西门子6ES7223-1BM22-0XA8千万库存

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  智能电网内涵定义为统一坚强智能电网。统一坚强智能电网是以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节,统一坚强智能电网在技术上包含4个基本特征:信息化、数字化、自动化、互动化。“四化”是一个相辅相成的有机整体。信息化、数字化、自动化是手段,互动化是目的。应该科学规划,保证“四化”建设齐头并进,才能确保智能电网更好、更快的建设。 

    进入21世纪后,美国电力科学研究院(EPRI)、美国能源部(DOE)以及欧盟**(EC)等纷纷提出各自对未来智能电网的设想和框架。

提出的概念InbbbliGrid,Modern Grid,GridWise,Smart Grid等。这些不同的概念对未来电网的特点给出了相似的设想,即自愈、安全、兼容、交互、协调、、优质、集成等。国际电工**(IEC)、国际大电网会议组织(CIGRE)等国际组织也给予智能电网高度关注,如IEC成立了智能电网国际战略工作组SG3,IEEE启动了智能电网制定标准与互操作性的项目P2030。

但是,目前智能电网还处于初期研究阶段,国际上尚无统一而明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同,不同国家的电网企业和组织都在以自己的方式对智能电网进行理解、研究和实践;各国智能电网发展的思路、路径和重点也各不相同。

近年来,中国学者在借鉴欧美智能电网研究的基础上,对中国发展智能电网的特点、技术组成以及实现顺序等进行了研究。在2009年5月21日—22日召开的“2009特高压输电技术国际会议”上,国家电网公司公布了对智能电网内涵的定义,即统一坚强智能电网是以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

统一坚强智能电网在技术上包含4个基本特征:信息化、数字化、自动化、互动化。其中,信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享和利用;数字化是指电网对象、结构及状态的定量描述和各类信息的精确与传输;自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复等;互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。

本文对中国电力工业发展中信息化、数字化、自动化和互动化的技术情况进行回顾,并结合智能电网的特点指出其发展过程中存在的问题,进而提出相应的建议。

1信息化 

1.1电力工业信息化进展

中国电力工业信息化可以追溯到20世纪60年代。初期只是电子计算机应用起步阶段,主要应用在电力实验计算、工程设计与计算、科研计算、发电厂设备自动监测、变电站自动监测等方面;20世纪80年代以后,信息技术、计算机技术在电力工程领域得到广泛应用,如电网调度自动化、发电厂生产自动化控制系统、电力负荷预测与控制、计算机辅助设计、计算机系统等,各电力企业信息技术的应用由操作层向管理层延伸,从单机、单项目向网络化、整体性、综合性应用发展,从局部应用发展到全局应用,从单机运行发展到网络化运行;在“十一五”期间,电力信息化建设已纳入企业总体发展战略,信息化进一步与电力企业的生产、管理与经营融合。

电力信息化的成果主要体现在:

1)电力通信硬件设施的不断完善。电力通信的传输方式从20世纪70年代的电力线载波、80年代的模拟微波、90年代的数字微波,到今天以光纤和数字微波为主,卫星、电力载波、电缆、无线等多种通信方式并存,通信范围已基本覆盖了全国各个网、省公司,电力专用通信网已初具规模。

2)电力工业软件系统不断升级。电力信息化可分为两大类应用:一是电力生产控制,如数据采集与监控(SA)系统、分散控制系统(DCS)、配电管理系统(DMS)、能量管理系统(EMS)、相量测量单元/广域测量系统(PMU/WAMS);二是电力企业管理,如管理信息系统(MIS)、企业资源规划(ERP)、企业资产管理(EAM)、自动作图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)、电能计量(TMR)、电力营销系统等。

3)进入“十一五”之后,国家电网公司开始实施“SG186”信息化工程,这是电力信息化建设新时期的标志性事件。许多示范工程成果已经纷纷上线,如华东电网企业级信息系统项目、华北电网企业级信息技术集成平台项目、西北电网ERP项目、上海电力“SG186”示范工程等。

1.2问题与建议

在电力系统信息化建设中暴露出诸多问题:缺乏统一的标准体系,存在重复建设;信息孤岛众多,信息集成度低,无法相互协作发挥整合效益;企业管理信息系统与生产控制系统通常相互分离;信息化建设过程中,过多地投入到设备的自动控制、数据信息的收集共享,却忽视了对信息的整理和挖掘。

针对上述问题,建议有步骤地开展以下工作:

1)加快制定电力行业信息化标准。在《国家电网公司“十一五”信息发展规划》的指导下,按照相关的成熟信息技术标准体系,统一数据编码,统一制定软件架构标准体系,统一制定电力业务标准、文档标准务标准等相关规范。

2)建设统一的电力信息平台。以“SG186”工程为契机,整合现有各信息管理平台,争取尽早实现整个电力大企业的数据一体化、集成应用一体化、电力服务一体化。

3)电力企业管理信息系统与电力生产控制系统有机结合。如MIS与EMS等系统之间实现信息双向传输,形成综息系统。

4)加强数据深层挖掘研究和应用。在未来的统一信息平台中,集成系统内各部门、各种业务的信息,甚至集成系统外的公共服务系统信息(如天气信息、地质灾害信息等)。但是随着信息量的剧增,必须结合先进的信息存取机制和数据挖掘技术,才能真正有效地为电力系统服务。

2数字化 

2.1电力系统数字化进展

1998年1月31日,美国前副戈尔在加利福尼亚科学中心讲演时**提出了“数字地球”的理念。随后,各个行业也纷纷提出自己的数字化理念,如“数字城市”、“数字水利”、“数字电网”等。

2000年,卢强院士在国内提出了“数字电力系统(digital power systems,DPS)”的概念。

文献将DPS定义为:“它是某一实际运行的电力系统的物理结构、物理特性、技术性能、经济管理、环保指标、人员状况、科教活动等数字地、形象化地、实时地描述与再现。”可见,电力系统数字化涵盖系统运行、企业管理、外部环境等所有方面,实现对研究对象的实时描述与再现2个方面的功能。

“数字南方电网”有2层含义,即数字化南方电网和智能化南方电网。其中:数字化阶段的目标是实现管理、安全、运行等信息的获取、传递和使用的数字化;而智能化阶段的目标则是在数字化的基础上,实现全局性智能决策以及智能决策的自动分解、执行。

综上可见,数字化包括2个方面的工作:①对系统状态、企业管理、外部环境等信息的数字表示,这与信息化建设密切相关;②基于数字的高级应用系统,这与自动化建设紧密联系。这也从一个侧面说明,智能电网的“四化”建设是一个有机的整体,相辅相成,互相促进。

目前,电力系统离线软件都是电磁暂态与机电暂态分离,实时主要还是依靠数模混合系统。电力系统实时数字器(real time digital lator)正得到越来越广泛的应用。电力系统必然朝着全过程**实时全数字的方向发展。

当前,调度侧基于SA、PMU/WAMS等数据采集传输系统开发了EMS、在线安全分析(DSA)系统以及广域监测分析保护控制系统WARMAP[27]等高级应用系统。这些可以看做是数字化电网的初级阶段。

2.2问题与建议

在电力系统数字化建设过程中暴露出如下问题:

1)厂站侧的数字化进程滞后于调度侧。调度侧的高级应用系统已经相对较为丰富和先进,但是厂站侧大多停留在数据采集、传输阶段;当前的“数字化变电站”仍然处于示范阶段,离实际的规模应用还有一段距离。

2)调度侧的高级应用系统缺少集成和统一的标准。

3)对某些元件的数学模型有待进一步深入研究,如负荷模型、风电机组控制模型、风速模型、光伏系统模型等。

4)缺少系统以外的重要信息,如光照、风力、地质运动等。

针对上述问题,建议有步骤地开展以下工作:

1)积极推进厂站侧数字化进程。具体来说有:

①在IEC 61850标准的指导下,推动数字化变电站建设;②实现输电元件的测量、保护、控制、通信一体化,实现对输电元件的数字化监测以及分散式的智能决策;③实现发电厂的数字化生产,如汽机/锅炉的效率管理、发电机的调频/调压管理等。

2)加强调度侧高级应用系统的集成和标准化建设。“华北电网稳态、、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统”**将以往分散的EMS、电网广域监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成,调度人员*在不同系统和平台间频繁切换,便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。该方面的经验值得借鉴和推广。

3)加强系统元件数学模型研究,尤其是一些传统难点(如负荷模型)或新兴元件(如风电机组、光伏电站、柔流输电系统(FACTS)设备等)的数学模型分析。精确且物理意义明确的数学模型,可以更好地指导数字化过程中的数据采集、状态监测、安全控制等。

4)积极与公共服务系统配合,将对系统安全稳定影响较大的外部信息(如天气、地质等)数字化,并集成到相应的决策分析系统中,为电力系统避免自然灾害导致的大停电提前做好准备。

    专家认为，中国已经成为低压电器的生产大国，而且成为出口大国。高端产品的研发仍将是今后行业的主攻方向。按照“十二五”期间新增发电设备需要的相应配电设备，以及现有电力设备更换与维修的需要，预计**式断路器、塑料外壳式断路器、小型断路器、交流接触器、热继电器、漏电断路器等产品的需求量将达到2亿台以上。

    随着国内电力建设水平的提高，以及低压电器生产技术的不断发展，以智能化、可通信为主要特征的新一代低压电器将成为高档产品。目前，国产中、低档低压电器基本上占据了国内绝大部分市场，但国产高档低压电器除个别产品可与国外同类产品平分秋色外，大部分产品的国内市场占有率仍然很低，国内市场对高档低压电器的需求仍然依靠进口。

    发展呈七大特点

    高性能。额定短路分断能力与额定短时耐受电流进一步提高，并实现Icu＝Ics，如施耐德公司的MT系列产品，其运行短路分断和极限短路分断能力较高达到150kA。

    高可靠性。产品除要求较高的性能指标外，又可做到不降容使用，可以满容量长期使用而不会发生过热，从而实现安全运行。

    电子化。现代化企业已经采用制系统代替由电气—机械元件组成的系统，已是机械电气控制系统的主流。该系统要求电器产品具有高可靠性、高抗干扰性，还要求触点能可靠接通低电压、弱电流，触头断开时的电弧不能干扰电子电路的正常运行。

    智能化。随着专用集成电路和高性能的微处理器的出现，断路器实现了脱扣器的智能化，使断路器的保护功能大大加强，可实现过载长延时、短路短延时、短路瞬时、接地、欠压保护等功能，还可以在断路器上显示电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等系统运行参数，并可以避免高次谐波的影响下发生误动作。

    现场总线技术。低压电器新一代产品实现了可通信、网络化，能与多种开放式的现场总线连接，进行双向通信，实现电器产品的遥控、遥信、遥测、遥调功能。现场总线技术的应用，不仅能对配电质量进行监控，减少损耗。而且，现场总线技术能对同一区域电网中多台断路器实现区域连锁，实现配电保护的自动化，进一步提高配电系统的可靠性。工业现场总线领域使用的总线有Profibus、Modbus、DeviceNet等，其中Modbus与Profibus的影响较大。

    模块化、组合化。将不同功能的模块按不同的需求组合成模块化组合电器，是当今低压电器的发展方向

三菱PLC维修经验谈？？
三菱PLC是国内使用比较多的PLC，其中FX系列的小型PLC使用范围比较广泛，而PLC电源部分容易出问题，下边对FX1S系列PLC开关电源部分维修做技术性分析。

这是据实物测绘的三菱PLC开关电源板的电路原理图。有两路(经口隔离，勉强可称之为两路) 24V输出，主板的5v供电即经此压降压取得。电源电路板通过铜针形硬线与主板连接。其中插座的5、6脚进入主板后经稳压处理成5V，供主板电源4、7脚供X端子的输入控制电源，还可作为DC24V的外控电源，供外接测量仪表，如编码器等取用。"两组电源"经口双向滤波器进行了隔离，口的作用也同时阻断了从电源内部幅射向外部和从电源外部幅射向内部的高频干扰脉冲，便系统运行更另稳定。

下面简述一下电路的工作原理:工频220V供电经由PLC的L、N端子进入电源板，Cl、C2、C4和Ll组成双向低通滤波网络，Ll与口的作用是一样的，双向滤波的好处，是将回路中的高频分量经磁祸合后，互相抵消，大大增强了滤波效果。供电经两重保险Fl和THl进入全波整流电路。Fl为过载保护速熔保险丝，THl为温度保险，当环境温度过高，或元器件发热的影响，到达THl的开断阀值时，但电流值并未达到Fl熔断的程度，此时THl会提前开断，保护PLC不会因温升过高而烧毁。等温度下降后，THl又能自行恢复接通状态。市电经整流约为280V左右的直流电压，加到开关变压器TBl初级的以功率振荡模块STRG6551为核心的振荡和稳压电路上。

即使手头无STRG6551的电路资料，从电路结构上也较易看出其引脚功能4、3脚为电源供电1、2脚内接功率开关(MOS)管的源较和漏较，2脚同时也提供开关工作电流的负反馈5脚为反馈电压引入。STRG6551的功能和常用的开关电源振块U3 844是相似的，只不过将开关管也集成在内罢了。搞明白了这几个引脚的功能，则外围电路的作用就不难分析了。大约可以分成三个回路来分析。(1)上电起振和供电支路，简称振荡回路(2)稳压回路(3)保护回路:

先看(1)支路一一振荡回路:上电时，280V整流后直流电压经Rl、Rll、D5降压与嵌位在30V上，再由R12送入STRG6551的供电脚4脚，提供内部COMS开关管的起振电压和电流，从而形成由TBl的初线绕组至开关管源较到280V负极的电流通路，继而TBl次级绕组1中的感生电流经R8、D3、C8等整流和滤波，作为STRG6551的工作电源。

接着看(2)支路一一稳压回路TBl绕组2中感生电压(电流)，经D4，CIO整流与滤波后，作为PLC的整机工作电源与输入端子控制电源和输出继电器的电源，此电压的稳定与否，决定了PLC的工作性能，故采用了R9、IC2、PCl输出电压采样电路。IC2为24V稳压器件，提供采样电路的电压基准，电压的变化形成了PCl光祸器件上输入电流的变化，此变化在光祸输出端经R4馈送入STRG6551的5脚，由此内部比较放大电路作处理，控制开关管的导通/截止时间，即控制振荡频率的占空比，依此来达到稳定输出电压的目的。

再看*(3)支路保护回路:内部 MOCS开关管的工作电流的采样电阻为 R2，当负载异常导致电流剧增时，此电流/电压变化经 R3引入 STRG6551的 5脚，使输出电压降低，来降低负载电流。当 R2上压降到达某一阀值时， STRG6551内部电路断开开关管的驱动电路，使电路停振，实施停电保护:此电路为负载异常时所实施的电流保护，另有一路输入异常时的电压保护支路，由 R5、 R6、 Rll、Dl等元件组成，当输入电压异常(高)时，如零线接触不良，致使 220V上升为 260V或更高，以 R5、 R6分压后，仍到达Dl的击穿值， Dl击穿将此压馈入 STRG6551