電氣工程及自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

臺志強(qiáng)

[摘? ? 要]電力是我國經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展的重要能源，是我國經(jīng)濟(jì)的骨干力量，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有不可或缺的作用。隨著電力系統(tǒng)的重組，電力市場的競爭加劇，對電力供應(yīng)的需求增加，對電能質(zhì)量的需求增加，對電力效率的需求增加。促進(jìn)電氣工程和自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，促進(jìn)自動化電力系統(tǒng)的形成，能夠提高能源效率和質(zhì)量，減少業(yè)務(wù)資金，為電力運營提供可靠的保證，在市場中提供競爭優(yōu)勢并滿足新市場的需求。電氣工程和電力系統(tǒng)自動化的應(yīng)用可以實現(xiàn)連接功能的自動化，包括電力分配、安全分析、數(shù)據(jù)收集、發(fā)電、電壓控制和能源機(jī)械。對工廠設(shè)備進(jìn)行機(jī)械檢查、改造、管理和處置，降低電力運營成本，降低設(shè)備故障率，通過智能自動化解決方案替代現(xiàn)有的手動發(fā)電過程，大幅度減輕了勞動強(qiáng)度并提高了能源效率，為電力公司提供了社會和社會效益，保證了我國電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]電氣工程;自動化技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–0–03

Application Analysis of Electrical Engineering and Automation Technology in Power System

Tai Zhi-qiang

[Abstract]Electricity is an important energy source for my country's economic and scientific development， is the backbone of my country's economy， and plays an indispensable role in social and economic development. With the reorganization of the power system， competition in the power market has intensified， the demand for power supply has increased， the demand for power quality has increased， and the demand for power efficiency has increased. Promote the application of electrical engineering and automation technology in power systems， promote the formation of automated power systems， improve energy efficiency and quality， reduce business funds， provide reliable guarantees for power operations， provide competitive advantages in the market， and meet the needs of new markets need. The application of electrical engineering and power system automation can realize the automation of connection functions， including power distribution， safety analysis， data collection， power generation， voltage control， and energy machinery. Perform mechanical inspection， transformation， management and disposal of factory equipment， reduce power operating costs， reduce equipment failure rates， and replace the existing manual power generation process with intelligent automation solutions， which greatly reduces labor intensity and improves energy efficiency. The company provides social and social benefits and guarantees the sustainable development of my country's power industry.

[Keywords]electrical engineering; automation technology; power system; application

電力系統(tǒng)的發(fā)展在人們的生活中起著十分重要的作用，面對日益發(fā)展的電力系統(tǒng)，電氣工程自動化的發(fā)展也被提上日程，究其原因，電力系統(tǒng)與電氣自動化是相輔相成的，電力系統(tǒng)的進(jìn)步推動者電氣自動化的發(fā)展，電氣自動化進(jìn)一步發(fā)展助力電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。二者相互促進(jìn)才能給予人們更高質(zhì)量的生活，滿足人們對于高質(zhì)量服務(wù)的向往。尤其是近幾年“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，電氣自動化的發(fā)展迎來了新的高峰，電氣自動化企業(yè)不斷增加，政府不斷提高補(bǔ)貼，都表示在未來的一段時間內(nèi)，電氣自動化市場發(fā)展前景一片大好。

1 電氣自動化技術(shù)的運作理念

電氣自動化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用是我國工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，同時也是現(xiàn)代科技自動化發(fā)展的重要基礎(chǔ)，為現(xiàn)代化工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)提供了堅實的技術(shù)支撐。電氣自動化技術(shù)的核心就在于總線、遠(yuǎn)程和監(jiān)控這3個方面，著重在于對工程整體的自動化控制和動態(tài)化協(xié)調(diào)，同時也有數(shù)據(jù)儲存和自動化分析的功能，是一種全新的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

在現(xiàn)代發(fā)電系統(tǒng)的運作過程中，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用主要是分層分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)，如管理層分類上下多層時，就會結(jié)合遠(yuǎn)程通信管理協(xié)調(diào)和限制報警等軟件自動控制系統(tǒng)，管理人員就能通過計算機(jī)自動化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入和輸出，基于此精準(zhǔn)操作發(fā)電系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對發(fā)電系統(tǒng)的整體自動化精準(zhǔn)控制。

2 電氣自動化控制技術(shù)的特點

2.1 普適性

電氣自動化控制技術(shù)具有普適性特點，能實現(xiàn)多技術(shù)層面的覆蓋應(yīng)用，大大提升了工藝環(huán)節(jié)的連續(xù)性，并打造了較為合理且有效的技術(shù)框架。針對較為復(fù)雜的工藝流程，因為生產(chǎn)過程中涉及的突變因素和不確定因素較多，會對生產(chǎn)效果產(chǎn)生影響，所以需要借助電氣自動化控制技術(shù)打造更加匹配的控制方案。制定控制方案的過程中，在綜合考量多方面因素的同時，要制訂更加具有針對性的生產(chǎn)作業(yè)計劃，以達(dá)到全面提高產(chǎn)量和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2.2 依賴性

因為電子信息技術(shù)不僅能有效提升控制方案的運行效率，而且能輔助企業(yè)開展自動化工作，所以電氣自動化控制技術(shù)對電子技術(shù)具有較強(qiáng)的依賴性。在電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用過程中，可以利用采集傳感器獲取信息數(shù)據(jù)，然后匹配信號處理控制器完成相關(guān)工作，從監(jiān)控運算環(huán)節(jié)到最終結(jié)果執(zhí)行環(huán)節(jié)的整個工作流程中建立完整的自動化控制流程，以維持電氣自動化控制技術(shù)方案的綜合應(yīng)用效果。

2.3 安全性

電氣自動化因為全程都需要高效率的電子信息技術(shù)來進(jìn)行計算與工作，而高效率的工作建立與完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)上，通過全新的科技信息化工程與智能控制技術(shù)，信息處理技術(shù)，這些技術(shù)通過發(fā)射器發(fā)送至工作人員的通信設(shè)備上，讓工作人員可以隨時隨地掌握電氣自動化工程中出現(xiàn)的問題。相較于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，全新的科技數(shù)據(jù)庫讓其擁有更高的計算工作能力，在一些意外情況發(fā)生時，工作人員只需要緊急制動便可以關(guān)閉全部工作流程。每一個環(huán)節(jié)上都有傳感器來提示問題，讓工作人員面對故障時可以迅速發(fā)現(xiàn)并統(tǒng)一集中地有效處理問題。這些智能信息技術(shù)在運作工程中都大大提高了電氣自動化的預(yù)警以及控制能力，使得電氣自動化工程的發(fā)展以及運行能力顯著提升。

2.4 便捷性

電氣自動化對于我國現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展都有著極為重要的意義，隨著現(xiàn)代科技不斷發(fā)展人們對于生活便捷需求性也逐漸增加，在樓層建設(shè)中，電梯電氣自動化控制可以方便人們出行和工作;在企業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動化不僅可以實現(xiàn)提高企業(yè)生產(chǎn)效率還能增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)度，達(dá)到減少人力成本支出提高企業(yè)效益的目的;在運輸行業(yè)中，電氣自動化能夠直接提高企業(yè)生產(chǎn)效率，最大限度地降低生產(chǎn)成本。

3 我國電氣工程及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 電能運輸?shù)姆€(wěn)定性

電能運輸作為連接發(fā)電廠和用戶的橋梁，其正常運行與否直接影響著供電的可靠性。目前，我國的發(fā)電方式有火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電，主要發(fā)電方式仍以火力發(fā)電為主，而新型清潔能源將成為未來主要的發(fā)電能源。由于各類能源地域分布不均。

例如：煤炭資源主要分布在西北、華北地區(qū)，水力資源主要分布在西南地區(qū)，而電能的消費中心主要集中在我國東部、南部和東南部。這就決定了我國電能不能做到就地平衡，大電網(wǎng)、跨區(qū)域輸電是我國電網(wǎng)發(fā)展的必然。高壓直流輸電因其日益提高的可靠性、經(jīng)濟(jì)性在我國跨區(qū)域輸電工程中得到廣泛應(yīng)用。目前，我國已經(jīng)建成淮東-皖南±1100 kV特高壓直流輸電工程，進(jìn)一步提高了電能輸送的效率和穩(wěn)定性。但直流輸電技術(shù)的應(yīng)用使電網(wǎng)的構(gòu)成和運行方式都變得更加復(fù)雜，這也對電力系統(tǒng)的調(diào)度提出了新的要求。

3.2 優(yōu)化了傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)技術(shù)

電力工程和自動化技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的配電和管理實踐，促進(jìn)了電力行業(yè)的發(fā)展，并提高了能源效率和質(zhì)量。對于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)技術(shù)，突波變化、電壓閃變、低頻以及其他對能源穩(wěn)定性和質(zhì)量的負(fù)面影響，無法保證電能質(zhì)量。電能質(zhì)量差會導(dǎo)致一系列異常電壓和低壓等問題，電氣工程與自動化技術(shù)的結(jié)合可以解決。實時監(jiān)控和自動電力系統(tǒng)電壓功能以及電壓、電流和頻率的實時控制，可以提高電能質(zhì)量。電氣系統(tǒng)的自動化不僅可以提高能源質(zhì)量，還可以確保系統(tǒng)安全運行，并縮短維護(hù)時間。從傳統(tǒng)技術(shù)的角度分析，電力系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，導(dǎo)致大規(guī)模停電，長期低效的停電以及長時間的停電，對人們的生活和工作造成負(fù)面影響，還可能危及人身安全或造成設(shè)備損壞。

3.3 電氣技術(shù)的智能化

通信技術(shù)、傳感測量技術(shù)、自動控制技術(shù)以及能源電力技術(shù)是當(dāng)前電氣智能化的核心技術(shù)。智能化的技術(shù)手段在電氣技術(shù)中的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了電網(wǎng)維護(hù)過程中的安全性，減小了運維成本，同時也是標(biāo)志著我國電氣自動化邁入了新的臺階。電氣技術(shù)的智能化已廣泛應(yīng)用于電能的輸送、電能的分配、電能的檢測系統(tǒng)中。例如，當(dāng)電能輸送網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時調(diào)度中心將收到大量的信息，這其中包括很多不確定的信息（自動保護(hù)裝置的拒動、誤動以及信息畸變或者丟失等），因此，調(diào)度人員很難根據(jù)這些信息判斷輸電線路故障的類型和具體的故障位置。基于這一問題，國內(nèi)外專家學(xué)者提出了專家系統(tǒng)、粗糙集理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、Petri網(wǎng)等，其中不少方法應(yīng)用到實際工程中，并取得了顯著的成果。

4 我國電氣工程及其自動化的問題

4.1 能源消耗過大

電氣自動化技術(shù)是離不開足夠的能源支撐的，但是由于過多的運行環(huán)節(jié)以及工作系統(tǒng)，使得電氣自動化工程的發(fā)展對于能源的消耗是十分巨大的，也是電氣自動化所面臨的主要問題，而造成這類問題的原因主要有兩方面。

（1）工作人員對于電氣設(shè)備的選擇存在許多不合理性，許多的人員在選擇電氣自動化設(shè)備時，總是追求工作的高效率反而忽略了設(shè)備的能源消耗問題，從而使得工程設(shè)備的消耗能源要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，不符合我國近幾年推出的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策主張，并且長久發(fā)展下去，對于整個工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展環(huán)境是有百利而五一害的。

（2）相關(guān)的企業(yè)管理人員對于電氣自動化發(fā)展的管控力度不夠，面對一些問題是缺乏有效的獎懲標(biāo)準(zhǔn)制度，導(dǎo)致工作人員面對一些問題時無從改正，以正確的態(tài)度面對問題。例如：近段時間，我國東北部分地區(qū)總會出現(xiàn)斷電等情況，這也表明國家作為無形的手正在管控能源，在這樣的大背景下，能源市場必然會掀起一陣?yán)顺?，一些高能耗企業(yè)勢必會被整改，盡管電氣化自動工程時國家所支持的，但是高耗能產(chǎn)業(yè)并不被國家認(rèn)可，因此電氣自動化企業(yè)在耗能上還是需要進(jìn)行一定的整改，不然很難長久發(fā)展。

4.2 質(zhì)量水平較低

盡管如今的電氣自動化技術(shù)發(fā)展已經(jīng)趨近成熟，但是仍然存在著許多問題，這類問題的主要方面體現(xiàn)在管理層水平低，人才缺口大，缺少較成功的案例作為發(fā)展支撐。

我國的電氣自動化技術(shù)起步晚，相較于歐美發(fā)達(dá)國家來說還有很長的一段路需要走，由于各國所面對的實際情況不同，各國的電氣自動化管理技術(shù)并不能直接適用于我國的電氣自動化管理。而且我國的電氣自動化企業(yè)在管理上總是會犯一個錯誤，盲目地追求效率，忽視了質(zhì)量上的問題，這種情況在電氣自動化這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目萍忌鲜菆詻Q不允許的，畢竟電氣自動化多應(yīng)用于民生，倘若質(zhì)量上的問題無人管，那么這些問題遲早要在社會上鬧出巨大的反響，因此在面對質(zhì)量問題時，需要各個企業(yè)來選聘高質(zhì)量的管理人才進(jìn)行整合管理?？墒怯捎谄鸩酵?，許多高校在開設(shè)課程時也沒有較高的關(guān)注，這也導(dǎo)致我國的電氣自動化的人才缺口十分巨大，人才的缺口使得電氣自動化企業(yè)尋人無門，只能寄希望于外國的高薪人才，但是這種人才的薪資極高，只有少數(shù)企業(yè)才能應(yīng)聘得起，所以在人才方面，電氣自動化企業(yè)應(yīng)該有意識地培養(yǎng)一批屬于企業(yè)的高素質(zhì)綜合性人才有效地管理電氣自動化企業(yè)。

4.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分散

在一些企業(yè)中，苦于沒有充足的資金來進(jìn)行完善電氣自動化產(chǎn)業(yè)鏈，導(dǎo)致在電氣自動化的設(shè)備運行中，許多的內(nèi)部系統(tǒng)無法有效地進(jìn)行溝通交流，電氣自動化工程在運行時往往是一環(huán)扣一環(huán)的。如果其中一個環(huán)節(jié)受到影響無法與其他環(huán)節(jié)進(jìn)行有效溝通，這不僅會讓目前的所有進(jìn)程停滯不前，還會影響電氣自動化工程向更高的層面進(jìn)行躍進(jìn)，因此，要想讓電氣自動化為我國做出貢獻(xiàn)，不僅要解決管理以及人才方面的問題，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架分散的問題也是必須要解決的。

5 結(jié)束語

綜上所述，在全球能源行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的背景下，電力自動化將成為發(fā)展的主流。電氣工程及其自動化技術(shù)不但要積極傳播和應(yīng)用電力工程和電力工業(yè)自動化技術(shù)作為電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，在人才培養(yǎng)方面同時需要努力，有效的管理才能讓企業(yè)可以積極應(yīng)對突發(fā)問題，積極而有效的去應(yīng)對問題。我們要明白電氣自動化與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)時相輔相成的，二者相互促進(jìn)才能達(dá)到最優(yōu)效果，因此促進(jìn)電力工業(yè)向電力工業(yè)自動化的發(fā)展。電氣自動化不僅關(guān)乎到我國電力企業(yè)的發(fā)展，更關(guān)乎人民的生命財產(chǎn)安全，只有讓人民滿意才能更好的迎接新時代的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝蓓敏，陳萬意，李睿.電氣工程及自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].智能城市，2021，7（18）：74-75.