Documentos técnicos sobre automatización de sistemas de energía
Los rápidos cambios en la tecnología de automatización de sistemas eléctricos y la mejora continua de los niveles de control han creado las condiciones para que la industria energética resuelva la contradicción entre los recursos energéticos y las limitaciones ambientales. He recopilado artículos técnicos sobre automatización de sistemas eléctricos para todos, espero que les guste.
Documento uno sobre tecnología de automatización de sistemas de energía
Un breve análisis de la tecnología de automatización de sistemas de energía
Resumen Con el rápido desarrollo de la tecnología de la electrónica de potencia y la tecnología de la microelectrónica, el original El concepto de control de accionamiento eléctrico (arrastre electrónico) ya no puede abarcar por completo todos los equipos de control que realizan tareas de primera línea en el moderno sistema de automatización de producción. Además, el control de arrastre eléctrico ha ido más allá de la fábrica y se utiliza ampliamente en el transporte, granjas, oficinas y electrodomésticos. Su objeto de investigación se ha desarrollado en los sistemas de control de movimiento. Lo siguiente solo presenta algunos desarrollos nuevos en la tecnología de automatización eléctrica.
Palabras clave automatización de energía; bus de campo; tecnología de comunicación inalámbrica; convertidor de frecuencia
0 Introducción
Hoy en día, los sistemas de automatización innovadores controlan procesos complejos y garantizan la confiabilidad y la seguridad. de la operación del proceso, creando una base correspondiente para estrategias de mantenimiento avanzadas.
Los rápidos cambios en la tecnología de automatización de procesos energéticos y la mejora continua de los niveles de control han creado las condiciones para que la industria energética resuelva la contradicción entre los recursos energéticos y las limitaciones ambientales. Con el desarrollo de la sociedad y la industria de la energía eléctrica, la importancia de la automatización de la energía eléctrica aumenta día a día. Las barreras tradicionales entre las tecnologías de la información, la comunicación y la automatización están desapareciendo gradualmente. Las últimas tecnologías, incluidas redes inalámbricas, buses de campo, convertidores de frecuencia, interfaces hombre-máquina, software de control, etc., han mejorado enormemente la eficiencia y el rendimiento de seguridad del sistema de proceso.
El sistema de automatización del sistema de energía generalmente se refiere al sistema secundario eléctrico, es decir, la automatización del sistema de energía se refiere al uso de varios dispositivos con funciones automáticas de detección, toma de decisiones y control para controlar varios componentes del sistema de energía. a través de sistemas de señales y sistemas de transmisión de datos, monitoreo, coordinación, regulación y control automático local o remoto de sistemas locales o completos para garantizar un funcionamiento seguro, estable y saludable del sistema eléctrico y una calidad de energía calificada [1].
1 El desarrollo de la automatización de la energía eléctrica
Nuestro país comenzó a desarrollar la tecnología de automatización de subestaciones en la década de 1960. Después de décadas de desarrollo, la tecnología de automatización de subestaciones ha alcanzado un cierto nivel en la transformación y construcción de redes eléctricas urbanas y rurales en mi país, la tecnología de automatización no solo se utiliza en subestaciones de media y baja tensión para lograr un funcionamiento sin supervisión. ampliamente utilizado en la construcción de subestaciones de voltaje ultra alto de 220 kV y superiores. Se ha convertido en un hecho indiscutible que las nuevas tecnologías de automatización han mejorado enormemente el nivel de modernización de la construcción de redes eléctricas, han mejorado las posibilidades de transmisión, distribución y despacho de redes eléctricas. y redujo el costo total de construcción de la subestación. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología no tiene fin con la creciente madurez de tecnologías como interruptores inteligentes, transformadores fotoeléctricos de corriente y voltaje, detección de estado en línea de equipos operativos primarios y simulación de capacitación en operación de subestaciones, así como el desarrollo de computadoras. Redes de alta velocidad en sistemas en tiempo real. La aplicación seguramente tendrá un profundo impacto en la tecnología de automatización de subestaciones existente, y está a punto de surgir un sistema de automatización de subestaciones totalmente digital.
2 Implementación de tecnología de automatización de energía eléctrica
Fieldbus se conoce como la red de área local informática en el campo de la automatización. El rápido desarrollo de la tecnología de la información ha provocado cambios en la estructura de los sistemas de automatización. Con la creciente complejidad de las redes eléctricas industriales, las personas tienen requisitos de seguridad cada vez mayores para las redes eléctricas. La tecnología de control Fieldbus definitivamente reemplazará a la. Métodos de control anteriores y ser utilizados en la automatización de energía.
3 Tecnología inalámbrica
La tecnología de comunicación inalámbrica tiene características atractivas porque no requiere cableado complicado y costoso dentro del área de la fábrica. El personal de inspección y mantenimiento ubicado en el sitio puede mantener contacto con los centros de gestión de control, como salas de control centralizadas, y lograr compartir información. Además, la tecnología inalámbrica también es muy flexible, fácil de usar y puede realizar funciones únicas como visualización, ajuste de parámetros y diagnóstico de dispositivos o sistemas remotos a través de enlaces remotos.
El surgimiento y el rápido progreso de la tecnología inalámbrica están brindando a la industria energética una nueva perspectiva para observar los problemas y creando así una nueva y emocionante era en la industria de procesos energéticos y en los campos de gestión de activos.
Aunque actualmente existen muchas tecnologías inalámbricas, sólo unas pocas son particularmente adecuadas para la industria de procesos energéticos. Esto se debe al proceso de propagación de señales inalámbricas a través del espacio, la capacidad de datos (ancho de banda) transportada, la inmunidad a la interferencia RFI (interferencia de radiofrecuencia)/EMI (interferencia electromagnética), la susceptibilidad a barreras físicas, la escalabilidad, la confiabilidad y los costos varían según en la red de tecnología inalámbrica. Por lo tanto, muchos usuarios tienden a seleccionar la tecnología inalámbrica adecuada en función de escenarios de aplicación específicos. Las tecnologías inalámbricas utilizadas para el control incluyen principalmente GSM/GPRS (celular), Radios 9OOMHz, wi-Fi (802.lla/b/g), WIMAX (802.16), ZigBee (802.15.4), redes autoorganizadas, etc. Especialmente las aplicaciones Wi-Fi y WIMAX son las que están creciendo más rápido. Esto se debe a que tienen mejor ancho de banda y rendimiento de seguridad, excelente marco de seguridad en la centralización de datos y redes, alta flexibilidad de integración de datos del host y alta robustez y bajo costo.
4 Tecnología de la información
La informatización de la energía eléctrica incluye dos partes: producción de energía, automatización del despacho e informatización de la gestión. La automatización de plantas y estaciones siempre ha sido el foco de la informatización de la energía eléctrica. La mayoría de las centrales hidroeléctricas, centrales térmicas y subestaciones están equipadas con sistemas de monitoreo por computadora; La aplicación generalizada de sistemas de monitoreo de automatización de la producción de generación de energía ha mejorado enormemente el nivel de automatización del proceso de producción. El nivel de automatización del despacho de energía es aún más avanzado en el mundo. Actualmente, se han establecido varios sistemas de automatización del despacho de energía, como SCADA, AGC y EMS. Todas las agencias provinciales de despacho de energía han establecido sistemas SCADA, y el 100% de los tres. Se ha automatizado el despacho a nivel de la red eléctrica. Guo Ziming, director del Departamento de Automatización de la Oficina de Despacho de Energía Eléctrica del Norte de China, dijo que ya en la década de 1970, la Oficina de Despacho de Energía Eléctrica del Norte de China había utilizado computadoras de transistores para enviar electricidad desde las 121 máquinas domésticas a las 176 máquinas y. luego, hasta las 176 máquinas duales, la Oficina de Despacho de Energía Eléctrica del Norte de China las había utilizado todas; en 1978, la automatización del despacho de la red eléctrica se había realizado básicamente.
5 Tecnología de seguridad
La electricidad es uno de los elementos vitales de la sociedad actual. La sociedad humana depende del sistema eléctrico en un grado inimaginable. El impacto de un gran desastre en el sistema eléctrico en la sociedad es inconmensurable. Por lo tanto, lo más importante del sistema eléctrico es la seguridad de su funcionamiento. Sin embargo, este problema no se ha resuelto bien en todo el mundo. El desastre en el sistema eléctrico es pequeño, pero las consecuencias son extremadamente graves, también ha habido accidentes importantes que dañaron la estabilidad del sistema eléctrico de nuestro país. Debido a las necesidades del rápido desarrollo económico de mi país, la industria energética continuará desarrollándose a una velocidad y escala sin precedentes. Con la implementación de proyectos importantes como la Central Hidroeléctrica de las Tres Gargantas, la Transmisión de Energía Oeste-Este, el Suministro Mutuo Norte-Sur y la Red Nacional, mi país seguramente tendrá el sistema eléctrico más grande del mundo.
6 Tecnología de transmisión
El dispositivo que realiza la regulación de la velocidad de conversión de frecuencia se llama convertidor de frecuencia. Los convertidores de frecuencia generalmente constan de rectificadores, filtros, circuitos de accionamiento, circuitos de protección y controladores (MCU/DSP). Como una de las poderosas herramientas para el ahorro de energía, la reducción del consumo y la reducción de emisiones, el convertidor de frecuencia se ha utilizado amplia y maduramente en equipos de energía. Para los fabricantes de inversores, en los próximos 30 años, los inversores, especialmente los de alto voltaje, desempeñarán un papel extremadamente obvio en la conservación de energía y la reducción del consumo, y los inversores se convertirán en la primera opción para cada vez más tecnologías de transformación de la industria energética.
En la industria, ABB es líder en tecnología de automatización de energía. ABB ha establecido la base de producción de transformadores y el centro de fabricación de aisladores más grande del mundo. Desde su creación en 1998, la empresa ha participado en muchos proyectos de construcción de energía clave a nivel nacional y ha recibido elogios de usuarios nacionales y extranjeros por el rendimiento seguro, confiable, eficiente y de ahorro de energía de sus productos. Los diversos productos de su empresa, incluidos PLC, convertidores, instrumentos, robots y otros productos, se utilizan bien en la industria energética.
7 Interfaz hombre-máquina
Las centrales eléctricas, las subestaciones y los paneles de alimentación de CC son equipos muy importantes con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, Souqi.com, y la mejora de. Tecnología de microcomputadora de un solo chip. La industria energética ha presentado requisitos de mayor precisión y calidad para las centrales eléctricas y los equipos de subestaciones. Los paneles de energía de CC son equipos muy importantes en el equipo secundario de las centrales eléctricas y los paneles de energía de CC son responsables de proporcionar CC. a centrales eléctricas y subestaciones controla y protege el suministro de energía y proporciona energía operativa a interruptores y disyuntores de alto voltaje. Por lo tanto, la confiabilidad del panel de alimentación de CC estará directamente relacionada con el funcionamiento seguro de la central eléctrica. de los paneles de alimentación de CC ha pasado por mucho tiempo, desde los primeros Desde generadores de CC, cargadores de CC de saturación magnética hasta cargadores de CC controlados por tiristores de circuito integrado, cargadores de tiristores controlados por microcontroladores, cargadores de fuentes de alimentación conmutadas de alta frecuencia, etc., el El panel de fuente de alimentación de CC ahora está muy maduro.
La parte de rectificación y carga del panel de alimentación de CC todavía adopta la tecnología de conmutación suave más popular del mundo. Convierte la frecuencia de alimentación de CA mediante conversión de varios niveles y finalmente forma una salida de CC estable. El componente del control del sistema del panel de alimentación de CC es el controlador programable PLC de la serie V80, procesa los valores analógicos de entrada y salida y los valores de conmutación recopilados por el sistema y, finalmente, controla el módulo de fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia para que funcione de manera más confiable. de acuerdo con la curva de la batería y los requisitos de trabajo establecidos artificialmente.
8 Conclusión
La tecnología de automatización eléctrica es la disciplina integral más activa, vibrante y prometedora del mundo actual, que es una síntesis de numerosas tecnologías de alta tecnología. Su rango de aplicación es muy amplio y ha penetrado en casi todos los departamentos de la economía nacional. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología en nuestro país, la tecnología de automatización eléctrica también ha mejorado.
Referencias
[1]Wang Xiuli. Descripción general de la automatización del sistema eléctrico de China[J]. [2] Tang Liang. Sobre la aplicación de la tecnología inteligente en la automatización de sistemas energéticos [J]. Silicon Valley, 2008(02).
[3] Xia Yongping, Tang Jianchun. automatización [J]. Silicon Valley, 2010 (06).
Documento sobre tecnología de automatización de sistemas de energía, parte 2
Análisis de tecnología de automatización de sistemas de energía
Resumen: en lo moderno. sociedad, seguridad, confiabilidad y Los requisitos para diversos indicadores, como economía y alta calidad, son cada vez más altos, el sistema eléctrico plantea constantemente requisitos más altos para la automatización. La tecnología de automatización de sistemas de energía continúa desarrollándose de menor a mayor, de parcial a general. Este artículo detalla esto.
Palabras clave: sistema de energía; automatización; tecnología de automatización
Introducción
En los últimos años, con el desarrollo continuo de la tecnología informática y de comunicaciones, el sistema de energía se ha desarrollado. Se ha convertido en un sistema que integra ordenadores, comunicaciones, equipos electrónicos de control y potencia. La cantidad de información procesada por la automatización del sistema eléctrico es cada vez mayor, el alcance de la observación es cada vez más amplio y los objetos de control de circuito cerrado son cada vez más abundantes. Para garantizar el funcionamiento seguro, estable y saludable del sistema eléctrico, se utilizan dispositivos con funciones automáticas de detección, toma de decisiones y control para diversos componentes, partes y todo el sistema del sistema eléctrico, y se llevan a cabo de forma local o remota. a través de sistemas de transmisión de señales y datos, monitorización, regulación y control automático, etc., para conseguir una calidad de energía cualificada.
1 Automatización del sistema de energía y sistema de control inteligente
1.1 Automatización del sistema de energía
La automatización del sistema de energía se refiere principalmente a equipos con funciones de control automático y funciones de detección automática. Gestión automatizada y despacho automatizado de todo el proceso de transmisión y producción de energía. El uso de tecnología de automatización puede realizar control, ajuste y monitoreo automáticos remotos y locales del sistema de energía, brindar garantía para el funcionamiento estable, seguro y normal del sistema de energía y satisfacer las necesidades reales de calidad de la energía en la mayor medida. La realización de la automatización del sistema eléctrico tiene un significado práctico extremadamente importante para mejorar el nivel de operación del sistema eléctrico. Su automatización incluye principalmente la automatización de subestaciones, la automatización de la red de distribución y la automatización de la red de despacho.
La realización de la automatización del sistema eléctrico puede garantizar el funcionamiento estable y seguro del sistema eléctrico, mejorar la calidad del suministro de energía del sistema eléctrico y lograr beneficios económicos y eficiencia de gestión de las empresas eléctricas.
1.2 La combinación de tecnología inteligente y automatización de sistemas de energía
El desarrollo de tecnología inteligente proporciona una plataforma superior para el desarrollo de la automatización de sistemas de energía. La aplicación de tecnología inteligente en la automatización de sistemas de energía no solo puede desarrollar y mejorar la tecnología de automatización de energía, sino también coordinar efectivamente la inestabilidad del sistema de energía mediante la aplicación efectiva de sistemas inteligentes. Teniendo en cuenta que el desarrollo del sistema eléctrico actual no está muy maduro, es necesario aplicar tecnología inteligente al sistema eléctrico para satisfacer en la medida de lo posible la demanda del público de redes eléctricas baratas y convenientes. Sin embargo, el nivel actual de automatización del sistema eléctrico de mi país no es muy alto, el desarrollo en todos los aspectos no es lo suficientemente maduro y existen algunos problemas e imperfecciones en diversos grados.
2 Tecnología de automatización en sistemas eléctricos
2.1 Automatización de subestaciones
En la actualidad, el desarrollo de la automatización de subestaciones en mi país ha logrado ciertos resultados, lo que ha reducido considerablemente los costos operativos de las subestaciones se reducen considerablemente, lo que mejora la posibilidad de despacho de la red eléctrica y de transmisión y distribución de energía. Las estrategias de control se están desarrollando cada vez más hacia la optimización, la adaptabilidad, la inteligencia, la coordinación y la regionalización. Debido a que la automatización de subestaciones tiene las características de un estado operativo estable y un alto grado de automatización, se ha utilizado ampliamente en subestaciones en todos los niveles. Usando tecnología de automatización, se pueden reemplazar las operaciones telefónicas manuales y el monitoreo manual, mejorando así en gran medida el nivel de operación segura y eficiencia en el trabajo.
2.2 Automatización del despacho de la red eléctrica
La automatización del despacho de la red eléctrica incluye principalmente sistemas centrales de control por computadora y sistemas de software para análisis y cálculo en tiempo real. La tecnología de automatización del despacho de la red eléctrica puede utilizar el análisis y el monitoreo de la seguridad y el estado operativo del sistema de la red eléctrica para despachar automáticamente el mercado de energía durante la producción de energía para satisfacer las necesidades operativas reales del mercado de energía. En cuanto a los medios de control, cada vez es mayor la aplicación de microordenadores, dispositivos electrónicos de potencia y comunicaciones remotas. La parte que recopila información en las centrales eléctricas y subestaciones es el extremo del control remoto, y el extremo de despacho se utiliza principalmente para programar la información recopilada desde el extremo del control remoto.
2.3 Automatización integral de subestaciones
La automatización integral de subestaciones utiliza tecnología electrónica moderna, tecnología de procesamiento de información y tecnología informática para optimizar el diseño y la combinación funcional de los equipos e instrumentos de la subestación. Realizar una gestión integral de la medición. , control automático y monitoreo de líneas principales de subestaciones y equipos relacionados. Los objetivos que se persiguen son la optimización, coordinación y desarrollo inteligente, como el control de excitación y el control del flujo de potencia. Esta tecnología tiene las características de mantenimiento, depuración y fácil operación, lo que mejora en gran medida el rendimiento de protección de la subestación y fundamentalmente realiza el monitoreo y gestión remotos de la subestación.
2.4 Automatización de la red de distribución
La tecnología de automatización de la red de distribución combina líneas de distribución y subestaciones de distribución para formar una red de distribución unificada, que tiene las características de descentralización, múltiples puntos y características como amplia cobertura. Esta tecnología puede monitorear el estado operativo de la red de distribución en tiempo real, mejorando y optimizando así el modo operativo de la red de distribución. Cuando ocurre una falla en la red de distribución y ocurre un funcionamiento anormal, la tecnología de automatización de la red de distribución puede encontrar la falla. tiempo y tomar medidas eficaces.
3 Tecnología inteligente en sistemas de energía
3.1 Control difuso
El control difuso utiliza principalmente un sistema de control macro difuso, que es fácil de operar, no lineal y aleatorio. , simplificación e incertidumbre Estas características hacen que el modelo de relación difusa de supervisión sea muy simple y fácil, y tiene grandes ventajas. Las ventajas del método de control difuso se reflejan en todas partes, incluso en los electrodomésticos. Hace que la operación de control sea muy fácil de dominar y muy sencilla. Esta tecnología inteligente de teoría difusa tiene un valor muy práctico en el control de la automatización de sistemas de energía porque puede simular el proceso humano de toma de decisiones y el proceso de razonamiento difuso.
3.2 Control óptimo lineal
El control óptimo es una parte importante de la teoría de control moderna y una manifestación de la aplicación de la teoría de la optimización a los problemas de control.
El control óptimo lineal es la rama más utilizada y madura entre muchas teorías de control modernas. Lu Qiang y otros propusieron el problema de utilizar métodos óptimos de control de excitación para mejorar la capacidad de transmisión y la calidad dinámica de las líneas de transmisión de larga distancia, y lograron una serie de importantes resultados de investigación. Este estudio señala que el método de control de excitación óptimo debería usarse directamente para reemplazar el método de excitación clásico en unidades de gran escala. El controlador óptimo lineal del sistema de energía se ha utilizado ampliamente en la producción de energía y juega un papel importante.
3.3 Control del sistema experto
Los sistemas expertos tienen una amplia gama de aplicaciones en sistemas de energía, incluida la identificación del sistema de energía en un estado de advertencia o emergencia, proporcionando procesamiento de emergencia y control de recuperación del sistema. , análisis de transición de estado muy lento, deslastre de carga, planificación de sistemas, control de voltaje y potencia reactiva, aislamiento de puntos de falla, automatización del sistema de distribución, capacitación de despachadores, pronóstico de carga a corto plazo de sistemas de energía, análisis de seguridad estático y dinámico e interfaz hombre-máquina avanzada , etc. Aunque los sistemas expertos han sido ampliamente utilizados en sistemas de potencia. Pero todavía existen ciertas limitaciones.
3.4 Control de redes neuronales
El control de redes neuronales se desarrolla a través de redes neuronales artificiales. Se utiliza principalmente en el aprendizaje y la estructura de modelos, y ha tenido una amplia difusión y resultados. La no linealidad del control de las redes neuronales es lo que más llama la atención en la actualidad. Además, su robustez, potencia de procesamiento y capacidad de aprendizaje autónomo también atraen la atención de las personas. Una red neuronal es una red neuronal compuesta por una gran cantidad de neuronas simples conectadas de una determinada manera. Dependiendo de los problemas específicos, se han aplicado una variedad de estructuras de redes neuronales y sus algoritmos de entrenamiento en sistemas de energía. La principal investigación teórica sobre redes neuronales incluye investigaciones sobre cuestiones de implementación de hardware de redes neuronales e investigaciones sobre algoritmos de aprendizaje de redes neuronales.
4 Tendencias de desarrollo de la tecnología inteligente y la automatización
En la actualidad, la automatización se está desarrollando gradualmente desde una sola unidad hasta un área parcial o incluso un sistema completo, y una sola función se está desarrollando gradualmente. en un sistema integrado y multifuncional. Las cuestiones de la estrategia de control se desarrollan cada vez más en la dirección de la adaptación, la optimización, la regionalización y la inteligencia. Con el avance continuo del nivel científico y tecnológico de mi país, la tecnología inteligente se ha utilizado ampliamente en diversos campos y su importancia es particularmente importante para los sistemas de energía. Aunque la tecnología inteligente se ha utilizado ampliamente en los sistemas de energía, a juzgar por las tendencias de desarrollo actuales, la tecnología inteligente basada en software y hardware de computadora se utilizará de manera más integral en los sistemas de energía. Además, la tecnología inteligente y la tecnología de automatización se integrarán más estrechamente y se utilizarán de manera óptima en el sistema de red eléctrica.
5 Conclusión
Con el desarrollo de la tecnología informática, la tecnología de control y la tecnología de la información, la automatización de los sistemas de energía se enfrenta a cambios sin precedentes. La tecnología multimedia y el control inteligente ingresarán rápidamente al campo de la automatización de sistemas de energía, y el desarrollo de la tecnología de la información no solo promoverá el desarrollo del monitoreo del sistema de energía, sino que también promoverá el desarrollo del control del sistema de energía a un nivel superior.
Referencias
[1] Xia Shujun, Cheng Zhiwu, Zhou Xiaodong. Aplicación de tecnología de automatización en la red de distribución de sistemas eléctricos [J] Nuevas tecnologías y nuevos productos de China, 2010 (2). ) :78-79.
[2] Zhu Lin, Xu Xiuying, Xiao Zhongtu Una breve discusión sobre las capacidades de aplicación de los sistemas de energía y la tecnología de automatización [J] Science and Technology Wind, 2010 (4) : 36-37.
[3] Zeng Lin, Jin Tao. Investigación sobre la aplicación de tecnología inteligente de automatización de sistemas de energía en sistemas de energía [J]. 2011 (10): 94 -97.
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