摘要：近年来,传感器技术发展迅速,其在智能电网系统中的应用前景非常好。文章阐述了传感器在智能电网系统中进行应用的必要性,对传感器在智能电网系统管理及优化方面的具体实践应用要点进行探讨,并重点分析了应用过程中的质量效果控制策略,希望能为相关从业单位提供参考。
关键词：传感器; 智能电网; 应用;
电网系统的智能化,是现代电力企业发展的重点方向,将对人们的用电体验以电力系统安全性产生重要的影响。在智能电网系统的设计和开发过程中,除了要用到现代先进的计算机、信息化技术,各类传感器技术的应用也是非常关键的。传感器作为给电网系统提供关键信息、并担当指令传输执行的元件,关系到智能电网系统的自动化、功能化及智能化的水平。因此,在我国电力产业持续发展的背景下,有必要进一步对智能电网系统中的传感器应用策略进行研究。
1.智能电网系统与传感器应用概述
1.1 传感器
传感器主要是指为满足相关信息收集需求,而安装于电子、机械系统各个部位,具有信息收集、处理、传输功能的检测装置。在智能化电网系统中,传感器安装于系统中的不同位置,将检测到的信息转化为相应的信号或信息,完成信息储存、处理、传输、显示、控制等任务。总体来讲,传感器主要具有数字化、信息化、智能化及微型化等特点,是实现远程控制、自动化控制乃至智能化控制的关键。
1.2 智能电网
智能电网系统,主要是指在集成、高效双向通信网络基础上建立的,通过现代控制系统及传感检测技术,实现电力生产、电力管理及电力服务智能化功能的综合性系统。智能电网系统融合了现代先进的计算机技术、信息化技术、大数据技术及传感器技术等,是实现电力生产效率提升、优化服务体验、保证电力安全的关键[1]。从电力管理的角度来讲,智能电力系统将能实现对电力系统生产、设备运行中各类数据的实时分析,对异常情况进行评估,通过风险预警或自动化处理等方式,规避电力风险。从电力服务的角度来讲,可以更进一步收集用户用电信息,了解用户体验,并通过大数据分析,为用户提供更好的服务体验。可以说,智能电网系统是未来我国电力产业发展的主要方向,值得深入研究。
2.智能电网系统中应用传感器的必要性分析
从传感器和智能电网的系统的关系来看,前文提到,传感器是智能电网系统的“感官系统”,是检测、收集各类信息的核心渠道,其收集信息的效率、准确性,将直接决定智能电网系统运行控制方式的科学性。同时,传感器也是智能电网系统指令执行系统的重要组成,负责将控制中枢经过分析决策而做出的指令发布到各个部件,并配置执行[2,3]。显然,智能电网系统的运行,离不开对各类数据、信息的实时收集和处理。而传统的电力生产、管理和服务,各类信息需要人工采集,采集量小、采集效率低、信息准确性不佳等问题,严重制约了电力企业的发展。所以,传感器技术的先进与否,将直接决定智能电网系统的智能化水平,并影响系统运行效果。总体来讲,在智能电网系统中优化传感器技术,具有以下几方面的意义:其一,提高电网系统运行效率。其二,保证电网运行安全。其三,提高电力企业服务水平。其四,经济性和环保性意义。同时,提高系统的运行稳定性,降低损耗,规避安全风险,进而降低管理维护成本。另外,通过传感器技术的升级优化,将能实现对电网系统运行模式的改良,进而降低电力损耗,满足生态保护及可持续发展需求。
3.传感器在智能电网系统中的设计应用要点
3.1 在系统管理方面的应用
一直以来,关于电力系统的运行,都需要注重日常的管理。电力系统的管理主要分为生产管理、服务管理、用户管理等,在智能电网系统中,关于这方面的管理要求更高。为此,应当充分考虑电网系统的基本特点,加强电网运行管理,提高管理水平[4]。在这个过程中,传感器作为关键信息检测、监控、处理和传输的装置,需要发挥更重要的作用。首先,在智能电网系统中的显示器、电源、信号调制等模块中,装有大量不同类型的传感器,并组成整个电网感知模块的基础。在这些传感器中,电源是为传感器感知系统提供动力的关键,可以充分保证传感器可以发挥稳定的运行效果。时钟装置在传感器信号的收集、传输、执行等环节中,提供必要的脉冲信号,便于系统实时核准时间,调整时钟频率,确保信息处理过程的各个时间节点保持一致。另外,将射频天线和信号调制装置进行配合使用,可以有效地提升信号传输的完整性和效率,同时还可以优化电源系统,提高智能电网系统中的信息数据利用价值。在现代智能电网系统的研发中,应用和升级传感器系统,可提高系统运行机制的合理性[5,6,7]。其次,在现代智能化电网系统不断升级的过程中,通过传感器技术可以实现对电网运行管理的实时控制,及时消除各类安全隐患,提高系统安全性。
3.2 在智能开关系统中的应用
在大数据时代背景下,电力产业规模逐步扩大,电力生产及管理活动中,需要收集和利用的信息不仅体量越来越大,类型也越来越多样化和复杂化[8]。为此,需要利用多种类型的传感器对各种数据信息进行收集,并通过科学方式处理,应用到智能电网系统之中。比如,在智能开关系统中,传感器的应用价值尤为突出。在检测断路器的触头时,可以使用断路器机械位移传感器。该传感器主要是利用旋转光栅测量原理,对断路器装置的位移角度进行监测,当识别到相关脉冲信号之后,对信号进行分析处理,进而帮助断路器进行相关动作。在监测断路器装置控制回路和电源回路电流信号时,一般是使用小电流传感器。这种传感器用到的是霍尔效应的原理,对穿过传感器的电流值转换为电压信号,生成相应的反映断路器回路状态的电信号。
3.3 在智能变压系统中的应用
变压器是电力系统中不可或缺的关键部分,而智能电网系统中的变压系统,同样需要可靠的传感器提供支持。首先,速动油压继电器作为一种变压系统中比较重要的传感器装置,其主要是对油箱内压力变化情况进行监测,并转化为系统可以识别的系统,实现对变压系统安全性的管控。其次,在变电器设备过压保护装置的应用中,压力释放阀也是一种可靠的传感器装置[9]。如图1所示,压力释放阀装置主要是应用于油浸式变压器中,如果变压器内部因油气化而压力剧增时,压力释放阀的传感器感受到压力快速增长,随即自动打开阀门,进行卸压操作,当压力释放到标准压力值时,再关闭。这将很好地保证变压器的安全,同时也避免外部杂质进入油箱。另外,气体继电器也是一种变压系统中比较关键的保护装置,通过传感器实现对系统内异常气体的监测,再自动转为相应的控制回路,实现对系统的安全保护。
图1 SY-YSF8-55/130KJTH(KJB)压力释放阀结构图
4.传感器在智能电网系统中的技术研发趋势
从当下的电力应用环境的角度来讲,社会经济的持续发展,意味着全社会的电力需求越来越大,相应的用电体验要求也越来越高。显然,传统的电力生产、管理及服务模式,越来越无法满足社会及用户更高的要求。因此,在积极设计开发先进智能电网系统的同时,要对传感器技术进行进一步的研究。研究的方向主要包括:其一,提高传感器运行效率和精准性。传感器检测、收集、处理信息的效率和准确性,将直觉决定智能电网系统的分析决策,所以需要进一步进行技术优化。其二,提高传感器环境适应性。在智能电网系统中,传感器的工作环境十分复杂,包括电力生产环境、系统运行环境、用户终端环境等,这要求传感器具备良好的环境适应能力和抗干扰能力,能够为智能电网系统持续提供准确的信息。其三,提升传感器本身的智能化水平。在更为先进的智能电网系统中,传感器本身也需要逐步具备一定的智能化特点,即能够根据系统运行要求,结合环境变化特点,对信息数据的收集、处理方式进行调整,并具备自我故障诊断的能力[10]。
5.结语
综上所述,在我国电力产业迅速发展、人们的用电体验要求越来越高的背景下,智能电网系统的研究和应用尤为关键。传感器作为智能电网系统中不可或缺的一部分,同时也是实现电力产业智能化生产、管理与服务的关键。通过多样化的传感器,可以对电力系统中各个部分的各项数据信息进行实时监测、收集、处理、传输,便于控制系统的应用。可以说,传感器对智能电网系统的建设和深化应用,有至关重要的意义。所以,应当持续加强对传感器技术的深入研究,进而提高智能电网系统的建设应用水平,为社会生产力的发展以及人们的便捷、安全用电体验,奠定可靠的基础。
参考文献
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