電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

熊浩 湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院

背景：我國(guó)電力行業(yè)在近些年取得了快速發(fā)展，各種技術(shù)越來(lái)越成熟，為保障我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)做出了重要的貢獻(xiàn)，同時(shí)也保證了我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)對(duì)于電力需求，但是隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，促進(jìn)了電氣工程以及自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展，各個(gè)自動(dòng)化技術(shù)不斷應(yīng)用于電網(wǎng)系統(tǒng)，極大提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性，提高了企業(yè)的自動(dòng)化程度，同時(shí)減少了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1 電氣自動(dòng)化應(yīng)用范圍

我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了很大發(fā)展，工業(yè)控制一體化控制目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，信息化程度不斷增強(qiáng)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要應(yīng)用在兩個(gè)方面。第一方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)很多工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，確保工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠，同時(shí)也提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。同時(shí)使用電氣自動(dòng)化技術(shù)可以采集生產(chǎn)過(guò)程中大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，有利于制定科學(xué)合理的生產(chǎn)計(jì)劃，減少企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外一方面，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)可以監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵參數(shù)來(lái)判斷系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同時(shí)一旦系統(tǒng)出現(xiàn)意外的事故，電力系統(tǒng)能夠在很短的時(shí)間制定科學(xué)有效的解決方案，把影響降低到最低，最大限度地保護(hù)人力和物力資源，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 電氣自動(dòng)化提高了企業(yè)的工作效率

隨著信息化技術(shù)不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)很成熟的階段，現(xiàn)在在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，管理人員可以通過(guò)電氣自動(dòng)系統(tǒng)很容易地來(lái)控制整個(gè)工業(yè)流程，同時(shí)可以監(jiān)控各個(gè)工業(yè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)。這里可以使用最常見(jiàn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)為例，在工業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)行控制過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員可以通過(guò)PC、PLC等不同電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制各個(gè)環(huán)節(jié)的執(zhí)行器來(lái)控制整個(gè)流程的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，這樣技術(shù)人員不用去實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，就可以掌握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，大大提高了工作效率，同時(shí)也使得系統(tǒng)的維護(hù)更加方便快捷。另外一方面電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的出現(xiàn)也降低對(duì)技術(shù)人員的要求，他們?cè)趯?shí)際工作的過(guò)程中只需要掌握如何使用終端的控制軟件以及常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案即可，這樣就可以大大提高企業(yè)運(yùn)行的效率。

1.3 電氣自動(dòng)化設(shè)備的特點(diǎn)

電氣工程自動(dòng)化設(shè)備需要控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，需要檢測(cè)系統(tǒng)中很多參數(shù)的變化，因此電氣自動(dòng)化設(shè)備在實(shí)際安裝過(guò)程中需要設(shè)備控制點(diǎn)分布在系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，這樣能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程做全面的監(jiān)控。同時(shí)電氣自動(dòng)化設(shè)備的配電設(shè)備的安裝和操作也非常特殊，安裝過(guò)程的過(guò)程也很繁瑣，需要集合不同的實(shí)際安裝環(huán)境進(jìn)行合理的安裝。同時(shí)配電設(shè)備要進(jìn)行科學(xué)合理的功率計(jì)算，要保證一定的安全裕度，同時(shí)可以采取雙回路的供電方式，保證系統(tǒng)能夠安全可靠的運(yùn)行，對(duì)于意外停電系統(tǒng)也可以繼續(xù)運(yùn)行，使得工業(yè)生產(chǎn)能夠正常進(jìn)行，減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

2.電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展方向

2.1 智能變電站

智能變電站是結(jié)合信息化技術(shù)誕生的產(chǎn)物，其中涉及到了自動(dòng)控制、儀器儀表、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新型技術(shù)。能夠通過(guò)可靠的傳感器自動(dòng)檢測(cè)電路出現(xiàn)的故障，并進(jìn)行智能分析和智能決策，能夠最大程度提高電力行業(yè)的供電質(zhì)量以及供電可靠性。智能變電站是國(guó)家比較推崇新型變電站，它的基本特征就是環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及智能性，符合我國(guó)“五位一體”的戰(zhàn)略格局，它能夠使用清潔能源同時(shí)減少有害氣體的排放，減少了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞。另一方面，依靠先進(jìn)可靠的信息化技術(shù)，能夠建立可靠而且強(qiáng)大的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，最大程度地保障供電質(zhì)量的可靠性和安全性，同時(shí)提高供電效率。另外智能變電站還擁有用戶體驗(yàn)功能，能夠和用戶進(jìn)行交流，共享用戶信息，鼓勵(lì)用戶積極參與電網(wǎng)調(diào)控的環(huán)節(jié)當(dāng)中。

智能變電站在建設(shè)過(guò)程中主要采用的是電子變壓器和初級(jí)設(shè)備智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的初級(jí)智能化。另外，利用基于IEC61850通信協(xié)議的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備的組網(wǎng)過(guò)程。同時(shí)智能化系統(tǒng)配合著無(wú)縫連接系統(tǒng)，可以提高變電站的信息交互協(xié)同、信息整合以及集成的特點(diǎn)，建立一個(gè)完善可靠的數(shù)字系統(tǒng)。

2.2 電廠自動(dòng)化

電氣自動(dòng)化技術(shù)其中一個(gè)重要應(yīng)用的場(chǎng)合就是發(fā)電廠。這些年風(fēng)力發(fā)電取得了很大的發(fā)展，在風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中就需要電氣自動(dòng)化技術(shù)作為技術(shù)保障。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括主發(fā)電機(jī)、葉片、自動(dòng)迎風(fēng)轉(zhuǎn)向裝置、葉片控制、監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)以及安裝。實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的自動(dòng)化的過(guò)程就要求風(fēng)電裝置能夠當(dāng)?shù)仫L(fēng)力條件自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的姿態(tài)，得到發(fā)電效率最高，同時(shí)還能夠?qū)Πl(fā)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。另一方面，火電發(fā)電是人們最早使用的發(fā)電方式。一般的火電發(fā)電系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，需要建設(shè)設(shè)備運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、信息監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、故障管理系統(tǒng)和二次電力保護(hù)系統(tǒng)。

2.3 電力調(diào)度自動(dòng)化

電力調(diào)度自動(dòng)化就要求電力網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)用戶的用電需求自動(dòng)安排電力的調(diào)度，這就要求電網(wǎng)系統(tǒng)能夠進(jìn)行快速計(jì)算以及合理分配，那么對(duì)電網(wǎng)的自動(dòng)化要求就很高。一般的調(diào)度系統(tǒng)是由信息處理系統(tǒng)、信息收集和傳輸系統(tǒng)、命令傳輸和執(zhí)行系統(tǒng)組成。建立基于計(jì)算機(jī)的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、電力負(fù)荷系統(tǒng)、電力調(diào)度系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的監(jiān)控。工作人員不僅可以詳細(xì)了解整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，還可以有效分析電力負(fù)荷情況和偶然光轉(zhuǎn)換情況，分析系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)度工作，并將用電情況反饋給系統(tǒng)。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于電力行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要，未來(lái)的電力行業(yè)一定越來(lái)越自動(dòng)化和智能化，希望本文論述的內(nèi)容對(duì)相關(guān)讀者有一定的參考作用。