淺談電氣自動化技術(shù)應(yīng)用

陸　微 李愛淑

（長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校，吉林 長春 130000）

淺談電氣自動化技術(shù)應(yīng)用

陸微 李愛淑

（長春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校，吉林 長春 130000）

電氣自動化是現(xiàn)代社會工業(yè)生產(chǎn)的重要特征，也是人類社會文明和科學(xué)技術(shù)達(dá)到較高水平的一個(gè)重要標(biāo)志性產(chǎn)物。電氣自動化遍布人類生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，與人們的日常生活和發(fā)展密切相關(guān)。本文圍繞電氣自動化技術(shù)有關(guān)問題進(jìn)行探討，分析了電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍以及在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，并對未來電氣自動化的發(fā)展做出展望。

電氣技術(shù)；特點(diǎn)；趨勢

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是社會進(jìn)步的動力源泉。隨著人類社會現(xiàn)代化水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)就是第一生產(chǎn)力這一論斷已經(jīng)在各行各業(yè)得到充分驗(yàn)證?？茖W(xué)技術(shù)在社會生產(chǎn)和生活活動中發(fā)揮的作用和產(chǎn)生的影響也在日益增大。社會的脈搏與科技同步跳動。隨著信息技術(shù)的日漸成熟，自動化、智能化、數(shù)字化已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。在以此為目標(biāo)的現(xiàn)代化進(jìn)程中，電氣自動化是一個(gè)無可避免地關(guān)鍵要素。我國的電氣自動化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，時(shí)至今日，已經(jīng)取得顯著成效，在許多領(lǐng)域達(dá)到世界先進(jìn)行列。但就整體而言，我國電氣自動化發(fā)展水平距離世界發(fā)達(dá)國家還有較大差距。目前全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢日漸突顯，國內(nèi)市場受到國外企業(yè)的沖擊，競爭情況日益激烈。面對嚴(yán)酷的競爭環(huán)境，國內(nèi)企業(yè)必須想方設(shè)法增強(qiáng)自身競爭力，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，細(xì)化市場，深挖技術(shù)潛能，擴(kuò)大贏利點(diǎn)，提高盈利能力，才能克服困難，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

一、電氣自動化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

（一）電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)是現(xiàn)代化電力系統(tǒng)中的重要組成部分，通過該仿真系統(tǒng)，技術(shù)人員可以獲取大量電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，同步開展電力系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)。許多新型裝置、設(shè)備在正式投入使用前，也要在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行試運(yùn)行，以檢測其是否適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況。實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)與許多電網(wǎng)控制設(shè)施聯(lián)系緊密，共同組成閉環(huán)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)對輸電環(huán)節(jié)的管控更加簡便、靈活。仿真系統(tǒng)的存在，不但是開展電網(wǎng)智能保護(hù)機(jī)制制定和實(shí)施工作的重要基礎(chǔ)前提，也有利于技術(shù)人員及時(shí)掌握電力系統(tǒng)負(fù)荷變化情況，對于更好地進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度有著十分重要的意義。

（二）電氣自動化技術(shù)在綜合自動化技術(shù)與智能保護(hù)的應(yīng)用

綜合自動化技術(shù)是我國在國際上擁有很強(qiáng)競爭力的一個(gè)電氣自動化應(yīng)用領(lǐng)域。智能自動化保護(hù)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的分層式綜合自動化裝置可以在各種電壓等級電站中正常工作，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。綜合自動化技術(shù)，本質(zhì)上是將人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自適應(yīng)理論等多種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)綜合運(yùn)用的結(jié)果。在電氣自動化保護(hù)系統(tǒng)中引入綜合自動化技術(shù)，能夠使得電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平得以顯著提升，保護(hù)裝置自動控制功能得以實(shí)現(xiàn)。

（三）電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用

電力系統(tǒng)運(yùn)行情況復(fù)雜，單純依靠人力工作不僅工作量大，成本高、效率低，而且可靠性也較為有限。特別是在處理電網(wǎng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各類問題是，傳統(tǒng)控制方式反應(yīng)速度緩慢，有時(shí)不能滿足電網(wǎng)故障需求?；谏鲜鲈颍斯ぶ悄芗夹g(shù)得以形成。通過將模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及進(jìn)化理論等先進(jìn)技術(shù)和控制手段應(yīng)用到電力系統(tǒng)運(yùn)行及相關(guān)故障診斷、運(yùn)行分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作中，借由專業(yè)軟件輔助，使得電網(wǎng)控制工作效率和質(zhì)量大幅提高，電網(wǎng)整體運(yùn)行安全穩(wěn)定性明顯上升。

（四）電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化方面的應(yīng)用

配電網(wǎng)是電網(wǎng)中與用電客戶接觸最為密切的部分，配電工作質(zhì)量直接關(guān)系到客戶用電質(zhì)量安全。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用到配電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動化一直是電力企業(yè)的努力方向。目前我國配電網(wǎng)自動化采用國際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，輸電網(wǎng)的理論算法采用與配網(wǎng)實(shí)際與高級應(yīng)用軟件相結(jié)合，采用人工智能灰色神經(jīng)元算法開展電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測工作，使用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法開展潮流計(jì)算。經(jīng)過長期的努力，我國電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化初步實(shí)現(xiàn)，信息配網(wǎng)一體化、高級應(yīng)用軟件、配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字等環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了階躍式發(fā)展，通過使用數(shù)字信號處理技術(shù)，載波接收靈敏度大幅改善，使得配電網(wǎng)載波路由、衰耗問題在很大程度上獲得解決。

二、電氣自動化技術(shù)在電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

（一）在智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

電網(wǎng)是國民經(jīng)濟(jì)體系中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，為國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會活動以及國防安全事業(yè)的順利實(shí)施提供了根本的能源保障。電網(wǎng)建設(shè)水平，直接反映了國家的整體發(fā)展水平。電網(wǎng)智能化是當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的方向之一，也是電氣自動化在電網(wǎng)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。通過將電氣自動化建設(shè)和以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息管理系統(tǒng)相結(jié)合，以電網(wǎng)整體為目標(biāo)進(jìn)行智能化控制，是電網(wǎng)智能化建設(shè)的基本思路。該技術(shù)覆蓋電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)，從電力生產(chǎn)、配送，到運(yùn)行管控、調(diào)度等都是電網(wǎng)智能化系統(tǒng)的管理范圍。比較常見的有變電站自動化系統(tǒng)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)以及調(diào)度柔性交流輸電以及自動化系統(tǒng)等，都是電網(wǎng)智能化體系中的有機(jī)組成。我們電網(wǎng)智能化建設(shè)正處于起步階段，數(shù)字化管理是當(dāng)前我國電網(wǎng)的主要特征。將電網(wǎng)運(yùn)行信息以及調(diào)度指令以數(shù)字化的形式進(jìn)行運(yùn)作，是電網(wǎng)智能化管理的初級表現(xiàn)。智能電網(wǎng)對計(jì)算機(jī)技術(shù)依賴程度很大，計(jì)算機(jī)軟件和硬件在智能電網(wǎng)中占據(jù)了很高的比例。智能電網(wǎng)的建設(shè)，往往與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信體系同步建設(shè)，對于通信網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)性、雙向性以及可靠性方面有著很高的要求。

（二）在變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

變電站是電網(wǎng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。長期以來，變電站采用人工管理的方式，工作環(huán)境較差，工作強(qiáng)度較高，工作質(zhì)量難以保障。電力企業(yè)一直把建設(shè)無人值守變電站作為變電站發(fā)展的一個(gè)重要課題。電氣自動化技術(shù)為這個(gè)課題得到圓滿解決提供了優(yōu)質(zhì)方案。變電站自動化控制技術(shù)以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以通信網(wǎng)絡(luò)為媒介，充分發(fā)揮電子計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢，特別是光纜的出現(xiàn)，代替了原有的電力信號電力，通信能力得到大幅增強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上，二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)了集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。變電站的自動化不僅僅滿足于自身運(yùn)行光纜的需要，也是電力系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)自動化的一個(gè)重要組成。

（三）在電網(wǎng)調(diào)度自動化的應(yīng)用

電網(wǎng)運(yùn)行過程十分復(fù)雜，各種問題層出不窮。電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度工作難度和工作量十分龐大，從而限制了其工作質(zhì)量的提升。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)調(diào)度管理工作中，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化，是電力系統(tǒng)自動化的核心部分。我國電網(wǎng)調(diào)度自動化采用層級管理模式，整個(gè)系統(tǒng)共分作5級，按照高低順序依次是國家電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)調(diào)度、省級電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度以及縣級電網(wǎng)調(diào)度。每個(gè)級別的控制系統(tǒng)都構(gòu)建了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺，各個(gè)端點(diǎn)、各個(gè)層級之間以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連接，構(gòu)成一個(gè)龐大的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)。各個(gè)終端將采集到的電網(wǎng)運(yùn)行信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給對應(yīng)的控制中心，控制中心計(jì)算機(jī)對信息進(jìn)行分析、整理，并發(fā)出適當(dāng)?shù)闹噶畹綄?yīng)的終端，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行情況監(jiān)測、控制等功能。

三、電氣自動化技術(shù)發(fā)展方向

（一）綜合自動化系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)主要是為了解決局部與局部、局部與整體之間通信的問題，借助綜合自動化系統(tǒng)，整個(gè)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與控制、管理得以在一個(gè)平臺上進(jìn)行，數(shù)據(jù)傳送更加流暢、高效，尤其是強(qiáng)化了對于高壓系統(tǒng)的保護(hù)和控制，一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)異常情況，控制計(jì)算機(jī)就會立刻得到信號，提高了故障應(yīng)急處理的能力水平。

（二）現(xiàn)場總線技術(shù)

電氣自動化技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用，推動了現(xiàn)場總線工作方式的改變，目前采用的數(shù)字通信開放式總線控制技術(shù)，提高了現(xiàn)場監(jiān)測與控制水平，對于生產(chǎn)控制管理有著十分顯著的效果。因而廣泛應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)先進(jìn)標(biāo)志性技術(shù)之一。

結(jié)語

更為高效的生產(chǎn)方式，更加優(yōu)越的工作環(huán)境，是人們在社會活動方面孜孜以求、不斷追尋的目標(biāo)。自動化技術(shù)符合人們對生產(chǎn)方式發(fā)展方向的理解和要求，進(jìn)而在各行各業(yè)中應(yīng)用得日益廣泛。作為國民經(jīng)濟(jì)體系中的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，電力系統(tǒng)更是自動化技術(shù)應(yīng)用的先行區(qū)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動化技術(shù)不斷完善、升級，對于電力系統(tǒng)的運(yùn)行，電力的生產(chǎn)、管理和使用都帶來極為重大且顯著的影響?？茖W(xué)發(fā)展不斷取得新突破，體系日益完善，原有的空白不斷被填補(bǔ)，使得科學(xué)技術(shù)間的界限逐步模糊，不同學(xué)科間的相互滲透、重疊現(xiàn)象越來越常見。電氣自動化功能也由此變得更加強(qiáng)大、種類更加繁多，發(fā)展速度越來越快，成為社會快速發(fā)展重要?jiǎng)恿υ慈?/p>

［1］馬玉敏，等.工業(yè)以太網(wǎng)的最新發(fā)展［J］.自動化系統(tǒng)工程，2006（2）：2.

［2］卞正崗.從自動化測控系統(tǒng)看網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展［J］.測控技術(shù)，2006（25）：5.

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