王雪松

中國(guó)神華國(guó)際工程有限公司，北京 100007

0 引言

從電氣自動(dòng)化的發(fā)展歷程能夠發(fā)現(xiàn)，我國(guó)電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展了五十余年，但我國(guó)的電氣自動(dòng)化綜合水平和發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在一定差距。改革開(kāi)放后，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平提升速度驚人，工業(yè)電氣自動(dòng)化逐漸展現(xiàn)出自身的巨大優(yōu)勢(shì)。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化的過(guò)程中，需要對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行不斷完善和創(chuàng)新，鮮明地展現(xiàn)其技術(shù)的專業(yè)性和應(yīng)用廣泛性的特點(diǎn)。

1 我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過(guò)程

由于初期技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件等原因的限制，電氣自動(dòng)化發(fā)展受到一定打擊。隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷壯大，科學(xué)技術(shù)改革也使科技領(lǐng)域不斷取得創(chuàng)新突破，電氣自動(dòng)化的發(fā)展越來(lái)越迅速，應(yīng)用越來(lái)越普及。同時(shí)，由于可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的發(fā)展以及IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)的頒布，多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)被應(yīng)用到更多的社會(huì)領(lǐng)域之中，也使工業(yè)電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有了突破性表現(xiàn)。

1.1 編程結(jié)構(gòu)趨于標(biāo)準(zhǔn)化

由于沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定性標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化器件生產(chǎn)廠商按照各自的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，初期的電氣自動(dòng)化元件市場(chǎng)也沒(méi)有專業(yè)人員管理，市場(chǎng)呈現(xiàn)混亂局面。多種器件的使用功能、具體型號(hào)及定義名稱都有著較大的差異，工作人員不能對(duì)各種元件進(jìn)行準(zhǔn)確應(yīng)用和組合管理，電氣自動(dòng)化水平較低。IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)頒布后，各種電器零部件都能夠被統(tǒng)一規(guī)劃和管理，使電氣系統(tǒng)在使用的過(guò)程中應(yīng)用效率也有了大幅度提高[1]。

1.2 分散控制系統(tǒng)廣泛普及

由多臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的多條控制回路進(jìn)行控制，同時(shí)能夠集中獲取、集中控制以及集中管理數(shù)據(jù)，這種新型自動(dòng)控制系統(tǒng)即分散控制系統(tǒng)，也被稱為分布式控制系統(tǒng)。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)每個(gè)運(yùn)行組成的部分分別進(jìn)行管理和調(diào)控，并且要協(xié)調(diào)好設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與線路間的關(guān)系，使用分散控制系統(tǒng)能夠針對(duì)所需設(shè)備下達(dá)指令，將整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)拆分為模塊化的小型系統(tǒng)，在需要時(shí)從終端分別進(jìn)行控制，能夠自由調(diào)節(jié)和組建各個(gè)系統(tǒng)，可操控性和安全性有較大提升。

1.3 整合網(wǎng)絡(luò)編程與實(shí)際操作規(guī)范

目前我國(guó)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要是運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。應(yīng)用電氣自動(dòng)化的過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成了具有網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的編程指令和技術(shù)操作規(guī)范，構(gòu)建了系統(tǒng)化的電氣自動(dòng)技術(shù)平臺(tái)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)日新月異地發(fā)展，操作電氣自動(dòng)化技術(shù)的界面和過(guò)程變得更加完善和便利，能夠被企業(yè)單位中的工作人員所輕松掌握，受到了較為廣泛的應(yīng)用推廣，也極大地降低了相關(guān)工作人員在維護(hù)和修理電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的難度。

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

2.1 應(yīng)用工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)算電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)

PLC通過(guò)使用能夠編程的存儲(chǔ)器，在存儲(chǔ)器內(nèi)部?jī)?chǔ)存程序，進(jìn)行控制順序、定時(shí)和計(jì)數(shù)、執(zhí)行邏輯運(yùn)算等提供給使用者的指令，能夠通過(guò)模擬和數(shù)字輸入及輸出控制各種機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。這是一種計(jì)算機(jī)技術(shù)和繼電接觸控制系統(tǒng)融合的產(chǎn)物，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)化中，充分彌補(bǔ)了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)接線煩瑣、靈活性和操控性較差、耗費(fèi)能源過(guò)高等缺陷[2]。

PLC技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、傳送、排序、轉(zhuǎn)換以及歸納整合等操作，對(duì)數(shù)據(jù)采集和分析處理有著非常優(yōu)異的效果，這些得到的數(shù)據(jù)同時(shí)能夠轉(zhuǎn)換到其他智能設(shè)施中發(fā)揮控制作用。常見(jiàn)數(shù)據(jù)能夠控制無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)等相關(guān)大型系統(tǒng)，也能夠在過(guò)程控制系統(tǒng)中發(fā)揮效果。

近年來(lái)，水利和電力系統(tǒng)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。過(guò)去水力發(fā)電廠一般是應(yīng)用繼電控制器對(duì)輔助系統(tǒng)進(jìn)行操控，隨著技術(shù)水平的發(fā)展，目前大多數(shù)發(fā)電廠都采用PLC控制系統(tǒng)代替繼電控制器，從而有效減少了資源浪費(fèi)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，電廠企業(yè)及相關(guān)輔助車間的工作效率得到了有效提高，能針對(duì)單一工作流程，通過(guò)終端發(fā)出指令對(duì)信息模塊進(jìn)行個(gè)體化控制，針對(duì)全廠運(yùn)作，通過(guò)和終端總線進(jìn)行連接，協(xié)調(diào)整個(gè)工廠的生產(chǎn)活動(dòng)。

PLC技術(shù)的過(guò)程控制是指控制一些不受人為因素影響的模擬量，如空氣溫度和流量等，通過(guò)將模擬量和數(shù)字量間的DA進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成控制模擬變量的過(guò)程[3]。PLC基本結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 PLC基本結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 應(yīng)用工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)保障電力系統(tǒng)的使用安全

電力系統(tǒng)的首要前提是使用安全，許多業(yè)界專業(yè)人才加大了對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)理論的科研力度，鉆研電氣自動(dòng)化技術(shù)核心，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)理論和國(guó)內(nèi)社會(huì)實(shí)際應(yīng)用情況將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)設(shè)備之中，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、模糊理論及自適應(yīng)理論等多種技術(shù)手段，推動(dòng)電力保護(hù)設(shè)備進(jìn)入智能化時(shí)代，從而提升整個(gè)電力系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性和安全性[4-5]。

2.3 應(yīng)用工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)檢測(cè)電力系統(tǒng)故障

電力系統(tǒng)最關(guān)鍵的是運(yùn)行性能和穩(wěn)定性，為滿足目前社會(huì)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ畈粩嘣黾拥挠秒娦枨?，要將電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中存在的安全隱患降到最少。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)故障排除工作是由工作人員逐個(gè)排查，雖然有一定成效，但滯后性較為明顯，總體效果不盡如人意。應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能對(duì)電力系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中的每一部分都進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)測(cè)可能存在的安全隱患，排除出現(xiàn)的安全故障問(wèn)題[6-7]。相關(guān)工作人員也可以將自動(dòng)化技術(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果作為參考和借鑒，分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因，提出行之有效的解決措施，消除電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的安全隱患，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

3 工業(yè)電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)

從目前電力系統(tǒng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，我國(guó)未來(lái)電氣自動(dòng)化技術(shù)會(huì)與世界頂尖技術(shù)融合，從更高層面上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合。目前國(guó)家電工委員會(huì)已經(jīng)推出了關(guān)于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品，我國(guó)也已經(jīng)積極開(kāi)展針對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)活動(dòng)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)水平向國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)靠攏。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端技術(shù)的普及，未來(lái)電氣自動(dòng)化技術(shù)以及其他專業(yè)技術(shù)都會(huì)融合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)終端，多媒體技術(shù)將會(huì)逐漸成為社會(huì)領(lǐng)域各產(chǎn)業(yè)鏈中的核心科技。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)電力系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)起步相比發(fā)達(dá)國(guó)家較晚，在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域上與國(guó)外有一定差距，因此要積極學(xué)習(xí)其成功經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我國(guó)電力系統(tǒng)中的實(shí)際情況和技術(shù)水平發(fā)展自動(dòng)化系統(tǒng)，同時(shí)深刻認(rèn)識(shí)到電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)中發(fā)揮的關(guān)鍵作用。應(yīng)用了工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的電力系統(tǒng)在管理模式和運(yùn)行系統(tǒng)上都有了較大變化，出現(xiàn)的各種新興技術(shù)和理論結(jié)構(gòu)也使得電力系統(tǒng)更加豐富和完善。相關(guān)工作人員要努力提高自身專業(yè)素質(zhì)，探究更加科學(xué)和先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，保證整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運(yùn)行，為人們生活和國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)提供服務(wù)。