繼電保護最新發(fā)展方向范文
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篇1
【關鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護;技術;發(fā)展;應用;分析
隨著計算機技術和計算機保護領域中的普遍應用,以及新的控制原理和方法的快速發(fā)展,這些新技術不斷用到電力系統(tǒng)繼電保護上,而且已經(jīng)取得了很好的效果。所以,繼電保護的研究方向應該向著更高層次發(fā)展。
1 信息網(wǎng)絡技術在繼電保護中的應用
隨著如今繼電保護技術的快速發(fā)展,已經(jīng)從傳統(tǒng)的模擬、數(shù)字方式變換到信息技術領域的開拓。使得變電站更加自動化,保護配置更加靈活。如果使用傳統(tǒng)模式下利用自動化綜合自動化,那么就是遠程終端單元(RTU)加上當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的變電站自動化。保護設備的信息可以通過遠程信號輸入電路進入RTU,也可以通過串口與RTU通信協(xié)議,按照商定的信息進行傳輸。如果采用完全分散的分布式變電站自動化,就需要根據(jù)主設備安裝單位,將保護、控制和其他單位進行散布,安裝在本地主設備的旁邊。
2 微機保護設計新思想
微機保護新思想正在不斷發(fā)展,而且已經(jīng)成為繼電器保護發(fā)展的重要原因。模糊控制理論、自適應理論、優(yōu)化理論已經(jīng)在微機保護中得到很好的應用效果。
中國的許多大學研究所已經(jīng)對電力系統(tǒng)的通用性進行了層次設計和分析,他們研究提出了一些電氣系統(tǒng)的繼電保護的應用平臺,比如硬件平臺、軟件平臺和網(wǎng)絡平臺設計等方面,并且對網(wǎng)絡應用的問題進行了深層次的分析和測試,確認網(wǎng)絡應用的可靠性,同時也為變電站自動化網(wǎng)絡通信功能在微機保護、智能狀態(tài)檢測測試等新的功能以及全自動化提出了新的思路。
3 新型互感器的應用
對于繼電器的保護技術發(fā)展,造成了另一個根本性的革命開始,那就是光學電流互感器(OTA)、光學電壓互感器(OTV),并基于這種變壓器在電力系統(tǒng)保護中的應用。國外很早就已經(jīng)開始生產(chǎn)OTA、OTV,并在該領域應用了很長時間。其與傳統(tǒng)的TA、電視相比,其明顯的優(yōu)勢:實現(xiàn)了高壓和弱電的完全絕緣、測量光纖傳遞無電磁干擾、無CT飽和問題、寬廣的頻率響應。這些功能的特點將使得多種保護技術的性能得到改善,并且徹底改變保護技術的應用條件和應用方法。
4 廣域保護在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用分析
在當前狀態(tài)的技術支持下,對于廣域保護技術的可靠性應用,是解決全國各地的網(wǎng)絡趨勢所對應的保護防線過程中一直面臨的問題的重要保障。研究人員表示,對于電力系統(tǒng)保護安全,廣域保護可以被定義為:對整個電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的多點信息有效性的應用,實現(xiàn)對電力系統(tǒng)相關故障及時、準確和可靠的參與解決方案來進行處理。在此基礎上,也可以實現(xiàn)故障去除相對于整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的影響研究。從這個角度來看,通過應用適當?shù)目刂拼胧?,使得整個電力系統(tǒng)的繼電保護功能和相應的自動控制功能完全集成于一體。從實際應用的觀點來看,電力系統(tǒng)繼電保護中廣域保護系統(tǒng)的實現(xiàn)類型,可分為兩大類:一,信息的方式的廣域應用,是完成電源系統(tǒng)正常工作條件下,包括安全監(jiān)控功能的應用控制功能,以及實現(xiàn)狀態(tài)估計功能的重要途徑,其次,通過對廣域信息的可靠性應用,以完整的電力系統(tǒng)為中心,使得整個繼電保護的可靠得以實現(xiàn)。
5 自適應控制技術在電力系統(tǒng)繼電保護中的應用分析
從理論上講,在電力系統(tǒng)保護中使用的自適應控制技術在使用過程中的主要定義是,結合電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)和故障狀態(tài),改變電力系統(tǒng)中的操作模式,以實現(xiàn)整個過程中的電力系統(tǒng)保護性能的可靠性,以確保操作特性和保護繼電整定工作與整個電力系統(tǒng)的正常運行,從而實現(xiàn)狀態(tài)調整的適應性。從實際應用的角度來看,電力系統(tǒng)保護,通過應用自適應控制技術方法,以確保最大程度的保護,以適應電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)中涉及的各種變化,從而起到繼電保護性能顯著提高和優(yōu)化的作用。更關鍵的一點是:建立的自適應控制技術在電力系統(tǒng)保護中,對于整個電源系統(tǒng)的技術與響應行動的可靠性有所提高,同時能夠達到增強運行的可靠性,并實現(xiàn)了更為顯著的經(jīng)濟提升的好處。尤其是對輸電線路、發(fā)電機保護和自動重合閘保護,自適應控制技術展示了極為廣闊的發(fā)展前景,具有深遠的意義和價值。
隨著世界科技的不斷進步,人們對電力系統(tǒng)的技術發(fā)展也在不斷進步,從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護技術的網(wǎng)絡化和計算機化,這也是國內繼電保護技術發(fā)展的一個重要方向。電力系統(tǒng)繼電保護技術的發(fā)展,也保證了我國電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定和可靠。繼電保護一定會因為各種技術的發(fā)展提出更新的特點,也將被越來越廣泛的應用。
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篇2
關鍵詞:微電網(wǎng);特色專業(yè);實訓基地;“三強”型人才
作者簡介:井天軍(1980-),男,北京人,中國農(nóng)業(yè)大學信息與電氣工程學院,講師;楊建華(1963-),男,河南衛(wèi)輝人,中國農(nóng)業(yè)大學信息與電氣工程學院,教授。(北京 100083)
基金項目:本文系中國農(nóng)業(yè)大學教改項目(項目編號:11023)的研究成果。
中圖分類號:G482 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)23-0106-02
高等學校的專業(yè)建設是其人才培養(yǎng)基礎和保障條件,也是反映高校辦學水平和競爭力的一項主要指標,而特色專業(yè)因其所具有的獨特性、創(chuàng)新性以及不可替代的特征,決定了它必然是高等學校的特質資源與核心競爭力之一。[1-4]我國高等教育通過面向21世紀教學內容和課程體系改革,逐步推廣國家新的發(fā)展形式下的人才培養(yǎng)模式。但如何結合本專業(yè)的最新發(fā)展動向,針對創(chuàng)新意識、動手能力和合作精神“三強”型人才的培養(yǎng),并與行業(yè)內用人單位的崗位技能需求掛鉤,在實踐教學環(huán)節(jié)實現(xiàn)具有專業(yè)特色的人才培養(yǎng)模式仍值得探索。中國農(nóng)業(yè)大學信息與電氣工程學院根據(jù)當前電力系統(tǒng)發(fā)展特點,結合自身科研開發(fā)的歷史積累,在深化實驗、實習、課程設計和畢業(yè)設計等實踐教學改革的同時,正在微電網(wǎng)實訓基地方面探索服務于我國電力行業(yè)的“三強”型人才之路。
一、電氣工程實踐教學環(huán)節(jié)的主要問題
實踐教學是電氣工程類專業(yè)必不可少的環(huán)節(jié),是學生將所學課本知識理論聯(lián)系實際,鍛煉學生創(chuàng)新能力和實踐能力的一種基本訓練。然而實踐教學中存在一些問題,影響了實踐教學的效果。
1.校內實踐環(huán)節(jié)設備的局限性
受到經(jīng)費制約,校內實踐環(huán)節(jié)的硬件設備普遍存在老化、維護不足等問題,實踐的方法、方式和手段無法緊跟當前電氣工程領域的發(fā)展,嚴重阻礙了實踐教學效果與質量的提高。
2.校外生產(chǎn)實習的局限性
目前受到學生人數(shù)和電力企業(yè)安全生產(chǎn)的限制,電力企業(yè)現(xiàn)場很難接受學生真正進入運行班組進行跟班實習,只能短期安排學生參觀電力生產(chǎn)運行的基本過程,現(xiàn)場學習收獲有限,實習效果與教學目標不佳。此外,電力系統(tǒng)涵蓋發(fā)、變、輸、配、用電各個環(huán)節(jié),而校外生產(chǎn)實習受實習現(xiàn)場條件、實習經(jīng)費和實習時間等各方面的限制,學生實習只可能了解上述某一個環(huán)節(jié),無法從全局了解電力系統(tǒng)整體生產(chǎn)、運行、控制和保護之間的內在關系,更無法進行電氣設備的操作、維修和調試。這些實踐環(huán)節(jié)的缺失既影響了學生的學習興趣,也無法結合所學理論知識去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,制約了在實踐教學環(huán)節(jié)中對學生創(chuàng)新和實踐能力的提高。
二、微電網(wǎng)的發(fā)展與實踐教學環(huán)節(jié)的結合
隨著電氣工程領域的科技發(fā)展和電氣工程教育實踐教學方案的改進,不少高等學校都在新能源發(fā)電及節(jié)能減排新形勢下探索新的人才培養(yǎng)模式。[5,6]
1.電網(wǎng)的發(fā)展需要高校教學與時俱進
在電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,逐步發(fā)展成集中發(fā)電、遠距離輸電的超大互聯(lián)系統(tǒng)的同時,電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性趨于下降,而且難以滿足多樣化供電需求。另外,對全球常規(guī)能源的逐漸枯竭、環(huán)境污染等問題的擔憂卻日益突顯,環(huán)保、高效和靈活的分布式電源廣受青睞。
2.微電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)發(fā)展方向之一需要增強教學環(huán)節(jié)與之配套
為協(xié)調大電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾,充分挖掘分布式電源為電網(wǎng)和用戶帶來的價值與效益,提出并不斷發(fā)展了微電網(wǎng)的概念。[7]微電網(wǎng)作為一個能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng),既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行,也可以孤立運行。微電網(wǎng)技術涉及電力系統(tǒng)運行控制、電力電子、儲能變流控制、分布式發(fā)電控制、網(wǎng)絡通訊和數(shù)字信號處理等專業(yè)方向內容,微電網(wǎng)教學需要在現(xiàn)有高校教學框架的基礎上,通過實驗教學等環(huán)節(jié)培養(yǎng)電氣工程的“三強”型人才。[7-9]
三、微電網(wǎng)實驗教學建設內涵
1.微電網(wǎng)實踐教學發(fā)展應依托于電氣工程學科的發(fā)展
教與學是綜合的系統(tǒng)工程,微電網(wǎng)實踐教學環(huán)節(jié)由于具有較強的交叉性,不一定需要通過課程的形式開展,可以通過相關課程的滲透,借助實踐教學環(huán)節(jié)有效開展,避免內容重復,提要教學效率。微電網(wǎng)實踐教學環(huán)節(jié)立足于培養(yǎng)當代電氣工程新型技術人才,通過相關“電力系統(tǒng)分析”、“繼電保護”、“電力電子技術”、“電力系統(tǒng)調度自動化”和“單片機原理”等核心課程的交叉,以從事微電網(wǎng)相關科研工作的教師為主體面向高年級本科生進行教學與課程實踐工作。
2.微電網(wǎng)實踐教學環(huán)節(jié)促進特色專業(yè)建設的發(fā)展
特色專業(yè)建設是進一步優(yōu)化高校專業(yè)設置,提升專業(yè)建設整體水平,提高人才培養(yǎng)質量、效益和人才競爭力的重要手段。建設特色專業(yè)首先必須確立自己的特色,并且不斷加以深化完善和升華。特色專業(yè)建設目標應包括教學、科研和社會服務三個方面,符合社會人才需求的現(xiàn)狀和變化趨勢,應與學校的辦學方向、層次、規(guī)模、能力和特色相適應。
微電網(wǎng)由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置等匯集成小型發(fā)配電系統(tǒng)。從電氣工程特色專業(yè)建設方面來看,微電網(wǎng)從技術上具有先進性,另外,微電網(wǎng)是小型自治系統(tǒng),有助于幫助學生理解大電網(wǎng)的工作過程,使學生在電力系統(tǒng)知識學習中具有全局觀。此外,微電網(wǎng)系統(tǒng)容量小,實踐教學中的物質條件要求少,易于展示,便于通過操作實現(xiàn)互動。
3.微電網(wǎng)實踐教學環(huán)節(jié)與電氣工程其他專業(yè)方向的關系
微電網(wǎng)教學內容是多門核心課程的交叉點,如果在教學中采取專門課程講授,可能會導致多課程內容的重疊。此外,微電網(wǎng)教學與實踐聯(lián)系緊密。因此,可以通過其他課程內容的引申和滲透,從基本原理解決微電網(wǎng)教學難點,通過實踐環(huán)節(jié)開展微電網(wǎng)的學習。
四、微電網(wǎng)實踐教學實訓基地建設
1.微電網(wǎng)實踐基地建設
(1)校內實踐基地。借助學?!?85”建設資助的電氣工程創(chuàng)新平臺和國家“十一五”科技支撐科研平臺,目前已經(jīng)實現(xiàn)在院科研教學樓頂層安裝400W風電機組和5kW光伏并網(wǎng)發(fā)電陣列,并實現(xiàn)了微電網(wǎng)典型發(fā)電設備的數(shù)據(jù)采集、存儲與調用,為微電網(wǎng)實踐教學提供了必要的素材。另外,在院實訓中心開設了電氣工程實訓中心,用于微電網(wǎng)可視化教學展示與有關實驗課程。
(2)校外實踐基地。通過國家“十一五”科技支撐和“863”科研項目等示范工程,設立校外實訓基地,定期組織學生參觀、操作和維護,了解實際微電網(wǎng)的應用效果,區(qū)別于實驗室環(huán)境,幫助學生熟悉實際環(huán)境中運行的問題與解決方法。
2.微電網(wǎng)專題講座
針對高年級本科生開設有關微電網(wǎng)規(guī)劃、電氣設計、運行控制策略設計、實際運行案例分析等內容的講座,幫助學生實現(xiàn)從基本專業(yè)知識到微電網(wǎng)相關知識的轉化,鍛煉學生知識遷移能力,為學生在今后的工作中不斷學習新知識奠定基礎。
3.微電網(wǎng)實訓課程開設
(1)光伏發(fā)電實訓。選取分布式發(fā)電中具有代表性的光伏發(fā)電,開設分布式發(fā)電實訓。實訓中分發(fā)電資源模擬、光伏發(fā)電控制、負荷控制及系統(tǒng)運行分析等項目,使學生通過實訓理解分布式發(fā)電因發(fā)電資源特點所產(chǎn)生的波動性,微電網(wǎng)并入主網(wǎng)及微電網(wǎng)設計儲能設備的必要性等。
(2)微電網(wǎng)運行監(jiān)控實訓。采用圖1所示系統(tǒng)結構,開發(fā)微網(wǎng)監(jiān)測軟件,集成已有氣象數(shù)據(jù)、發(fā)電數(shù)據(jù),實現(xiàn)界面顯示直觀清晰。建立微電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,包括氣象數(shù)據(jù)、可發(fā)電功率計算數(shù)據(jù)、風力發(fā)電數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電數(shù)據(jù)及電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)。
(3)微電網(wǎng)運行控制測試實訓。為了幫助學生掌握微電網(wǎng)運行中各組成部分之間的相互影響,通過可操作的微電網(wǎng)實驗系統(tǒng)試驗,展示系統(tǒng)各部分工作原理,通過學生進行離并網(wǎng)切換實驗、發(fā)電控制實驗、并網(wǎng)同步實驗及黑啟動實驗熟悉電網(wǎng)、儲能、發(fā)電資源及負荷發(fā)生變化后對系統(tǒng)各部分的影響。
五、微電網(wǎng)實踐教學與本科學生職業(yè)規(guī)劃
我國大學生就業(yè)有國家在轉變經(jīng)濟發(fā)展方式和調整經(jīng)濟結構的過程當中形勢嚴峻的大背景,但通過教學方式的轉變可以幫助學生找到明確的定位,有針對性的提升自己的專業(yè)技能和行業(yè)經(jīng)驗。
微電網(wǎng)涉及了電力系統(tǒng)發(fā)、變、輸、配、用的多個環(huán)節(jié),微電網(wǎng)實踐環(huán)節(jié)可以幫助學生通過實習操作掌握電力系統(tǒng)工作的行業(yè)特點。在教學中以微電網(wǎng)涉及的點為線索拓寬學生在電力系統(tǒng)知識方面的廣度,使學生通過實踐與實習可以更好地發(fā)現(xiàn)自己的興趣點,可以起到引導學生在較高專業(yè)水平上進行職業(yè)規(guī)劃的作用,幫助學生樹立戰(zhàn)勝就業(yè)難的信心及實力。
六、結論
特色專業(yè)建設是高等學校深化教學改革、特色強校的重要要素。進行特色專業(yè)的實訓基地建設,是高校在高等教育大眾化新形勢下得以生存和發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段。微電網(wǎng)代表了電氣工程發(fā)展的新方向之一,同時表現(xiàn)了較強的綜合性和實踐性,適宜通過特色專業(yè)建設增強。同時微電網(wǎng)實踐教學的形式靈活多樣,可操作性強,易于激發(fā)學生學習興趣,引導學生全面掌握專業(yè)知識,培養(yǎng)創(chuàng)新意識、動手能力和合作精神,合理進行職業(yè)規(guī)劃。
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