探究電氣工程及其自動化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展

陳辰 許婧琦

摘要：自動化是現(xiàn)代社會的一種標志，自動化與電氣工程的結(jié)合為各行各業(yè)提供了發(fā)展空間，通過電力電子技術(shù)、信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等方面的應(yīng)用，可以有效的實現(xiàn)強電弱電、機器電子以及軟硬件之間的結(jié)合，為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了一定的技術(shù)保障，在這種條件背景下，電力系統(tǒng)的自動化發(fā)展也在逐漸完善，并且擴大了應(yīng)用的方向，發(fā)揮了很大的作用。本篇文章通過對電氣工程及其自動化的主要技術(shù)進行闡述，分析電氣工程及其自動化技術(shù)下電力系統(tǒng)的自動化方式，并且就它的應(yīng)用發(fā)展進行全面的探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動化技術(shù);電力系統(tǒng)自動化

引言

自動化是機械設(shè)備、系統(tǒng)以及生產(chǎn)過程在較少人或者沒有人參與的情況下，可以自動進行檢測、處理以及控制的一種形式，自動化技術(shù)的出現(xiàn)促進了信息社會的發(fā)展，它被應(yīng)用于醫(yī)療、商業(yè)、交通等各個領(lǐng)域中，將人們從繁重的體力勞動中解脫出發(fā)，既提高了生產(chǎn)效率，又可以實現(xiàn)人機的有效結(jié)合，是技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展的重要標志。實際上，自動化這個概念并不是近幾年才出現(xiàn)的，早在18世紀，自動裝置就已經(jīng)出現(xiàn)并且應(yīng)用到生產(chǎn)中，隨著科學(xué)的進步，自動控制理論與自動裝置有效的結(jié)合到一起，并且實現(xiàn)了程序控制以及邏輯控制上的進步，它為數(shù)字計算機的生產(chǎn)過程奠定了堅實的基礎(chǔ)。從現(xiàn)階段來看，自動化系統(tǒng)與電力的有效融合還在一定程度上依賴著電氣工程及其自動化技術(shù)的應(yīng)用。

1、電氣工程及其自動化的主要技術(shù)

1.1智能控制技術(shù)

智能控制就是電氣工程及其自動化中的重點內(nèi)容，它是對于自動化控制技術(shù)的優(yōu)化，采用智能信息處理、智能信息反饋以及控制決策的一種方式，是控制理論發(fā)展的高級階段，可以對一些復(fù)雜困難的控制問題進行解決。實際上，智能控制技術(shù)是一種理論思想和實踐的有效結(jié)合，它無需人類進行參與和操作，就可以通過智能機器的形式自動的完成相應(yīng)的目標，在這個過程中，它是對于人類思維的一種模仿，需要設(shè)置相應(yīng)的程序，在智能控制技術(shù)的應(yīng)用中，它包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法等理論，是一項非常復(fù)雜的綜合技術(shù)。

1.2柔性直流輸電技術(shù)

柔性直流輸電技術(shù)是我國電氣工程及其自動化發(fā)展過程中的重要內(nèi)容，它在結(jié)構(gòu)上與高壓直流輸電相類似，由換流變壓設(shè)備、換流電抗設(shè)備等組成，它是采用可關(guān)斷器件以及高頻調(diào)制技術(shù)，通過電壓調(diào)幅之間的變換以及系統(tǒng)電壓構(gòu)成的功角差，進行有功功率的輸出和應(yīng)用。在柔性直流輸電技術(shù)中，它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流聯(lián)網(wǎng)，綜合能源與負載上的遠距離運輸，做好各方面的均衡發(fā)展。

1.3電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)是一門新興學(xué)科，它主要是在電氣工程及其自動化中達到電力變換的目的，可以分為電力電子器件制造技術(shù)以及變流技術(shù)等多種形式，是建立在電子學(xué)、電工原理以及自動控制基礎(chǔ)上的技術(shù)。可以在一定程度上改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和機電一體化的發(fā)展，加強變頻和高頻技術(shù)的應(yīng)用，促進電子智能化的發(fā)展。

2、電氣工程及其自動化技術(shù)下電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展

2.1動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的運行存在一定的風(fēng)險，對運行過程的有效檢測是確保及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行問題，提高運行效果的關(guān)鍵。自動化技術(shù)相較于傳統(tǒng)電力運行技術(shù)的優(yōu)勢就在于實現(xiàn)了對系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，即在電力傳輸?shù)倪^程中，每一個傳輸信息都能夠及時傳送到系統(tǒng)檢測設(shè)備中來，對于已出現(xiàn)的運行故障，或者潛在故障，監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)⒐收习l(fā)生的信息進行分析、并傳送到系統(tǒng)處理中心進行集中處理，進而不斷提升數(shù)據(jù)監(jiān)控的準確性與安全性。

2.2電力系統(tǒng)調(diào)度自動化

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化實際上就是為電力調(diào)度提出系統(tǒng)功能規(guī)劃以及技術(shù)裝配配置的方案，盡可能的滿足自動化的發(fā)展方向，減少技術(shù)問題的出現(xiàn)，從現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件出發(fā)，提出與調(diào)度關(guān)系相適應(yīng)的一種改善措施。在相關(guān)自動化技術(shù)的應(yīng)用下，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化可以實現(xiàn)功能方向的發(fā)展。首先，它可以進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制，根據(jù)不同地區(qū)的要求，它的采集和監(jiān)控內(nèi)容也是不同的，可以保證電能質(zhì)量，加快處理要求，從控制室就可以完成遙測、遙控的內(nèi)容，方便后續(xù)信息的處理。其次，它還可以滿足自動發(fā)電以及經(jīng)濟上的調(diào)度控制，通過對電力系統(tǒng)頻率質(zhì)量的監(jiān)測工作，有效的明確電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、調(diào)度系統(tǒng)以及約束條件之間的關(guān)系，從而完成指標上的控制，極大規(guī)則上的調(diào)整，保證容量平衡，設(shè)置合理的布局，以便于系統(tǒng)更加經(jīng)濟的運行。另外一方面來說，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化還可以實現(xiàn)人機系統(tǒng)的遠程聯(lián)動，使其成為一個整體，采用人機工作站，設(shè)計中需對各種設(shè)備尤其屏幕顯示器和動態(tài)調(diào)度模擬屏的功能進行合理劃分。

2.3變電站自動化

變電站自動化系統(tǒng)是指在電氣工程及其自動化技術(shù)的基礎(chǔ)下，對變電站二次設(shè)備的優(yōu)化和重組，使其可以對變電站進行自動的監(jiān)測、控制和協(xié)調(diào)。變電站自動化是電力系統(tǒng)自動化的一種形式，它以計算機作為其中的核心內(nèi)容，有效的實現(xiàn)電力設(shè)備的信息交換以及數(shù)據(jù)共享。在實際的電力系統(tǒng)中，變電站自動化主要包括集中式和分布式兩種結(jié)構(gòu)，其中，集中式自動監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)功能單元間的互相獨立，綜合性非常強，而且造價成本較低，但是運行可靠性比較差，容易產(chǎn)生故障問題。而分布式自動監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性較高，繼電保護相對獨立，結(jié)構(gòu)分布層次明顯，具有一定的穩(wěn)定性。

3、電力系統(tǒng)自動化的應(yīng)用

3.1電能表的應(yīng)用

將電氣工程及其自動化技術(shù)應(yīng)用于電能表當中，可以實現(xiàn)對用電負荷與狀態(tài)的實時性檢測，必定可大幅度提升計量精確性與真實性，并可為預(yù)防偷、竊電行為提供必要的技術(shù)支持，以確保電力企業(yè)能夠有效避免經(jīng)濟效益受損。智能電表還可對用戶的實際用電狀態(tài)做出實時性的評估，一旦用戶存在異常用電現(xiàn)象，系統(tǒng)便會自動向控制中心發(fā)出報警信息，可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行安全的有力保障。鑒于電氣工程及其自動化技術(shù)的眾多優(yōu)勢價值，在今后我國的電力工業(yè)發(fā)展過程中應(yīng)加強對其應(yīng)用力度，大力開展電力自動化建設(shè)工作，從而為我國智能控制的發(fā)展以及電力效率的提升提供保障。

3.2以太信息系統(tǒng)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)應(yīng)用以太網(wǎng)的顯著優(yōu)勢是信息實時性較強，電氣自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程速度較快，滿足變配電站傳輸數(shù)據(jù)遠動功能需求，還具有圖形曲線計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、故障報警以及遙信、遙測和遙控等功能。

4、結(jié)語

綜上所述，電氣工程及其自動化包括智能控制技術(shù)、柔性直流輸電技術(shù)以及電力電子技術(shù)等方面，在它的應(yīng)用下，電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展可以分為變電站自動化、電力調(diào)度自動化以及監(jiān)控自動化等形式，有關(guān)人員可以將電力系統(tǒng)自動化應(yīng)用于以太網(wǎng)、電能表等方面，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

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