簡析電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展

徐峰

摘要：在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了動(dòng)力。在人們的日常生活中，電力工程擁有著十分重要的價(jià)值。所以，應(yīng)該加強(qiáng)電力工程運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。在以傳統(tǒng)電力供應(yīng)模式為基礎(chǔ)的情況下，融入電氣工程和自動(dòng)化技術(shù)，最終保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)供電故障。所以，我國今后要合理運(yùn)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，為電力行業(yè)發(fā)展提供動(dòng)力。

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

引言

人類社會進(jìn)行電能的開發(fā)，與生產(chǎn)力的進(jìn)步息息相關(guān)。電能作為資源的關(guān)鍵核心力量，也是當(dāng)前社會資源的調(diào)度中心，需要進(jìn)行完善的技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)施，以多方位地進(jìn)行電力資源的調(diào)配和利用。根據(jù)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)行電氣自動(dòng)化技術(shù)是大勢所趨。

1 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀

在科技日新月異的當(dāng)今，各行各業(yè)都需要電力資源的支持，所以擁有著廣泛性及綜合性特點(diǎn)的電力系統(tǒng)成為了新一代的寵兒，只有充分發(fā)揮電子資源的使用，人們的生活及生產(chǎn)方式才可以得到滿足，從而解放更大的生產(chǎn)力，發(fā)揮更大的社會效益。一般而言，機(jī)電一體化，網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)等構(gòu)成了電力系統(tǒng)，而其中最為重要的部分也是目前人們最為關(guān)注的就是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，它作為一種將強(qiáng)弱電流相結(jié)合并結(jié)合其他相關(guān)設(shè)備組裝起來的一項(xiàng)重要的技術(shù)，在整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中都發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。不可否認(rèn)的是，這項(xiàng)技術(shù)對于人員以及設(shè)備都有著極高的需求，如果人員工作能力或工作態(tài)度有問題，或是各種配件尺寸有了偏差，都可能會造成極大的損失。除此之外，它的優(yōu)點(diǎn)也首屈一指，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，通過自動(dòng)化的控制即可滿足高效運(yùn)轉(zhuǎn)電力系統(tǒng)的同時(shí)減少不必要的浪費(fèi)，節(jié)省大量資源[1]。所以，通過對該項(xiàng)技術(shù)的深入研究，促使其革新與發(fā)展，可以有效提高電力資源生產(chǎn)及使用效率，從而滿足社會各行各業(yè)對于電力資源的需求并在此基礎(chǔ)上更好的為社會服務(wù)。對電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的充分應(yīng)用一方面促使人們的生產(chǎn)方式進(jìn)行革新和優(yōu)化，有助于提高社會生產(chǎn)力，從而轉(zhuǎn)變成良好的經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;另一方面它也是對科技進(jìn)步的有效支撐，從而利用高科技提高社會各個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)率進(jìn)而逐步達(dá)到提高人們的生活水平和促進(jìn)社會生產(chǎn)發(fā)展的美好目標(biāo)。就現(xiàn)階段而言，隨著社會及電氣企業(yè)越發(fā)對于電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重視，大量的資金及精力都被運(yùn)用于促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，這使得電力系統(tǒng)一直處于高效的發(fā)展過程中，它的運(yùn)用范圍逐步變廣，質(zhì)量不斷提高。但是需要我們注意的是，該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步離不開專業(yè)人員的開發(fā)及探索，它的革新與發(fā)展依然需要科技人員的設(shè)計(jì)，并且需要具備相關(guān)職業(yè)素養(yǎng)及能力的人員進(jìn)行保障才可以推動(dòng)其向著科學(xué)可行的方向發(fā)展[2]。因此，相關(guān)工作人員也需要利用豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的技術(shù)能力并保證多樣化的投入來促使電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，進(jìn)而將這一技術(shù)逐步運(yùn)用于電力系統(tǒng)之中，提高電力資源生產(chǎn)和發(fā)展的效率并更好的滿足社會對電力資源的需求。

2 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化存在的問題

2.1 自動(dòng)化技術(shù)的成本較高

我國是在上世紀(jì)中葉建國，發(fā)展時(shí)間較短，所以在我國的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)屬于高新科技產(chǎn)業(yè)，故各種電氣工程自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本較高，而且電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)屬于一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的技術(shù)，涉及的領(lǐng)域較為廣泛，所以電氣工程自動(dòng)化生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備的維修工作較為繁瑣，這也間接造成了自動(dòng)化產(chǎn)品的成本一直居高不下，以至于我國的電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展速度一直達(dá)不到飽和狀態(tài)。

2.2 自動(dòng)化方面的專精型人才較少

自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的技術(shù)，要求工作人員不僅要懂得基本的自動(dòng)控制原理，同時(shí)也要求工作人員精通計(jì)算機(jī)編程、較高的數(shù)學(xué)水平以及一定的英語水平（現(xiàn)在我國大部分的自動(dòng)化產(chǎn)品的元器件都是有國外進(jìn)口的），且自動(dòng)化技術(shù)各種控制器件的原理和自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)邏輯性極強(qiáng)，在實(shí)際的生活當(dāng)中，該專業(yè)的專精型人才的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到我國自動(dòng)化的發(fā)展所需要的數(shù)量，即該專業(yè)的人才處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。即使現(xiàn)在的狀況是這樣，但是由于該專業(yè)的學(xué)習(xí)難度較高，所以在各高校該專業(yè)的在校生遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他專業(yè)的在校生，除此之外，在每年的畢業(yè)生當(dāng)中，也有大量的自動(dòng)化本科畢業(yè)生的專業(yè)知識水平達(dá)不到各個(gè)公司的錄取要求[3]。

3 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用到智能技術(shù)中，主要以智能控制器的形式，這種智能控制器與以往的控制器相比確實(shí)有很多優(yōu)點(diǎn)，下面我們對此進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

3.1 無需控制模型

過去當(dāng)控制器自動(dòng)化時(shí)，控制對于的動(dòng)態(tài)方程往往很復(fù)雜，不能準(zhǔn)確地掌握，這將使對于模型在設(shè)計(jì)過程中有許多不可預(yù)測和不可估量的客觀因素，如一些參數(shù)的變化，無法掌握這些因素，我們不能設(shè)計(jì)精確的模型，并且自動(dòng)控制的實(shí)際效率也會下降，智能自動(dòng)化控制器不需要設(shè)計(jì)控制對象模型，可以避免一些不確定因素，提高自動(dòng)控制的精度系數(shù)。

3.2 方便調(diào)整控制

智能自動(dòng)化控制器還有另一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)時(shí)間的變化、響應(yīng)時(shí)間和魯棒性的變化隨時(shí)調(diào)整控制度，為自動(dòng)化控制提供最基本的保證。在任何情況下，智能控制器的控制比以前的控制器更方便調(diào)整，更適合實(shí)際使用。其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，自動(dòng)化控制器在其控制和控制中，只需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化來調(diào)整自身，這對于工業(yè)的未來發(fā)展是不言而喻的。

3.3 一致性很強(qiáng)

智能自動(dòng)化控制器的一致性很強(qiáng)，表明在不同數(shù)據(jù)的處理中，對完全陌生數(shù)據(jù)的及時(shí)輸入也能得到很高的估計(jì)，很好地滿足了自動(dòng)控制的要求，不同控制對象的影響是不同的，雖然自動(dòng)化控制器暫時(shí)還沒有對某些控制對象采取行動(dòng)，但控制效果非常好，但不是絕對的。當(dāng)控制對象被改變時(shí)，它可能不會收到預(yù)期的效果[4]。因此，在設(shè)計(jì)階段我們不能放松，要認(rèn)真貫徹具體原則，即面對不同的對象，必須根據(jù)其具體情況進(jìn)行詳細(xì)分析，不能因?yàn)榇中亩档涂刂埔?，一旦自?dòng)化控制器的應(yīng)用不好，就不可能盲目否認(rèn)自動(dòng)化技術(shù)。由于每個(gè)人的因素都會給自動(dòng)化控制結(jié)果帶來很大的誤差，影響測試的準(zhǔn)確性，所以必須從各個(gè)工程環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的分析。

4 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化的解決對策

4.1 大力發(fā)展自動(dòng)化方面的教育

現(xiàn)如今，電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展速度之所以受到限制，究其原因還是由于我國的自動(dòng)化方面的人才太少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到正處于飛速發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù)所需要的數(shù)量，鑒于這一狀況，我國應(yīng)加強(qiáng)對電氣工程自動(dòng)化技術(shù)方等專業(yè)方面的教育，在校期間，應(yīng)提高學(xué)生的實(shí)踐課在整個(gè)課程當(dāng)中所占的比例，提高學(xué)生的動(dòng)手能力;開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生在校期間就可以進(jìn)行簡單的電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)，并固定周期的給學(xué)生安排課題，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力使其具有更強(qiáng)的專業(yè)知識和專業(yè)技術(shù)水平，解決我國電力系統(tǒng)自動(dòng)和發(fā)展過程當(dāng)中人才短缺的問題，并在一定程度上減輕我國長期從外國進(jìn)口自動(dòng)化元器件的現(xiàn)狀。

4.2 自動(dòng)化發(fā)展趨向智能化

我國現(xiàn)在的智能化技術(shù)雖然可以建立一條完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，但是我國的自動(dòng)化生產(chǎn)線上仍然需要人的參與，實(shí)時(shí)對自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)的問題及故障進(jìn)行排查和維修。自動(dòng)化發(fā)展到最后，一定是智能化，機(jī)器可以自動(dòng)的完成各種故障的排查和維修工作，未來以計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化技術(shù)必將取代自動(dòng)化技術(shù)。

4.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)更加精密

利用仿生學(xué)可以盡可能的讓各種機(jī)械設(shè)備像手臂一樣靈活，自動(dòng)化產(chǎn)品在未來一定更加像人一樣，可以進(jìn)行各種高精度的工作。

5 基于電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下電力系統(tǒng)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)

5.1 電氣自動(dòng)化仿真技術(shù)

在現(xiàn)階段中，電力資源在社會生活中的應(yīng)用是十分廣泛且直接的，所以電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的革新與發(fā)展受到國家和社會的高度關(guān)注和重視，并且專業(yè)技術(shù)人員的發(fā)展理念和操作經(jīng)驗(yàn)等都使得電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的革新與發(fā)展得到了更為強(qiáng)有力的保障。首先便是仿真技術(shù)的發(fā)展便使得人們能夠便利的通過仿真建模來實(shí)現(xiàn)一些工作操作，讓工作人員通過建模的工作操作來更深一步的理解到現(xiàn)實(shí)的工作操作中可能存在的一些不足和問題并及時(shí)的加以解決，這便使得技術(shù)人員在提高電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的操作過程中更為安全可靠并且提高了操作過程的嚴(yán)謹(jǐn)性和工作效率。

5.2 繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化技術(shù)

主電路整體保護(hù)是電力工程中最重要的部分，在繼電主電路綜合保護(hù)裝置中，電氣智能化自動(dòng)化的核心技術(shù)也可以在電氣設(shè)備軟件系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警。過去很多直接處理掉電問題的方法不能保證外部電路元件也會受到干擾，為了盡量避免出現(xiàn)較大問題。高壓斷路器綜合保護(hù)與機(jī)電自動(dòng)化核心技術(shù)的結(jié)合，促進(jìn)了能源軟件系統(tǒng)的統(tǒng)一，讓檢測更加可靠。及時(shí)對電氣軟件系統(tǒng)的電路和設(shè)備進(jìn)行相關(guān)檢測，并找出問題位置，在第一時(shí)間對故障原因進(jìn)行分析[5]。例如：根據(jù)確定的順序和過程，對電力軟件系統(tǒng)各部分的建設(shè)和傳輸環(huán)節(jié)進(jìn)行在線服務(wù)測試，緊接對系統(tǒng)中使用的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制。與傳統(tǒng)的全線在線檢測方法相比，維護(hù)人員可以更自由地使用智能控制技術(shù)，并且可以實(shí)時(shí)，動(dòng)態(tài)地掌握系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀況。如果發(fā)生了嚴(yán)重的故障或問題，系統(tǒng)將首先及時(shí)發(fā)出反饋，發(fā)出警報(bào)，并提醒相應(yīng)的工程技術(shù)人員及時(shí)處理技術(shù)漏洞或嚴(yán)重故障。從維護(hù)人員身份的另一個(gè)角度來看，保護(hù)系統(tǒng)可以迅速提示故障原因，因?yàn)樗阌诰S護(hù)，能及時(shí)顯示總體位置，這操作可以在較短的時(shí)間內(nèi)成功完成，從而完全保證了整個(gè)能源系統(tǒng)效率。

5.3 電氣自動(dòng)化智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)的革新與優(yōu)化一方面可以有效提高運(yùn)行系統(tǒng)的工作效率并且對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有促進(jìn)作用;另一方面也可以在工作過程中減少人力的投入，提高生產(chǎn)力的同時(shí)減少人力成本以提高經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，在工作過程中，難免遇到高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境或者易失誤環(huán)節(jié)，此時(shí)智能控制技術(shù)就可以發(fā)揮良好的作用，解決這些問題并且因?yàn)樽柚构ぷ魅藛T的進(jìn)入，實(shí)際上提高了安全系數(shù)。但是，該項(xiàng)技術(shù)的革新意味著需要有更高才能的工作人員上崗，只有具備專業(yè)工作能力和素質(zhì)的人員才可以上機(jī)操作，這就要求各企業(yè)必須加大對人才的培養(yǎng)力度，以確保工作人員的實(shí)際操作能力和應(yīng)對突發(fā)狀況的知識貯備達(dá)到要求，保證工作順利進(jìn)行。

5.4 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)

在電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持下，電網(wǎng)調(diào)度中數(shù)據(jù)收集，分析和處理的效率不斷提高。通過智能，自動(dòng)化的方式實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度工作，大大提高了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平，增強(qiáng)了調(diào)度工作水平。其次，根據(jù)電力工程的實(shí)際情況和施工標(biāo)準(zhǔn)，將電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)中，在運(yùn)行過程中，采用自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行來有效地控制生產(chǎn)設(shè)備，電網(wǎng)調(diào)度工作應(yīng)通過保持自動(dòng)指揮的方式進(jìn)行，推進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化在電力工程中的順利部署，能繼續(xù)為高效電網(wǎng)調(diào)度帶來強(qiáng)有力的技術(shù)支持。電力自動(dòng)化技術(shù)下的電網(wǎng)調(diào)度可以改進(jìn)其調(diào)度工作方法，可在實(shí)踐中提高電網(wǎng)調(diào)度水平，真正適應(yīng)電力工程科學(xué)建設(shè)的實(shí)際需求[6]。例如：建立高速通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過工程師工作站和單元控制過程的主要分散系統(tǒng)來測量和掌控電廠。在特定的測控期間，將在監(jiān)控單元上對開關(guān)量，脈沖值，熱阻等實(shí)時(shí)直接處理和計(jì)算，并借助直接單元控制信號進(jìn)行實(shí)時(shí)的直接處理和計(jì)算。該機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)的操作設(shè)備，顯示圖像，輸出相應(yīng)的信號，打印任務(wù)，都能借助電氣自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，大大促進(jìn)了整個(gè)生產(chǎn)過程的檢測效率，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對它的連鎖保護(hù)，檢測并控制相應(yīng)的內(nèi)容。由于全自動(dòng)化技術(shù)使人們有了與圖像技術(shù)相聯(lián)系的信息，他們具有高度的內(nèi)部集成性和更大的靈活性。在過去的幾年中，電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)和管理工作需要花費(fèi)大量的時(shí)間。但是，在能源自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后，也可以幫助工作人員盡快找出故障點(diǎn)，然后在處理過程中出現(xiàn)故障時(shí)盡快分離和排除。此外，在消除運(yùn)行故障原因的同時(shí)，還可以保持各節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行，提高了電源的可控性。其次，在連續(xù)運(yùn)行以及電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程中，它可以自動(dòng)，智能地收集和整理與故障問題有關(guān)的各種信息和數(shù)據(jù)，然后將一些數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)中，立即實(shí)現(xiàn)私人信件控制中心的建設(shè)，使負(fù)責(zé)人可以爭取最終確定故障原因并進(jìn)行對應(yīng)的維護(hù)工作。從另一方面講，電氣設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)讓電力能源系統(tǒng)更加完善，并為大多數(shù)人提供安全的電力能源。

5.5 變電站自動(dòng)化技術(shù)

目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于變電站的實(shí)際工作中，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子設(shè)備技術(shù)和數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)的應(yīng)用，多種技術(shù)的結(jié)合帶來了變電站多次重組的可能。如果實(shí)際操作中發(fā)生錯(cuò)誤，應(yīng)立即停止。同時(shí)，機(jī)器應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化，從而大大減少工程師的實(shí)際工作量和難度[7]。例如：視覺信息技術(shù)與電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合，可以在短時(shí)間內(nèi)分析和處理大量圖像數(shù)據(jù)，為電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理提供了良好的優(yōu)勢，也可以提高其監(jiān)控系統(tǒng)功能，還可以改善現(xiàn)有配電網(wǎng)的多面低壓配電點(diǎn)。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和準(zhǔn)確性，應(yīng)該對低壓電源進(jìn)行分散監(jiān)控分配，可以通過調(diào)節(jié)視覺功能，在復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)更有針對性和可控性的監(jiān)控，增強(qiáng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)的主要特征。

5.6 電氣自動(dòng)化多項(xiàng)集成技術(shù)

除了以上幾個(gè)優(yōu)化措施之外，還要對電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的多項(xiàng)集成技術(shù)進(jìn)行革新和優(yōu)化，以確保工作中的多個(gè)項(xiàng)目能夠結(jié)合起來系統(tǒng)的發(fā)揮更優(yōu)作用。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的多項(xiàng)集成技術(shù)可以確保工作更為有序順利地完成，并且還能減少不必要的時(shí)間成本和資源成本的浪費(fèi)，促使電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠穩(wěn)定的進(jìn)行，從而確保員工工作的順利完成滿足社會對于電力資源的需求，而且這一技術(shù)的投入使用還可以使得操作更為簡潔，讓用戶更加方便放心的使用，從而增強(qiáng)企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語

基于電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)下的電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展在我國已經(jīng)取得了一定成果，動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)、柔性交流輸電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)智能控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的關(guān)鍵技術(shù)，在未來發(fā)展中，通過不斷研究與實(shí)踐，可以讓電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)得到更為廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)我國電力行業(yè)的全面發(fā)展。

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