基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统

基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统

王伟

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摘要：如今，随着我国经济的加快发展，为保证电力系统的调度效果，实现电力系统智能化管控，设计基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统。系统的基础层通过数据采集设备采集电力系统运行状态数据，通过通信接口将其传送至数据层；数据层依据数据分层传输结构和数字签名机制，存储以及调度接收的数据；控制层调用数据层中的数据，利用模糊级联PID控制器完成电力系统运行自动化控制，并向基础层的现场控制器下达协调控制指令，实现电力系统现场控制，并回传控制结果。测试结果显示，该系统的数据调度能力较好，RPS系数结果均在0.942以上，电力系统运行的失效率和修复率均在92.7%以上，绝对误差积分结果均在0.025以下，控制响应能力较好。

关键词：PID控制技术;电力系统运行;自动化;控制系统

引言

在电气工程中，电气自动化技术发挥着十分重要的作用。该技术的基本原理是将电子芯片嵌入传统的生产设备中，然后应用信息化网络，实现对这些设备的远程控制和其他操作，包括对设备中各种参数的解析、信息处理、实时监测和自动诊断等。这种新型的现代化科学技术不仅可以为人们带来便利，还能有效推动社会生产力水平的提升。本文将深入探讨该技术在各领域中的具体应用，以期提供更为详尽的分析和理解。

1电气自动化技术概述

电气自动化技术广泛应用于电力、能源、交通、制造等多个领域。在电力领域，电气自动化技术用于智能电网的建设，实现电力的高效、安全、稳定供应；在能源领域，电气自动化技术用于提高能源利用效率，实现能源的优化配置；在交通领域，电气自动化技术用于列车、地铁等交通工具的电气控制系统，提高交通工具的运行效率和安全性；在制造领域，电气自动化技术则用于自动化生产线、机器人等设备，提高生产效率和产品质量。电气自动化技术包括硬件和软件两个方面。硬件方面，电气自动化技术涉及各种电子元器件、传感器、执行器等设备的研发和应用；软件方面，电气自动化技术涉及计算机控制系统、数字信号处理、人工智能等相关技术的开发和应用。随着科技的不断发展，电气自动化技术也在不断进步。未来，电气自动化技术将更加注重智能化、网络化、集成化的发展。例如，通过物联网技术，实现电力设备的远程监控和管理；通过人工智能技术，实现电力系统的智能调度和优化运行；通过云计算和大数据技术，实现电气自动化技术的数据分析和优化。

2PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统

2.1现场控制器硬件结构

现场控制器是依据控制层的控制指令和控制方案，进行电力系统现场控制指令的执行，并且该控制器在控制层没有下达控制整体控制指令前，可自主依据采集的电力系统运行数据进行区域的电力系统运行控制。现场控制器整体结构包含采集电路、串口、并口、串口仪器、并口仪器、控制接口、虚拟仪器软件、计算机、计算机接口以及应用程序等部分。控制层下达电力系统整体协调控制指令和控制方案。

2.2继电保护装置自动化

继电保护装置也是电力系统的重要保护装置，而自动化的继电保护装置则可以自动监测系统异常，可依据相关程序设定来自动采取保护措施。在继电保护装置中，微机保护装置就是建立在自动化技术应用基础之上的，其由核心控制板、出口板、采集板、输入输出端子以及显示屏等组成（见图1）。现阶段，微机保护装置的型号较为齐全，基本可以满足各种电力主设备的继电器保护要求，包括微机发电机保护、微机线路保护、微机变压器保护、微机电动机保护等。其硬件及算法的先进性和较强的抗干扰能力等，符合电力系统对微机继电保护装置可靠性、灵敏性、速动性的要求。在实际应用中，基于自动化的微机继电保护装置可以实现实时监测，从而及时发现继电保护装置的故障信息，帮助调度员制定应急处理措施。此外，通过继电保护装置自动化系统，可以实现继电保护装置的自动控制和调节，包括故障的检测和保护、断路器的自动分合等功能，从而保证电力系统的安全稳定运行。再次，通过对继电保护装置的数据采集和处理，能够了解和评估系统运行情况，进而有针对性做出优化调整。最后，通过远程通信和控制技术，可以实现对继电保护装置的远程监测和控制，从而提高电力系统的总体管理和运行效率。

2.3变电环节

在变电环节中，电气自动化技术可以实现对各种设备的实时监控，以便及时发现潜在的问题和故障。通过收集设备的运行数据，例如电压、电流、温度、压力等，自动化系统可以分析这些数据并预测可能出现的问题。一旦出现异常情况，系统会立即发出警报，工作人员可以迅速采取相应的措施以防止事故的发生或者减少故障的影响。通过电气自动化技术，变电环节可以实现智能控制。这意味着工作人员可以在远程控制中心对变电设备进行操作，而无需亲自到现场。这种智能控制方式能提高工作效率，降低误操作的风险，并使维修和故障排除更加便捷。电气自动化技术可以帮助工作人员制定和优化变电设备的运行策略。通过收集和分析变电设备的运行数据，自动化系统可以提供关于设备运行状况、能耗等方面的信息，从而帮助工作人员调整和优化运行策略，提高设备的运行效率，降低能源消耗。最后，电气自动化技术还可以用于稳定变电环节的电压和电流。通过自动调节设备参数，例如电压、电流和功率因数等，自动化系统可以确保变电环节的稳定运行，从而为整个电力系统的稳定运行提供保障。在变电环节，电气自动化技术负责对变电站的运行进行智能化管理。通过自动化技术和智能设备，实现变电站的远程监控和自动操作，提高变电站的效率和管理水平。

2.4计算机技术的应用

使用计算机科技。在电力系统中，计算机技术在配电、变电、发电等多个方面起着举足轻重的作用。电网调度技术、智能电网技术和信息综合技术是将计算机技术运用到电力系统中的主要内容。（1）网架调度技术，网架调度技术作为一个很大的组成部分，目的为采集有效的电网运行信息，并将整个网架内的各种装置综合起来，不但可以对网架的运行状况和装置进行实时监视，而且可以针对各区域、各等级的用电要求，对网架内的各种装置进行统一的调度、分配和控制。（2）智能电网技术，对电网中的信息整合技术进行了探讨，认为它是电网中应用计算机技术的一个重要方面。借助计算机设备，可以有效地完成对电力系统信息和数据的有效集成，并将其进行综合，从而可以构建出更加具有科学性和准确性的电力系统数字模型。在此基础上，可以更好地对系统的运行状况展开预测，并对系统的故障展开分析，从而为电力系统的安全可靠运行提供了必要的保证。

结语

为满足电力系统智能化运行需求和用电需求，实现电力系统运行自动化控制，本文设计基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统，通过该系统实现电力系统运行自动化控制，全面掌握电力系统的运行状态，并呈现电力系统的运行结果以及故障处理，保证电力系统的稳定、安全运行。

参考文献

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