崔森

摘 要：人類掌握了如何使用電力之后，便邁入了一個嶄新的時代。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力的重要性與日俱增，電氣工程及其自動化技術(shù)也是當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要一部分，而電氣工程中的自動化技術(shù)是指采用不同的自動檢測和控制功能的方法，對電力系統(tǒng)進(jìn)行實時遠(yuǎn)程的自動控制、調(diào)節(jié)、管理等，從而起到保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和安全性。該文針對電氣工程中自動化技術(shù)運用進(jìn)行討論分析，希望對日后的電氣自動化發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：電氣工程 自動化 應(yīng)用 發(fā)展前景

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0046-02

自動化技術(shù)的科學(xué)運用，大大促進(jìn)了電氣工程的發(fā)展，因此電氣工程中自動化技術(shù)應(yīng)用分析的加強具有重要的意義，隨著電力和電子技術(shù)的發(fā)展迅速，電氣自動化技術(shù)與人類日常生活緊密相關(guān)，應(yīng)用十分廣泛，電氣自動化正在不斷地創(chuàng)新以及完善中，其適用性和安全性也在相應(yīng)發(fā)展中得到有效提高，電力系統(tǒng)的發(fā)展空間在不斷拓寬。

1 在電氣工程中自動化技術(shù)的現(xiàn)狀

近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電氣自動化的應(yīng)用優(yōu)勢逐漸在社會中顯現(xiàn)出來，使廣大使用群體感受到電氣自動化技術(shù)較為廣泛的適用性和寬闊的專業(yè)性，這加速了電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，使我國電力自動化的普及面越來越為廣泛，小到電氣開關(guān)的設(shè)計，大到科技航天的研究。新時代背景下，電氣自動化技術(shù)的發(fā)展已形成了國民經(jīng)濟(jì)和人民生活水平提高的重要標(biāo)志。

1.1 自動化技術(shù)的發(fā)展歷史

自動化技術(shù)的發(fā)展歷史，大致可以劃分為自動化技術(shù)形成、局部自動化和綜合自動化三個時期。

20世紀(jì)40年代是自動化技術(shù)和理論形成的關(guān)鍵時期，一批科學(xué)家為了解決軍事上的問題逐步形成了以分析和設(shè)計單變量控制系統(tǒng)為主要內(nèi)容的經(jīng)典控制理論與方法，機(jī)械、電氣和電力電子的發(fā)展為生產(chǎn)自動化提供了技術(shù)手段。20世紀(jì)50年代末到60年代初，大量的工程實踐，尤其是航天技術(shù)的發(fā)展，涉及大量的多輸入多輸出系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題，用經(jīng)典的控制理論已難于解決，于是產(chǎn)生了以極大值原理、動態(tài)規(guī)劃和狀態(tài)空間法等為核心的現(xiàn)代控制理論。20世紀(jì)60年代中期以后，現(xiàn)代控制理論在自動化中得到應(yīng)用，使生產(chǎn)過程控制和管理向綜合最優(yōu)化發(fā)展。20世紀(jì)70年代中期，自動化的應(yīng)用開始面向大規(guī)模、復(fù)雜的系統(tǒng)，如大型電力系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)、國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等，他不僅要求對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)控制和管理，而且還要對未來系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)籌劃和設(shè)計，運用現(xiàn)代控制理論方法已不能取得應(yīng)有的成效，于是出現(xiàn)了大系統(tǒng)理論與方法。20世紀(jì)80年代初，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，管理自動化取得了較大進(jìn)步，出現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)、辦公自動化、決策支持系統(tǒng)，總之，自動化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的結(jié)晶，它的發(fā)展充分體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)的綜合應(yīng)用。

1.2 國內(nèi)的自動化技術(shù)

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的自動化技術(shù)也到了很大的提高，20世紀(jì)70年代以后，自動化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級的智能控制發(fā)展，并廣泛應(yīng)用到國防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個領(lǐng)域，實現(xiàn)更大規(guī)模的自動化，例如大型企業(yè)的綜合自動化控制、全國鐵路自動調(diào)度系統(tǒng)、國家電力網(wǎng)自動調(diào)度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動化指揮系統(tǒng)等。

1.3 各個國家自動化技術(shù)的發(fā)展

國外自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是系統(tǒng)化、柔性化、集成化和智能化。自動化技術(shù)不斷提高光電子、自動化控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)制造等行業(yè)的技術(shù)水平和市場競爭力，它與光電子、計算機(jī)、信息技術(shù)的融合和創(chuàng)新，不斷創(chuàng)造和形成新的行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長點，同時不斷提供新的行業(yè)發(fā)展的管理戰(zhàn)略哲理。自動控制內(nèi)容發(fā)展到對產(chǎn)品質(zhì)量的在線監(jiān)測與控制，設(shè)備運行狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測、診斷和事故處理、生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控和設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制與連鎖保護(hù)，以及廠級管理決策與控制等；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)普遍以通用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)；自動化控制產(chǎn)品正向著成套化、系列化、多品種方向發(fā)展；以自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)為一體的綜合性系統(tǒng)裝置成為國外工業(yè)過程控制的主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)場總線成為自動化控制技術(shù)發(fā)展的第一熱點；總之，世界自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。傳感器技術(shù)、開放式工業(yè)過程自動化系統(tǒng)、現(xiàn)場總線技術(shù)等自動化技術(shù)已形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，其中20世紀(jì)90年代傳感器在美國、日本的市場總銷售額已超過100億美元。

1.4 新時代發(fā)展自動化的要求

自動化將在更大程度上模仿人的智能，機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農(nóng)業(yè)自動化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。

2 自動化在電氣工程中的應(yīng)用

自動化控制技術(shù)應(yīng)用廣泛，將其應(yīng)用到電氣工程中，可以有效提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。例如遠(yuǎn)程控制技術(shù)主要是采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電子技術(shù)和自動化控制技術(shù)，實現(xiàn)對遠(yuǎn)程電力系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過控制系統(tǒng)能夠有效脫離時間和空間限制，對電力系統(tǒng)靈活有效的控制等。

2.1 電網(wǎng)調(diào)動的自動化

電網(wǎng)調(diào)動是電氣自動化的重要組成部分之一，從電網(wǎng)調(diào)動自動化的發(fā)展歷程來看，從最初的簡單遙測、遙信系統(tǒng)逐步發(fā)展到無人值班站監(jiān)控系統(tǒng)。由此看來，電網(wǎng)調(diào)動自動化系統(tǒng)正在經(jīng)歷一個由簡單到復(fù)雜、由低級到高級的趨勢發(fā)展。如今的電網(wǎng)調(diào)動主要由調(diào)度控制中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、系統(tǒng)的服務(wù)器、工作站和監(jiān)視設(shè)備等構(gòu)成，通過電網(wǎng)系統(tǒng)的專用網(wǎng)絡(luò)對接，實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)控和管理，主要功能是實現(xiàn)對電力生產(chǎn)工程中數(shù)據(jù)實時采集和電網(wǎng)實時監(jiān)控運行的安全分析工作，對電力系統(tǒng)的狀態(tài)運行進(jìn)行分析評估，電力線路負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，電力系統(tǒng)的發(fā)電量進(jìn)行自動化控制和評估分析，自動的經(jīng)濟(jì)調(diào)度電網(wǎng)并且適應(yīng)電力市場運營需要等作用。

2.2 發(fā)電廠的自動化endprint

從目前的技術(shù)條件支持來看，發(fā)點自動化技術(shù)的主要構(gòu)成包括動力機(jī)械自動控制、自動電壓控制系統(tǒng)、自動發(fā)電量控制系統(tǒng)三方面。在我國，根據(jù)發(fā)電廠的不同運行方式，一般都把國內(nèi)現(xiàn)階段的發(fā)電廠劃分為火力發(fā)電廠、水利發(fā)電廠和風(fēng)力發(fā)電廠三類。

火力發(fā)電廠是利用煤炭石油天然氣等燃料進(jìn)行工作，他的自動化一般由監(jiān)控信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)構(gòu)成。

水力發(fā)電廠是利用人的重力或運動勢能作為能量的發(fā)電廠。水電廠自動化可以具體分為單機(jī)自動化、公用設(shè)備自動化、梯級水電廠綜合自動化和全廠自動化等，通過自動化系統(tǒng)的使用，在一定程度上大大提高了水力發(fā)電廠運行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和供電的質(zhì)量。

風(fēng)力發(fā)電廠是一種比較新型的發(fā)電方式，主要通過風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電廠主要由葉片、主發(fā)電機(jī)、塔架、監(jiān)控保護(hù)以及自動迎風(fēng)轉(zhuǎn)向設(shè)備等功能組成，通過自動化技術(shù)，調(diào)整最佳迎風(fēng)位置，保護(hù)監(jiān)控發(fā)電裝置，實現(xiàn)穩(wěn)定清潔發(fā)電。

2.3 變電站的自動化

變電站中自動化技術(shù)的應(yīng)用是指在變電站應(yīng)用自動控制技術(shù)和傳輸技術(shù)與信息處理技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過計算機(jī)系統(tǒng)或者電氣自動化裝置代替人工進(jìn)行各種不同的作業(yè)，提高變電站的管理水平和運行效率的自動化控制系統(tǒng)。利用新的計算機(jī)設(shè)備代替原來的常規(guī)設(shè)備，不僅滿足了變電站的整體需要，對于整個電力系統(tǒng)都起到了十分重要的作用。

3 自動化在電氣工程中的發(fā)展前景

電氣自動化是當(dāng)代先進(jìn)科學(xué)的核心技術(shù)，也是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，他的發(fā)展對社會科技進(jìn)步具有重要意義，因此，我們要時刻展望自動化在電氣工程中的應(yīng)用前景。我國為進(jìn)一步提高自身產(chǎn)品，已加大了自主創(chuàng)新的發(fā)展力度，提倡研究人員研發(fā)更好的并且具有創(chuàng)新的產(chǎn)品，使我國電氣自動化技術(shù)得到更好的發(fā)展。

此外，我國正在逐步加大對電網(wǎng)的建設(shè)，電氣自動化為其繼續(xù)發(fā)展拓寬了空間。

3.1 智能化的電力設(shè)備

一般情況下，電力設(shè)備中一次設(shè)備與二次設(shè)備間距比較大，電氣自動化系統(tǒng)的智能化系統(tǒng)能夠在一次結(jié)構(gòu)設(shè)備設(shè)計時，將二次設(shè)備的相關(guān)功能和技術(shù)進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)，對配電網(wǎng)中的電力信號電纜線和控制信號線進(jìn)行省去，例如智能化箱式變單站控制、智能化開關(guān)等等，自動化智能技術(shù)主要是針對配電網(wǎng)中的防雷擊，電磁干擾、配電網(wǎng)中的通信信號的傳輸方面等相關(guān)內(nèi)容，對電網(wǎng)實現(xiàn)自動化管理。

3.2 電力調(diào)度系統(tǒng)全面的監(jiān)測

電力調(diào)度的發(fā)展法向便是要從傳統(tǒng)的檢測逐步轉(zhuǎn)向動態(tài)監(jiān)測方向發(fā)展，可以更好地保證電力調(diào)度系統(tǒng)的安全運行，最大化保證系統(tǒng)工作效率。

3.3 建立全面的DMS系統(tǒng)

DMS系統(tǒng)是提高電氣管理水平，適應(yīng)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展需要，提高各個系統(tǒng)對設(shè)備的保護(hù)，進(jìn)一步保證電力供應(yīng)，建立科學(xué)的處理事故措施，在一定程度上最大限度的減少電力事故所帶來的損失，使管理者能夠全面、準(zhǔn)確的掌握電力系統(tǒng)運行狀況，例如電力設(shè)備中電流電壓的情況、設(shè)備的適應(yīng)情況等等，DMS系統(tǒng)也能進(jìn)行詳細(xì)的準(zhǔn)確計算，真正做到無人控制的自然運行狀態(tài)。

5 結(jié)語

總而言之，電氣工程中電氣自動化的應(yīng)用是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，電氣自動化是現(xiàn)代電氣工程的重要組成部分，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣自動化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，我們應(yīng)積極關(guān)注并吸收國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢，為我國的電氣工程自動化技術(shù)的運用和發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈鑒.論電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（12）.

[2] 黃雪芳.探討電氣工程中自動化技術(shù)的運用[J].廣東科技，2012（13）.

[3] 楚力.電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用分析[J].廣東科技，2012（9）.

[4] 趙傳文.淺談發(fā)電廠的電氣綜合自動化應(yīng)用[J].科技促進(jìn)發(fā)展（應(yīng)用版），2011（4）.

[5] 董娜，李函霖.電氣系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的探索[J].科技與企業(yè)，2011（7）.endprint