运用到电气控制系统,对电气系统自动化水平提高产生了重要的作用。从当前情况看,电气系统已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备已经有了很大的发展,此类问题为网络电气控制广泛应用奠定了重要的基础。电气总线监控系统在系统设计过程中更具有针对性,因此在不同的间隔时间范围内可以采取不同的功能,所以系统设计过程中可以按照时间间隔模式进行综合设计。此种方式除了具有远程监控的功能外,还可以对系统进行设备隔离,提高系统整体自动化程度,对电气系统整体技术提升具有十分重要的意义。
电气设备设计过程中需要对I/O卡件、端子柜、隔离设备、模拟量变送器等进行分析,智能设备设计过程中需要按照就地安装的基本原则,通过监控系统进行综合通信连接,从而能够节省大量的控制时间,整个系统设计过程中节约了很多投资,同时系统的整体维护量也下降了,从而节约了系统的成本。电气监控自动化系统设计过程中需要保证各个监控设备功能相对独立,设备之间通过网络相互连接,达到网络组态灵活的特点,整个系统的可靠性有了很大的提高,系统设计过程中如果某一个装置故障会影响系统的元件,但不会使整个系统瘫痪,因此现场总线监控方式已经成为电气监控系统未来发展的方向。
3、注意问题
3.1自动化设计必须符合实际情况
设计电气自动化控制系统的目的就在于更好的适应于企业的需要,所以设计的初始阶段,就要足够的考虑到它的适用性,要对相应的零部件和系统软件进行符合企业需要的专业化检测,使设计出的控制设备能够既符合需要又能够让自动化控制系统可以发挥出更好的作用。
3.2注重电子元器件的设计与选用
电子控制系统的自动化装置是由多个部分组成的,其中电子元器件是非常重要的部分之一,电子元器件的选择直接关系到电气控制系统自动化的性能,只有选择了合适的电子元器件才能使得对电器控制系统的自动化设计能够长期使用,降低其生产成本,所以在对电气控制系统的自动化设计过程中应该非常注重对电子元器件耐用性和持久性的检测。
3.3注意设备外部环境的不利因素
电子设备所处的环境是很复杂的,使用情况的好坏以及寿命的长短都在很大程度上受到外部环境的影响,外部环境是电气自动化控制系统能够顺利运行的重要保障,而恶劣的环境会导致设备受到很大的破坏,就会是电气自动化控制系统不能够在企业中发挥出应有的作用,所以在对其进行设计的过程中,要格外的注重外部环境的影响与损害,空气湿度大等外部环境问题都会对电气控制系统产生很大的影响,这就会严重的影响电厂的效益和生产成本问题。
3.4注重控制系统的散热防护工作
在对电力自动化控制系统的设计过程中,散热防护工作是十分必要的,它能够足够的保证自动化系统中每一个软件的寿命延续与功能的正常发挥,从而使这种电力自动化控制系统能够保证企业的利益,节约生产成本,提高企业的利润,一旦出现由于没有对电力自动化控制系统的散热与防护而导致整个系统的破坏,那么对于整个企业的经济利益的损坏是非常严重的。尤其是对一些大功率的设备而言,更是要着重重视,通过安装散热器等方式,加强对设备的防护,消除电力自动化控制系统中存在着的安全隐患。
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1电力调度自动化系统的发展及现状
目前我国电力调度自动化系统已经能够实现“五遥”(遥测遥信、遥控、遥调、遥视)功能。并随着电力系统各环节自动化设备的完善,统可以采集存储的电网数据越来越多,电力调度自动化系统正逐渐采多种智能化技术,其方向就是智能化调度。中国地域面积非常大,整个电网的规模也非常大,电力调度分五级,分别是国调、网调、省调、地调和县调,对于不同级别的调度系统,重关心不同电压等级的电网;相邻的两级调度也要进行互联通信。
2电力调度自动化系统体系架构
2.1电力调度自动化系统体系架构
目前电力调度自动化系统多采用客户/服务器(Client/server)分布式体系结构,具有如下突出特点:
(l)提供程序开发和运行一体化的运行环境;
(2)统一的、可扩展的、分布式的、透明于操作系统的平台;
(3)真正的跨系统平台,提供统一的开发接口,缩短系统开发进度,支持二次开发;
(4)提供全部分布式系统运行接口,扩展系统运行限制,使得上层系统具有高可用性;
(5)功能任务按需分布;
(6)功能任务多样化;
(7)系统配置的选择性;
(8)系统硬件配置可以分布实施,软件功能可以灵活组态;
(9)配置的高度灵活保障了系统和网络的可伸缩性;
(10)标准的外部通信接口可以和其它系统平台进行简单的无缝集成;
2.2电力调度自动化系统
2.2.1CC-2000系统
采用开放式系统结构设计,采用面向对象的技术,利用事件驱动和封装的思想为应用软件提供了透明的接口。采用面向对象技术,并引进了一个大对象的概念,以适应封装性、继承性以及事件驱动的要求。支撑系统专用性和通用性的有机结合。既适应电力系统的需要,又兼顾其它行业实时应用的要求。按照软件工程的规律进行开发,达到软件工程产品化。技术鉴定认为,按照开放式系统设计和采用面向对象等技术,都属于国际先进或领先范畴.现结合东北电网,由电科院、电自院、清华大学、东北电力集团公司、北京科东公司在统一协调下,共同在CC-2000支持系统平台上开发电网应用软件,从而实现完整的EMS系统。
2.2.2SD-6000系统 SD-6000系统是电力部重点项目,由电自院南瑞系统控制公司和淄博电业局联合开发的具有统一平台的开放式分布式能量管理系统,1994年投运,1996年通过测试和鉴定。该系统集成了超大规模的调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等新技术。该系统特点是:具有开放式和分布式的支撑系统平台。具有面向对象的人机界面管理系统。其中较突出的是厂站单线图、电网元件模型、电网拓扑结构、数据库同期生成技术。EMS支撑软件与管理系统的商用数据库采用SQL标准接口.便于用户自行开发和由第三方开发应用软件。有较高的稳定性和可靠性,前置机应用软件设计合理,实用。
2.3OPEN-2000系统
OPEN-2000系统是江苏省立项的重大科技项目,是由电自院南瑞电网控制公司开发的新一代EMS系统。OPEN-2000系统是南瑞公司于1998年开发成功的一套集SCADA、AGC、PAS、DTS、DMS、DMIS于一体,适用于网、省调和大中型地调的新一代能量管理系统。是国内外发展速度快、适用面广、性能完善、成熟性好、可靠性高的能量管理系统,是国内首套将IEC870-6系列TASE.2协议集成于软件平台的系统。
OPEN-2000系统采用100M平衡负荷的双网机制,流量更大。可靠性更高。完全基于商用数据库开发的、具有客户/服务器模式的全新的能量管理系统。采用面向对象技术,以电力设备为对象建立数据存取模式和电力系统模型,软件设计全部采用面向对象方法和面向对象语言。
3系统平台一体化
3.1系统平台一体化
电力调度自动化系统在计算机硬件和操作系统有成熟、稳定、可靠和实时性好的特点。由于X86系列和X64系列PC计算机也具有有性价比高的特点,系统也必须支持X86系列和X64CPU的Windows操作系统、Solaris和Linux操作系统,提供给客户更灵活的选择。利用中间件技术,在数据平台系统和底层不同硬件体系、不同操作系统之间建立一个基于应用中间件的分布式运行和开发中间软件包,即系统的应用中间件平台。
中间件的主要工作机制为:客户端上的应用程序需要从网络中的某个地方获取一定的数据或服务,这些数据或服务可能处于一个运行着不同操作系统和特定查询语言数据库的服务器中。客户/服务器应用程序中负责寻找数据的部分只需访问一个中间件系统,由中间件完成到网络中找到数据源或服务,进而传输客户请求、重组答复信息,最后将结果送回应用程序的任务。
3.1.1COBRA中间件
MicrosoftCOM(ComponentobjeetModel)是一种模块间通讯标准接口,它是Mierosoft的OLE及ActiveX技术的基础,DCOM(DistributedComponetObjeetModel)是COM的分布式版本,该模型在Mierosoft的WindowS环境中得到良好的实现,但较难移植到其他环境中。而CORBA(CommonObjeetRequestBrokerArehitect
ure)是oMG的以分布对象为基础的公共对象请求结构。
CORBA产品具有下列特性:
(l)支持分布计算,提供跨网络、硬件和05平台的透明性的应用或服务的交互;
(2)满足实时EMS系统数据采集和处理的速度要求;
(3)支持标准的协议;
(4)支持多种编程语言;
(5)提供接口描述语言(如IDL)到c++、Java等多种语言的映射;
(6)支持在服务端和客户端之间多种数据类型的数据传输;
(7)提供高性能的多线程机制,支持并发访问;
(8)支持在ORB级进行各种策略的配置;
(9)具有负载平衡功能,根据提供的负载平衡策略;
3.1.2 跨平台的图形应用框架
目前先进的电力调度自动化系统多是基于跨平台的GUI库Qt开发统一的图应用平台。该中间件平合具有如下特点:
(l)充分考虑了各类操作系统之间的差异,并对这种差异进行了透明的处理和包装,使上层应用不必修改代码就可以移植到不同的操作系统之上。
(2)为上层应用提供了一个虚拟的、统一的、可扩展的、分布的开发平台,使得仅仅单一系统的可编程转变为多种系统的可编程
(3)根据电力企业自动化系统的特点和操作系统提供的基本开发接口,对开发上层应用所需的关键任务集中进行包装处理,形成了一系列软件包,为上层应用提供实用的、统一的、完善的编程接口和服务。
参考文献
[1]辛耀中.新世纪电网调度自动化技术发展趋势(Developmenttrendofpowersystemdispatehin
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随着科技的进步,我国的电力调度自动化系统也充分的利用了先进的科学技术,实现了遥测、遥信、遥调、遥控、遥视的五大功能。随着电力调度自动化系统的不断完善和发展,在电网中,采取电网存取数据的越来越多,电力调动自动化系统正向智能化发展,面对我国幅员辽阔的现状,电网的覆盖面积也相当的大,电网的规模也由此很大,所以,面对如此巨大的电力调度系统,必须采取一个有效的控制方法,才能保证电力调度自动化系统正常的运行。
2 电力调度自动化系统的构架
目前我国的电力调度自动化系统大多采用的分布式体系结构,即客户/服务器这种系统,这种系统有很多的突出的特点,它能够统一的控制操作平台,为程序的开发和运行提供可靠的运行环境,实现跨系统运行的平台,提供统一的数据开口,极大地缩短了系统运行的时间,他的功能更加全面和多样性,能更好的满足我国电网管理控制和调度的要。除此之外,还有CC-2000系统,SD-6000系统,PCS9000系统等,CC-2000系统是一个面向对象的系统,SD-6000系统:该系统集成了超大规模的调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等新技术。该系统特点是:具有开放式和分布式的支撑系统平台。[3]PCS9000系统是目前国内比较先进的一个系统,它汲取了国内集控站系统与调度自动化系统的优点,具有可靠性高,适用面更加广泛和性能更加完善,在电力调度自动化中发挥着重要的作用。下图为电力调度自动化的系统软件体系结构图:
3 电力调度存在的问题
3.1 自动化的平台存在很大的差异
我国目前采用的电力调度自动化系统存在很大的差异,因此在系统平台上达不到统一,存在一定程度的不同。我们在进行电力调度时,是在计算机的平台上建立起来的调度平台,这就会出现调度的平台不同,从而影响电力的调度,在调度的过程中,有时为了实现系统的可靠性以及稳定性,我们需要根据要求采用RISC的结构进行电力的调度,但是,这个系统不能满足其他方面的要求,比如,我们为了满足电力调度系统的方便需要运行CISC的架构,在电力的调度的过程中,我们要综合考虑很多方面的因素,比如计算机的操作系统的影响,不同的系统满足了我们的不同需要,但是不能全面的满足我们的要求。
3.2 电力调度自动化系统中对集中控制功能的高要求
在电力调度的过程中,我们实现电力调度的调整必须满足电网模拟和系统中整个数据库的一致性,这就对电力系统调整过程中的集中控制提出了非常高的要求,电力调度系统的所有功能都是在各自独立的基础上才能实现的,但是对于现在的电力调度系统,实现电力调度系统中的数据库与电网模拟的一致是不太现实的,因此,我们对电力调度系统中的集中控制功能提出了更高的要求。
3.3 电力调度系统中的电网模拟的多变性
目前为止,在电网的电力调度系统中,随着变电站的不断增加和变电站的不断改造,我们需要对构建整个自动化的系统中进行建模型和数据的记录,从而良好的管理,在这些过程中,每个环节都很容易出现错误,出现错误对电力调度会造成很大的影响,所以,对于电网模型的建立和多边形对于电力调度是很重要的,我们需要探究和研究电网模拟的多变性,以便更好的实现电力调度系统的自动化和系统的完整性,更好的对电力调度进行控制和完善等。
4 一体化技术在电力调度系统中的应用
4.1 平台的一体化
电力调度的平台是建立在计算机平台上的,所以,由于计算机操作系统上存在很多的选择,所以,电力调度也存在很多的选择,并且攒在很多的差异,数据平台存在于电力调度系统的平台中,在众多的系统中,不同的系统有不同的特点,根据不同的要求我们选择不同的系统,这对于我们平台的一体化是非常不利的,为了实现平台的一体化,我们通过中间件耦合的方式来实现信息的交换,采用最多的中间件是OMG和CORBA的中间的对象,这些中间件能够很好的解决跨平台的问题,能够起到良好的通信能力,并且对信息具有很大的可扩展性,对于降低硬件和操作系统的差异性,我们要采用一个标准的数据接口来满足电力调度的系统平台的要求,从而实现电力调度自动化系统的平台一体化。
4.2 电力调度图模的一体化
随着我国电网的不断改革和进步,电网在我国的规模不断加大,覆盖面积逐渐推广,这就要求我们对电网的电力调度有很好的数据控制系统和网络模型库的系统,以便更好地控制和管理电力调度,在电力调度系统中,建立一个比较常用的图库模型可以效地提高电力调度系统的工作效率。在整个电力调度系统中,通过图库模型系统的一体化功能实现模型的建立,从而为电力调度的一体化提供有效的支持,建立图库模型的一体化是电力调动自动化中实现电力调动一体化的前提条件。下图是图库模型一体化的模式图:
4.3 电力调度自动化的功能的一体化
在二十一世纪经济高速发展的中国,电力调度得到了很大的发展,我们要实现电力调度的一体化和功能的发展,就必须达到对数据库和图形以及其他资源的共享,才能真正的实现电力调度自动化的功能的一体化,实现功能一体化需要一些中间件的参与,我们可以通过安装节点机等,灵活的配置在整个电网中的应用模块,而中间件是整个电力调度系统中应用模块的前提基础,从而实现功能的一体化。
4.4 电力调度自动化系统中的接口一体化
对于各平台的差异,我们要实现一体化可以采用标准的数据接口,以便实现资源的共享和信息的传送,在电力调度系统中,电力系统都是通过接口进行对数据的访问和资源服务的查询的,所以为了更好地为电力系统各平台提供读访服务,通过访问的过程中,对接口服务进行筛选并记录,通过技术的层面得出偏离报告,并通过纠正和实验报告和采购的方法提供可靠的报告,并且利用保证归档技术确保在电力调度自动化系统中的信息的安全性,保证系统的稳定性和正确性。
5 结束语
随着科技的进步和社会经济的快速发展,我们对电力调度自动化的要求不断提高,在不断地研究和探索中,我国的电网事业也充分的运用高技术高科技,紧跟时代的步伐,一体化技术在电力调度自动化中的应用使得我国的电网事业将更加的完善,解决我国幅员辽阔和电网覆盖面广中出现的一系列问题。
参考文献
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1 电力调度平台一体化的应用
因为信息操作体系的类型与硬件的配置不相同。所以在基层硬件操作体系方面,数据也具有一定的差异性。为此,在电力调度体系方面,建立中间媒介实现有效的分配,进而实现电力系统的运行,是其中最为有效的处理方法[1]。在这个过程中,操作人员一般会选择OORBA或是OMG作为中间件,以此提升信息之间的交换频率。为了保证其中间件能够具备有效的扩展技能,操作人员需要减小该操作体系与电脑系统之间的差异性,所以,一体化技术的应用便十分重要。一体化技术应用于电力调度的接口中,对电网控制体系的平台具有十分重要的作用。因为电力系统中所蕴含的中间件具备一定的特殊性,所以在选用中间件时,需要将其中存在的差异性减小,让其能够应用于各个系统中,并且实现不同硬件的相互连接与作用。在中间件发展的过程中,一体化技术的应用也为电力调度的平台提供了丰富的发展空间,同时由之前较为单一的体系转变为复杂的体系,在其扩展的过程中,并不会对其操作平台的运行造成影响,在其完善的同时,可以完成其他体系的扩展。在电脑操作体系与硬件内部,电力操作系统要具备一定的时效性以及可靠性。在选择计算机时,X64与X86计算机系统具有较高的性价比,另外,系统也可以支持X64与X86的操作系统,选择更加多元化的计算机操作系统,以此为电力调度自动化的运行提供更加多元化的发展空间。利用中间件技术,可以通过不同的操作系统以及硬件组建不同形式的软件数据包,也就是中间件平台。
2 电力调度功能一体化的应用
在电力调度系统运行的过程中,现阶段的调度功能一体化得到了飞速的提升,然而在社会发展的环境大背景下,电力调度的发展也逐渐结合了智能技术――一体化技术,使电力调度自动化的运行不仅具备传统的应用功能,还实现了图形操作以及数据库升级功能,并且也实现了电力调度的信息技术发展。为了实现电力调度功能一体化的应用,操作人员需要保证中间件的正确运用,同时选择具备灵活性的节点机设设施,以此实现节约成本的作用,进而提升配置效率[2]。然而在其中仍然需注意,进行电力调度的实际运行过程中,所使用的操作页面应用软件与服务模式要同时运行,以此才能保证实现人机合一效果。服务模式不同,所选择的管理方式也不同,进而使各项功能均能够发挥其作用。在电力调度系统中,中间件的应用是应用模块的主要内容,在中间件的基础上,才能够保证电力调度的有效运行。
3 电力调度接口一体化的应用
利用不同的数据进行电力调度系统的访问,能够以此实现对电力系统的调控,同时利用较为范围的数据实现信息同步化处理。选择不同的电力调度接口,可以对系统中的访问数据与内容进行记录,如此一来可以为相关设备的访问提供便利,并且加强电力调度系统运行的安全性与可靠性,提升电力调度系统中数据信息的准确性[3]。在访问的过程中,客户可以根据个人意愿选择服务器接口,所以在进行相关信息查询时,也可以根据个人意愿选择所要查询的内容。为此,组建电力调度系统接口公开性是构成电力调度工作的主要内容,以此才能推动电力调度自动化的发展,使其能够实现智能化发展,尽快实现电力调度接口一体化的发展道路,在此基础上推动我国电力调度自动化技术的不断发展。
4 结束语
综上所述,受我国经济发展的影响,电力资源在人们的生活中应用愈发广泛,为了实现电力调度自动化的智能化发展,在其中应用一体化技术已经成为必然性手段。为此,文章中针对一体化技术在电力调度自动化中的应用,从电力调度平台一体化、电力调度功能一体化、电力调度接口一体化三个方面对其应用实践策略进行了阐述,希望通过文章的分析,能够加强一体化技术的应用技术,提高电力调度自动化的运行质量,并在此基础上推动我国电力行业的不断发展。
参考文献