電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

馮麗

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高新科技日益興盛，傳統(tǒng)的電力控制已無(wú)法滿足當(dāng)下發(fā)展的需求。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)開始發(fā)展起來(lái)，并逐漸取代了人工生產(chǎn)線。電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用，其最終目的是實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化控制，這一舉措的實(shí)現(xiàn)，不但減少了相關(guān)電氣工程事故頻發(fā)的問題，還為電氣工程的穩(wěn)定發(fā)展及合理運(yùn)行提供了優(yōu)質(zhì)的保證。作者根據(jù)自身多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)和閱歷，并結(jié)合電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，希望能夠給各位讀者帶來(lái)一絲靈感或啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電力設(shè)施；系統(tǒng)；管理應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）21-0174-02

1 我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

最近幾年以來(lái)，我國(guó)的電氣自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展異常迅猛，而這一切與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步是密不可分的，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷成熟和完善，電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域也開始逐步走向廣闊的市場(chǎng)，并且逐漸成為一項(xiàng)新的熱門領(lǐng)域，被更多的人與相關(guān)從業(yè)者重視起來(lái)。如今，電氣自動(dòng)化技術(shù)已投入應(yīng)用到了各項(xiàng)領(lǐng)域并且發(fā)揮著重要的作用，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，電氣自動(dòng)化趨勢(shì)還進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀是十分樂觀并且讓人期待的[1]。

1.1 高度的信息化

在我國(guó)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的一大特點(diǎn)便是高度的信息化。這一特點(diǎn)不僅僅體現(xiàn)在電子設(shè)備和技術(shù)方面的信息化，同時(shí)也體現(xiàn)在電力部門的數(shù)據(jù)處理和運(yùn)行管理等方向上高度信息化。與傳統(tǒng)的電力運(yùn)營(yíng)模式相比較而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)并未設(shè)立出較為清晰明確的界限，但在相應(yīng)的通訊及軟件等方面的要求上卻越來(lái)越高。因此，從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步與計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟完善是有著直接關(guān)系的。

1.2 有利于控制

電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有利于電力系統(tǒng)的控制，這既是電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要優(yōu)點(diǎn)，也是全世界業(yè)內(nèi)公認(rèn)的現(xiàn)狀，這一優(yōu)勢(shì)在極大程度上促進(jìn)了該技術(shù)在電氣行業(yè)內(nèi)的發(fā)展。在我國(guó)，電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的前提便是先適應(yīng)社會(huì)，融入到社會(huì)發(fā)展的浪潮之中，并在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行改革和創(chuàng)新，爭(zhēng)取創(chuàng)造出更加方便易控的自動(dòng)化產(chǎn)品，例如IE控制平臺(tái)。從另一方面來(lái)看，科技自身技術(shù)的進(jìn)步，也將推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)朝著更加簡(jiǎn)潔易控的方向發(fā)展。

1.3 便于維護(hù)

電氣自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在領(lǐng)域上有著密不可分的聯(lián)系，考慮到這一點(diǎn)，再結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)據(jù)信息的搜索及處理上具有靈活快捷的特點(diǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)電力設(shè)施而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)更加易于維護(hù)。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 變換器的高頻化發(fā)展

目前，我國(guó)的電力系統(tǒng)所使用的變換器頻率仍舊較低，但隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，變換器的技術(shù)也會(huì)隨之進(jìn)步。在電力系統(tǒng)中，高頻化的變換器不僅可以有效的抵抗外界因素的干擾，還能在此基礎(chǔ)上提升電力的利用率，從而有效地解決低頻區(qū)域所帶來(lái)的相關(guān)問題。因此，變換器由低頻到高頻必然會(huì)是未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)[2]。

2.2 電流控制技術(shù)的發(fā)展

電流控制技術(shù)，其原理十分簡(jiǎn)單，所謂電流控制，便是通過(guò)將定子電流的磁場(chǎng)分開，然后實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場(chǎng)的分別控制。雖然這種方法能在很大程度上實(shí)現(xiàn)電流控制技術(shù)的加強(qiáng)，但該技術(shù)在發(fā)展中卻受到了坐標(biāo)變換的限制。不過(guò)，它還具有操控簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)等諸多優(yōu)勢(shì)，相比較之下，不失為一種便捷有效的動(dòng)態(tài)交流技術(shù)。因此，電流控制技術(shù)在未來(lái)技術(shù)的發(fā)展中，也必將處于一個(gè)優(yōu)先重要的地位。

2.3 全控型電子開關(guān)技術(shù)

傳統(tǒng)的電力控制開關(guān)使用的大多是半控型晶閘管，其具有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，那就是不能對(duì)整體的電路進(jìn)行較為良好的控制。而全控型開關(guān)不僅具有開關(guān)速度低以及電流密度大的優(yōu)點(diǎn)，在電路上上也是十分簡(jiǎn)易，從而使得設(shè)備本身無(wú)論是從使用操作，還是維護(hù)修理都較簡(jiǎn)單方便。除此之外，全控型電子開關(guān)的推廣及應(yīng)用，也會(huì)使整個(gè)電路體系變得更加一體化，比如電壓電流保護(hù)、電流的驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)等，都變得高度集成化。因此，全控型電子開關(guān)技術(shù)也將是未來(lái)電氣自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。

3 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用方向

3.1 電力系統(tǒng)中的人工智能方向

電力行業(yè)一直以來(lái)都是我國(guó)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)，它在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也發(fā)揮著無(wú)可替代的作用，它的發(fā)展對(duì)于整個(gè)現(xiàn)代化體系來(lái)說(shuō)，有著十分重要的意義。因此，電力系統(tǒng)的升級(jí)和調(diào)整在國(guó)內(nèi)是一件勢(shì)在必行的目標(biāo)。其中，人工智能作為一種新型高效的技術(shù)，具有極高的應(yīng)用價(jià)值，它能夠最大程度地提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。同時(shí)，人工智能的應(yīng)用不但能夠提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能使整個(gè)電力系統(tǒng)變得更具智能性[3]。

3.2 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的自動(dòng)化方向

目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用在國(guó)際上已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)相對(duì)成熟的階段，在此基礎(chǔ)上，如果再搭配上一些軟件輔助，完全可以完美地引進(jìn)到國(guó)內(nèi)為我國(guó)的電力系統(tǒng)所應(yīng)用。在進(jìn)行一些超負(fù)荷的預(yù)測(cè)時(shí)，主要適用于人工智能的灰色神經(jīng)元算法，而對(duì)于潮流的計(jì)算，一般則通過(guò)配網(wǎng)遞歸虛擬流算法則來(lái)進(jìn)行。整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)算法則便靠這兩門技術(shù)支持起來(lái)，而這些技術(shù)的使用同樣也是整個(gè)電氣自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵所在。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用為配電網(wǎng)的路由和損耗提供了許多合理有效的解決方案。

3.3 電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)方向

偽真系統(tǒng)是一個(gè)可以獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)營(yíng)同時(shí)對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行模擬的系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的研究，我們就可以創(chuàng)造出一個(gè)三百六十度全方位封閉式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上再配合上數(shù)字信息系統(tǒng)的應(yīng)用，便可以建造出一個(gè)足夠真實(shí)的環(huán)境，以供人們進(jìn)行相關(guān)的研究。使得系統(tǒng)在進(jìn)行潛在錯(cuò)誤排查時(shí)，能夠變得更加方便簡(jiǎn)潔，并在此基礎(chǔ)上增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)本身的真實(shí)性和可靠性，為之后各種實(shí)驗(yàn)的展開提供一個(gè)有力的保證。

4 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值

4.1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的輔助決策價(jià)值

電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，幫助技術(shù)人員和電力科研人員做到對(duì)電力系統(tǒng)情況的前面掌握，這一技術(shù)的推廣，不但使電力系統(tǒng)告別了傳統(tǒng)電力工作的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，而且有利于對(duì)電力系統(tǒng)做出快速而正確的管理及維護(hù)，極大程度的提高了電力工作系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效率。同時(shí)，電氣自動(dòng)化技術(shù)還可以為電力系統(tǒng)提供一個(gè)良好的仿真平臺(tái)，通過(guò)仿真和模擬技術(shù)，不但可以增加電力工作者的工作經(jīng)驗(yàn)，還可以有效的提高電力系統(tǒng)的工作質(zhì)量，十分有利于電力系統(tǒng)行業(yè)整體素質(zhì)的提高。

4.2 電氣自動(dòng)化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

通過(guò)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的推廣及應(yīng)用，我們可以對(duì)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的提升和優(yōu)化，這一舉措能夠有效地降低電力運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行成本，極大程度上的節(jié)約了電力資源。同時(shí)，電力系統(tǒng)技術(shù)水平的提升，促進(jìn)了電力系統(tǒng)工作效率的提高，從而達(dá)到了一種經(jīng)濟(jì)效益增加的效果。電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也可以幫助行業(yè)篩選淘汰掉電力系統(tǒng)應(yīng)用中的落后產(chǎn)能和設(shè)備，這有助于電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效率的提高和自我跟新升級(jí)[4]。

4.3 電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展價(jià)值

如今的時(shí)代，是一個(gè)行業(yè)發(fā)展越來(lái)越依靠電力設(shè)備供應(yīng)的時(shí)代，因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)當(dāng)今社會(huì)的整體發(fā)展有著極其重要的促進(jìn)和推動(dòng)作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)不但幫助電力領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全自動(dòng)化與安全的目的，使電力系統(tǒng)變得更加安全穩(wěn)定，更從根本上提升了整個(gè)電力系統(tǒng)的行業(yè)發(fā)展?jié)摿?。電氣自?dòng)化技術(shù)通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行廣泛深遠(yuǎn)影響，幫助整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系及其所依附的社會(huì)走向發(fā)展的新里程。

4.4 電氣自動(dòng)化技術(shù)的社會(huì)價(jià)值

電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠從極大程度上帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)電力領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步，這無(wú)疑是對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大推動(dòng)。不斷在電力行業(yè)推廣和應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以使該行業(yè)的技術(shù)得到強(qiáng)化，同時(shí)電力行業(yè)的更新與換代，這有利于整個(gè)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。

5 電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的PLC技術(shù)應(yīng)用

PLC技術(shù)是一種繼電接觸控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，而其內(nèi)部存儲(chǔ)器采用了可編程序，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)其內(nèi)部存儲(chǔ)進(jìn)行控制、記錄、運(yùn)算等指令。該技術(shù)的誕生是為了滿足工業(yè)環(huán)境需求而設(shè)計(jì)的可進(jìn)行編程邏輯的控制系統(tǒng)。近幾年來(lái)，PLC技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化的相關(guān)領(lǐng)域中，以極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)電力控制系統(tǒng)靈活性差、可靠性低及接線復(fù)雜、耗能高等一系列技術(shù)性的缺陷[5]。

5.1 PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)處理

PLC可以完成電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、分析、計(jì)算和處理，具有查表、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、排序、以及位操作等功能。這些取得的數(shù)據(jù)可以通過(guò)通信功能傳遞給其他的智能設(shè)備，從而達(dá)到一定的操作控制的目的，或是與將它們打印成表格，或是將它們與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)盡心比較。這些數(shù)據(jù)可以用于一些大型控制系統(tǒng)的處理，也可以應(yīng)用于過(guò)程控制系統(tǒng)，就例如柔性制造系統(tǒng)的無(wú)人控制。

5.2 PLC技術(shù)的開關(guān)量控制

在電力發(fā)電系統(tǒng)中輔助系統(tǒng)的流程多控制為開關(guān)量控制和順序控制兩種方式。在國(guó)內(nèi)，許多行業(yè)都應(yīng)用到了PLC技術(shù)作為開關(guān)量控制，例如電機(jī)控制、電梯運(yùn)行控制、啤酒灌裝生產(chǎn)線、汽車裝配線及機(jī)床電氣控制等。在工業(yè)控制中，最多被應(yīng)用的控制就是開關(guān)量的邏輯控制。實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的控制，從數(shù)十個(gè)點(diǎn)到幾萬(wàn)個(gè)點(diǎn)不等，不受數(shù)量限制。

5.3 PLC技術(shù)的順序控制

當(dāng)下，隨著我國(guó)節(jié)能減排事業(yè)的逐步深入及相關(guān)要求的提高，近幾年來(lái)，一些大型的電力企業(yè)的輔助系統(tǒng)都由傳統(tǒng)的繼電控制器更新為了PLC控制系統(tǒng)。在該行業(yè)中，提高經(jīng)濟(jì)效益、降低資源消耗，早已成為了各個(gè)電力企業(yè)管理和發(fā)展的終極目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。同時(shí)PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)为?dú)的工作流程進(jìn)行控制，還可以通過(guò)和通信總線連接來(lái)對(duì)全廠生產(chǎn)工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。

6 結(jié)語(yǔ)

控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，在極大程度上推動(dòng)了電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的使用。隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的人們開始提高自身對(duì)電力使用的需求。同時(shí)，這也是電力系統(tǒng)為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展在可靠性和安全性上所進(jìn)行的自我升級(jí)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，其自身將會(huì)變得更加協(xié)調(diào)化、智能化、適應(yīng)化和區(qū)域化，從而實(shí)現(xiàn)在理論上更多的趨近于現(xiàn)代化理論的使用。而對(duì)于控制手段，則更側(cè)重于遠(yuǎn)程操控、電力電子元件和計(jì)算機(jī)的使用，實(shí)現(xiàn)了在分析設(shè)計(jì)上更多的使用多機(jī)的系統(tǒng)模型來(lái)處理各種復(fù)雜問題。

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