议电力技术在电力系统中应用

1.电力技术在电力系统中应用
 

1.1输电环节
 

1.1.1直流输电技术

1970年世界上第一项晶闸管换流器的出现,标志着电力技术成功的应用于直流输电，成为了电力系统的里程碑，从此世界上新建的直流工程都是采用晶闸管换流器，对于远距离输电、不同频率的系统的联网及海底电缆输电高压直流输电具有独特的优势，具有输电容量大、稳定性好、控制灵活等的特点，在这之后又问世了了具有可操作的电力输送控制器，为电流的转换过程中减少了交直转换变压器的使用，在电力输送过程中为电厂的电能生产减少了生产成本。
 

1.1.2柔性交流输电技术

20世纪90年代，柔性交流输电技术概念的出现，可以灵活控制交流输电功率使得电力系统的稳定水平大幅度的提高，这是基于现代控制技术电力技术对交流输电系统的阻抗、相位实施灵活快速调节的输电技术，具有输出无功的大小，控制方便、成本少，设备结构简单的特点，实现了对输电线路的重要位置的控制以及对输电过程电力参数的控制，以此来对输电过程的电能功率的合理分配，极大的降低了输电成本的和电能消耗的降低，大幅度的提高了电力系统的稳定性。
 

1.2发电环节
 

1.2.1水力发电机、风力发电机的变速恒频励磁

水头压力和流量决定着水力发电的功率，机组的最佳旋转速度随着水头的幅度变化而变化的，风速的三次方和风力发电的有效功率成正比，风车捕捉最大的风能与风速的变化而变化，为了实现最大的有效功率，可在机组变化的运行中，通过安装变速恒频励磁，调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率不变。
 

1.2.2大型发电机的静止励磁控制

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高以及造价相对较低的优点，在世界的各大电力系统被广泛采用。采用静止励磁控制省去了励磁机这个环节，具有特有的快速调节，给先进的控制规律提供了很好的发挥作用，同时也产生了良好的控制效果。
 

1.2.3在发电厂风机的变频速调

发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且耗量大、运行效率低。为了节能，使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，从而可以减少电量的消耗，达到节能的目的。
 

1.3配电环节

加强供电的可靠性和提高电能质量是电力技术在配电系统急需要解决的问题。它包括不仅满足对电压、谐波、频率、不对称度的要求的控制，还要抑制各种瞬间的波动和干扰。在柔性交流输电各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术就叫做用户电力技术，它是电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用。用户电力技术实际是柔性交流输电设备的缩小版，其原理相同，功能相似，结构也相同。由于具有潜在的需求，很容易进入市场，生产投入较低，受了使用者的喜爱，仍处在高速发展期，具有很大的市场前景。
 

2.规范电力设备管理与使用

由于设备兼容性问题的产生将会对电网运行造成较大的经济负担,因此,从国家层面应当规范电力设备的使用,并制定相应规范文件来进行强制性的约束,避免各电网系统各自进行设备采购和使用。针对电力设备生产商,也应当规范产品规格及参数,从国家、电力系统、电力设备生产商三方面来进行系统化的管理,从而形成有效的规范体系,杜绝和避免设备不兼容问题。
 

3.电力参数监控方面

设备的时机情况和生产要求，在底层设备的布线过程中将设备的传送和运行于DCS系统相集成，目前已经在某些大型的火力发电厂运用到这一技术，这一技术的运用可以使得DCS系统对电力设备的各种数据和信号进行识别和判定，实现全数字、分层次的监控，减轻操作人员的负担。同时，现场总线技术与DCS系统体系的集成方便了使用者的末端操作，火电厂可以通过DCS系统来选择线路传达操作信号，启动和调用最优化和最合理化的基础设别实现操作目的，为企业的生产经营创造最佳效益。电力参数监控方面对电力参数的监控主要是通过设置电参数检测基站实现的。电参数检测基站以自动远程抄表技术为核心，以现场总线技术为载体，集电测技术、通信技术、用电管理技术于一体，实现对电信号的测量、控制、转换、传送，进而达到对电能信号的管理功能，及时、高效的反馈电力在传送过程中遇到的特殊和意外情况，有利于使用者获取电力参数和使用效率，从根本上克服了传统抄表模式的弊端，给电能管理的现代化带来了新的气象，进而实现对电能的有效管理。
 

3.1电力输送方面

现场总线技术应用与电力系统，在对电力输送方面实施监控，主要是由CAN总线、上位机和基于80C196KC的监控单元组成，结合高精度测量电路和10位A/D转换器实现了电机运行参数的在线测量。通过设置电机额定运行参数和更换外接互感器的方法使本系统适用于任何电压、电流等级的交流电机，系统可以采用特定的保护算法实时地对单电机进行各种保护，同时还可以根据连锁控制算法实现一台或几台电机的起动控制、保护停机。
 

3.2电力分配和调度方面

现场总线技术应用于电力系统，实现电力系统自动化，其应用的一个非常重要的方面在电力的分配和调度上。传统的厂站监控系统主要是通过电缆将PT/CT二次侧电参数传送至中控制，这样的方式造成了测量数据在传送过程中的降低和减少，导致测量精度不足，并且随时需要人工值守，造成对人工和设备的浪费等。基于现场总线的厂站监控系统可采用Lonworks或CAN等现场总线技术，即可取得良好效果。
 

4结论

电力技术在电力系统的应用是一个重要领域，只有不断的加大创新研究，从而取得可喜的研究成果，才能实现新材料、新结构器!件、新技术的诞生，也能不断改善经济可行性，大幅度提高电力系统的稳定水平，产生巨大效益。

作者：刘庆辉 单位：中国能源建设集团广东省电力设计研究院议电力技术在电力系统中应用