智能设备的发展现状分析及前景展望.docx

智能设备的发展现状分析及前景展望

第一篇：智能设备的发展现状分析及前景展望智能设备的发展现状分析及前景展望石延辉，李澍森，左文霞，冯字(国网电力科学研究院，湖北武汉430074)摘要：总结了在智能设备研制过程所涉及的各项关键技术的进展情况，然后通过梳理将现有智能设备划分为开关、变电站自动化装置和电力电子装置三大类并分析了其发展现状。最后指出在坚强智能电网成为我国电网发展趋势的背景下，智能设备长期内将存在改进本体和增加附件两种研制路线。关键词：坚强智能电网；智能设备；发展趋势中图分类号：TM76文献标识码：B引言随着建设坚强智能电网的开展，迫切需要研制智能设备，使现有电气设备具有自我检测、自我诊断和自我控制功能，以适应信息化、自动化、互动化的要求，从而使之成为智能电网的一个有机组成部分。众所周之，所谓智能化就是指使对象具备准确的感知功能、正确的思维与判断功能以及行之有效的执行功能而进行的工作。设备智能化是一种理念、一种方法、一个发展和进步的过程，其目的是使设备通过人工智能的部分或全部功能，尤其是应用现代计算机和网络技术，使产品达到最佳工况。目前市场上充斥着各种所谓的智能设备，在智能电网框架下如何研制智能设备，其发展方向如何，本文通过介绍智能设备所涉及的关键技术，对现有智能设备进行了分类，并对智能设备的发展方向进行了瞻望。2智能设备涉及的关键技术智能设备主要包括两方面的关键内容：自我检测是智能设备的基础；自我诊断是智能设备的核心。其所涉及到的关键技术主要有以下几个方面。2．1检测与传感技术智能电网首先必须具备灵敏准确的感知功能，这是实现智能化功能的前提。智能设备二次电路已全部有智能监控单元取代，所需功率比传统设备大大降低，不再需要互感器输出较高的功率。因此，在智能设备中电量测量越来越多的应用罗柯夫斯基(Rogowski)电流传感器、霍尔电流／电压传感器、光学电流／电压传感器等新型电量传感器，而近年来非电量传感器在检测温度、油色谱、sF气体含量等参数上，尤其是在变压器、电抗器的安全运行中发挥了越来越大的作用。光学电流互感器(OpticalCurrentTransformer，OCT)和光学电压互感器(OpticalPotentialTransformer，OPT)是近年发展比较快的一类新型电量传感器，它也是目前电气工程领域前沿研究课题之一。现在很多国家已研制出可用于测量高达500kV电压的系列光学电压互感器，但其稳定性和可靠性还存在相当大的问题。因罗氏线圈本身和被测电流回路没有电路的联系，而是通过电磁场耦合，且铁心没有饱和问题，测量范围宽，甚至可以测量含有大的直流分量的瞬态电流，因此罗氏线圈将在智能电网尤其是智能配电网领域发挥越来越大的作用。近年来，国外一些公司也开发了将电流测量和电压测量组合到一起的组合传感器，其电流测量多是采用罗氏线圈，而电压测量有的采用电阻分压器，有的采用电容分压器。2．2通讯技术信息化与自动化的实现离不开网络和通信技术的发展，网络与通信技术是智能设备控制系统中不可缺少的内容。现有的变电站内通信一般是依靠现场总线完成的，它通过连接运行现场各设备，实现现场设备和上级变电站综合自动化系统间信息传输。现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络，具有开放性、互可操作性与互用性、现场设备的智能化与功能自治性、系统结构的高度分散性以及对现场环境的适应性等鲜明技术特点。它的结构特点打破了传统一对一的设备连接，可直接在现场完成，实现分散控制。同时，为了实现现场设备的“即插即用”，IEC61850通过面向对象、面向应用开放的自我描述，对数据对象统一建模，使用分层的思路，采用与网络独立的抽象通信服务接口对电力系统的配置进行管理，加强了设备间的互动性。总线技术及数字化通信网络技术的应用，可以把现场输、配电设备和用电设备通过智能设备连接成类似计算机通信网络的系统，实现对设备运行、用电质量、供电质量及供电系统的智能化、自动化管理，满足智能电网的需求。2．3自诊断技术功能完备的智能设备必须具备灵敏准确的感知功能、正确的思维与判断功能以及行之有效的执行功能。感知功能是传感器的任务，思维和判断则是控制器的功能，其主要技术就是自诊断技术。目前自诊断技术的研究主要集中在专家系统、模糊逻辑控制、人工神经网络以及其它人工智能方法。众多自诊断技术其一致性在于模仿人在操作控制过程中的思维和逻辑推理，这也是设备实现智能化最为关键的步骤，直接决定了设备智能化程度的高低。目前，最具影响的就是专家系统，其在医疗方面已经取得了显著的成果。专家系统的主体是一个基于知识的计算机程序系统，其内部具有某个领域中大量专家水平的知识和经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来解决该领域的问题。其最具