智能化勵(lì)磁系統(tǒng)前景

導(dǎo)語：智能化勵(lì)磁系統(tǒng)前景一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著電力系統(tǒng)向智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)的確立和實(shí)現(xiàn)．百萬千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組的大規(guī)模投入使用，多種不同類型發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入，作為發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電壓控制的主要支持系統(tǒng)一勵(lì)磁系統(tǒng)，將迎來技術(shù)更新和新的發(fā)展機(jī)遇，以適應(yīng)智能電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保和使用安全的目標(biāo)要求。盡管當(dāng)前勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展在可靠性、功能和性能等方面有了很大提高，但是就智能電網(wǎng)的要求和特征而言，未來智能化的勵(lì)磁系統(tǒng)與現(xiàn)有的勵(lì)磁系統(tǒng)，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，控制方式，技術(shù)應(yīng)用和目標(biāo)要求等方面將有很大的不同。

1未來勵(lì)磁系統(tǒng)的新特征

(1)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的量測(cè)信號(hào)數(shù)字化，連接和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化。常規(guī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器所需的模擬量和開關(guān)量，由數(shù)字化的傳感器連接終端設(shè)備，如光CT，光和電網(wǎng)廣域測(cè)量等，通過網(wǎng)絡(luò)傳送；加載于設(shè)備上的智能控制器和發(fā)電電壓控制單元，通過高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)，相互連接，接受數(shù)據(jù)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的控制和監(jiān)測(cè)。

(2)勵(lì)磁設(shè)備智能化。勵(lì)磁設(shè)備的主體功率整流器、滅磁裝置和勵(lì)磁變壓器分別設(shè)有智能控制器。分散安裝在各自的設(shè)備中，執(zhí)行相關(guān)的控制、限制保護(hù)和監(jiān)測(cè)等功能，由各自的智能控制器分散化的實(shí)現(xiàn)；而常規(guī)電壓調(diào)節(jié)器對(duì)發(fā)電機(jī)電壓和無功調(diào)節(jié)和控制的功能，由發(fā)電電壓控制單元實(shí)現(xiàn)，該單元可現(xiàn)地就近安裝，也可遠(yuǎn)距離集中裝設(shè)，進(jìn)行集中而冗余的控制。

(3)勵(lì)磁系統(tǒng)將綜合應(yīng)用最新和先進(jìn)的通信、電力電子、控制、決策支持和電力系統(tǒng)穩(wěn)定等技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和智能化的控制方式，使勵(lì)磁系統(tǒng)更加可靠。在任何異常和故障發(fā)生初始，就能采取有效的校正措施，保證發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制；更加安全，在外部干擾和電網(wǎng)擾動(dòng)時(shí)，能準(zhǔn)確的操作和控制，使影響和損失降到最低；更加經(jīng)濟(jì)，勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)以最低的成本提供所期望的功能為準(zhǔn)則，通過對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)在線地監(jiān)測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估，使設(shè)備能夠在更大的負(fù)荷下使用，發(fā)揮最佳的能力；更加高效，采用效率更高的功率整流電路，低功耗和節(jié)能的器件及設(shè)備：更加穩(wěn)定，先進(jìn)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制技術(shù)理論和方法，將得到實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用和推廣，最大限度的發(fā)揮勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用；更加環(huán)保節(jié)能。大大減少連接電纜損耗和附加損耗，采用對(duì)電網(wǎng)諧波電流注入少。開關(guān)涌流擾動(dòng)小的功率和滅磁電路。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制方式將發(fā)生根本性的變化，作為單臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)．主要由獨(dú)立的智能功率單元、智能滅磁單元和勵(lì)磁變壓器構(gòu)成．其控制和監(jiān)測(cè)由各單元的智能控制模塊來實(shí)現(xiàn)；機(jī)端電壓及無功調(diào)節(jié)將由集中冗余的發(fā)電電壓控制單元來實(shí)現(xiàn)．該單元即可以由多臺(tái)獨(dú)立的控制器或服務(wù)器來構(gòu)成，也可以作為一個(gè)發(fā)電電壓控制軟件模塊在電廠分布式監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)一臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)。如附圖所示。這種網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)使勵(lì)磁系統(tǒng)在不同機(jī)組之間，勵(lì)磁系統(tǒng)與電廠監(jiān)控系統(tǒng)、電網(wǎng)控制系統(tǒng)緊密的連接在一起。

(1)發(fā)電電壓控制單元。發(fā)電電壓控制單元通過網(wǎng)絡(luò)從數(shù)字測(cè)量終端獲取每臺(tái)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的電壓、電流、有功、無功、頻率、功角和各種控制監(jiān)測(cè)指令等所需的信息，根據(jù)最安全和經(jīng)濟(jì)的控制策略，計(jì)算出對(duì)每臺(tái)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的操作和控制參量．通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到功率單元和滅磁單元等勵(lì)磁設(shè)備。實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)電壓和無功的控制和調(diào)節(jié)。

(2)智能功率單元。功率單元的智能控制器具有高速雙向的通信網(wǎng)絡(luò)接El，通過網(wǎng)絡(luò)接收發(fā)電電壓控制單元的操作控制指令，對(duì)功率整流電路的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)．實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁電壓的控制和調(diào)節(jié)：同時(shí)對(duì)功率單元的設(shè)備及其運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在設(shè)備異常或故障情況下，自動(dòng)采取措施加以糾正控制和報(bào)警，迅速隔離和切除故障元件，恢復(fù)正常運(yùn)行，確保設(shè)備的高效、可靠和安全運(yùn)行。

(3)智能滅磁單元。滅磁單元的智能控制器具有高速雙向的通信網(wǎng)絡(luò)接El，通過網(wǎng)絡(luò)接收發(fā)電電壓控制單元的操作控制指令，對(duì)滅磁電路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制．同時(shí)對(duì)滅磁設(shè)備元件和滅磁過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)分析，在異常或故障發(fā)生前，及時(shí)提出預(yù)警信息和維護(hù)檢修，確保發(fā)電機(jī)滅磁的可靠、安全和性能優(yōu)越。

(4)勵(lì)磁變壓器。勵(lì)磁變壓器同樣裝設(shè)智能控制器。對(duì)勵(lì)磁變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保護(hù)，通過高速雙向的通信網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送勵(lì)磁變壓器的電壓、電流、運(yùn)行工況、故障預(yù)警和狀態(tài)分析等，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)檢修，保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。

3新技術(shù)的應(yīng)用和研究

如果說智能電網(wǎng)將是一次新的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和管理的革命，那么作為發(fā)電端重要的控制系統(tǒng)——?jiǎng)?lì)磁控制系統(tǒng)也必將在技術(shù)應(yīng)用、設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面產(chǎn)生巨大的變化，推動(dòng)勵(lì)磁技術(shù)的新發(fā)展。

(1)智能控制系統(tǒng)。74應(yīng)用高速集成的嵌入式系統(tǒng)芯片和嵌入式操作系統(tǒng)．如ARM、DSP、POWERPC芯片和Linux、VxWORKS、WINCE操作系統(tǒng)等，構(gòu)成智能控制器的軟硬件平臺(tái)。設(shè)計(jì)具有光纖、無線等連接的網(wǎng)絡(luò)通信接口．和符合智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約；設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)控制和在線監(jiān)測(cè)的電路接口和功能軟件：應(yīng)用操作系統(tǒng)對(duì)各種控制和監(jiān)測(cè)任務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)有序管理。

(2)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。按統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和即插即用技術(shù)，建立高速雙向的通信網(wǎng)絡(luò)，使各勵(lì)磁設(shè)備之間能夠進(jìn)行緊密無縫的網(wǎng)絡(luò)化通信，使勵(lì)磁系統(tǒng)在不同機(jī)組之間，與電廠監(jiān)控系統(tǒng)之間、與電網(wǎng)控制系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息和操作功能的交互。通信規(guī)約的使用和軟件功能的設(shè)計(jì)是勵(lì)磁系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證．勵(lì)磁設(shè)備的連接除網(wǎng)絡(luò)連接線外，沒有其它的硬電纜連接。

(3)控制技術(shù)。先進(jìn)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制技術(shù)理論和方法，如電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)(PSVR)、高壓側(cè)電壓調(diào)節(jié)(HSVR)、勵(lì)磁和調(diào)速的綜合控制、根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)整參數(shù)的適應(yīng)式PSS、混成自動(dòng)電壓控制(HAVC)和非線性勵(lì)磁控制等，將得到實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用和推廣，最大限度的發(fā)揮勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。

(4)電力電子技術(shù)。功率部分的設(shè)備采用環(huán)保的設(shè)計(jì)，新的電力電子器件和變流技術(shù)，使功率單元效率高、功耗低、節(jié)能、且電能質(zhì)量好。如應(yīng)用熱管自冷散熱技術(shù)，采用諧波含量少轉(zhuǎn)換效率高的整流器等。采用電力電子開關(guān)取代常規(guī)的滅磁開關(guān)，避免直流滅磁開關(guān)的限制，應(yīng)用柔性滅磁技術(shù)，實(shí)現(xiàn)理想的滅磁，最大限度的保護(hù)發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)的滅磁更可靠、安全、靈活和性能優(yōu)越。

(5)決策支持技術(shù)。強(qiáng)大高速的計(jì)算機(jī)處理能力，能準(zhǔn)確的確定和實(shí)時(shí)仿真現(xiàn)有的、正在發(fā)展的和潛在的發(fā)電機(jī)電壓無功控制和勵(lì)磁系統(tǒng)問題的解決方案．并以虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)一目了然的展示出來，幫助系統(tǒng)運(yùn)行人員認(rèn)識(shí)、分析和緊急處理。4結(jié)語一個(gè)概念煥發(fā)一個(gè)行業(yè)的潛能。智能化電網(wǎng)和電廠的發(fā)展必將帶動(dòng)勵(lì)磁系統(tǒng)的新發(fā)展，勵(lì)磁系統(tǒng)自成一體的模式將打破，在新技術(shù)應(yīng)用方面，有許多值得去研究的工作和方向，通過實(shí)踐創(chuàng)新，新一代智能化的勵(lì)磁系統(tǒng)將會(huì)實(shí)現(xiàn)。