自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用分析

馮雨桐，李芮，孫艷，馮思涵，鄭舒怡，張如意，石玉香

（1.河南師范大學(xué)電子與電氣工程學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453007；2.河南師范大學(xué)教育學(xué)部，河南 新鄉(xiāng) 453007；3.國網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司，河南 漯河 462000）

0 引言

要想確保電氣工程的安全運(yùn)行，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中的過程中，有關(guān)工作人員應(yīng)充分掌握自動(dòng)化技術(shù)的種類和實(shí)際運(yùn)用范圍，結(jié)合電氣工程的實(shí)際需求解具體工作內(nèi)容，確保電氣工程與自動(dòng)化技術(shù)之間的有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對電力的有效控制。與此同時(shí)，結(jié)合電力運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況給出相應(yīng)方案，確保電氣工程整體系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

伴隨信息技術(shù)的逐步發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)亦得到一定進(jìn)步，并在眾多領(lǐng)域中進(jìn)行了應(yīng)用，促進(jìn)了電氣工程的良好發(fā)展，確保了遠(yuǎn)程控制和集成化控制的有效實(shí)現(xiàn)，顯著提升了電氣工程相關(guān)工作開展的效率，同時(shí)變換了電氣工程的控制管理模式。所以，通過自動(dòng)化技術(shù)的遠(yuǎn)程控制，可以實(shí)現(xiàn)集成化控制，使電氣工程現(xiàn)代化的實(shí)際發(fā)展需要得到了良好滿足。電氣自動(dòng)化技術(shù)主要具備如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

1.1 依托于信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制

電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的過程中，遠(yuǎn)程控制是其中最為主要的內(nèi)容，是保證自動(dòng)化技術(shù)良好應(yīng)用的基礎(chǔ)。依托于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，創(chuàng)建相應(yīng)的自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控體系，使電氣工程的實(shí)際控制效率得到了有效提升[1]。所以，實(shí)際創(chuàng)建電氣自動(dòng)化的過程中，可以將遠(yuǎn)程監(jiān)控作為基礎(chǔ)，縮減人力資源成本投入，且對以往所采用的控制模式加以優(yōu)化，有效提升了工作開展效率，可以滿足更高強(qiáng)度的作業(yè)要求，同時(shí)在一些環(huán)境相對復(fù)雜的條件下依然可以實(shí)現(xiàn)有效控制。

1.2 將集成化當(dāng)作中心，實(shí)現(xiàn)集成化控制

關(guān)于電氣集成化控制，其是新的形勢背景下自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢，同時(shí)亦是確保自動(dòng)化控制得以有效實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)性保障。目前，伴隨電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷成熟發(fā)展，集成化程度也在日益提升，通過集中控制保證了電氣工程自動(dòng)化創(chuàng)建的良好實(shí)現(xiàn)。首先，將集成化當(dāng)作中心，通過集成化控制保障電氣工程自動(dòng)化模塊的合理創(chuàng)建。其次，集中控制可以給自動(dòng)化功能系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)營建較好的環(huán)境，通過技術(shù)集成，針對功能實(shí)施管理和控制，確保了電氣自動(dòng)化工程運(yùn)行的安全性。

1.3 依托于大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化控制

伴隨自動(dòng)化技術(shù)的日益發(fā)展，智能化逐漸變成了電氣工程的主要發(fā)展方向。首先，依托于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)信息化技術(shù)，確保電氣工程智能化遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)，可以將以往集成化控制作為基礎(chǔ)，保證電氣自動(dòng)化創(chuàng)建的有效實(shí)現(xiàn)。其次，智能化技術(shù)的日益進(jìn)步，在眾多行業(yè)中都獲取了較好地運(yùn)用，將其應(yīng)用于電氣工程中，是新形勢下的電氣自動(dòng)化發(fā)展的基本要求。

2 電氣自動(dòng)化常用技術(shù)

目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展日漸成熟，集中控制技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及現(xiàn)場總線技術(shù)均是電氣自動(dòng)化中常用的技術(shù)，給電氣工程的運(yùn)行提供了有力保障。

2.1 集中控制技術(shù)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化程度也在逐漸提升，可以在集中控制技術(shù)的運(yùn)用中，確保電氣工程集中控制的有效實(shí)現(xiàn)，從而更加良好地保證電氣工程運(yùn)行的安全性[2]。以往電氣工程控制管理工作中，主要采用分散式的控制方式，很難保證控制的高效性，同時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行存在一定不穩(wěn)定性。而通過集中控制技術(shù)的運(yùn)用，在技術(shù)方面為電氣自動(dòng)化控制提供了保障，利用系統(tǒng)的不斷調(diào)整及優(yōu)化，保證了電氣工程控制的穩(wěn)定性，縮減了系統(tǒng)運(yùn)行的成本投入。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，遠(yuǎn)程監(jiān)控是其中的主要特點(diǎn)之一。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以使自動(dòng)化控制得以實(shí)現(xiàn)，確保了電氣工程系統(tǒng)整體運(yùn)行的高效性。首先，在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，信息化技術(shù)是基礎(chǔ)，全方位監(jiān)控電氣工程各終端設(shè)備。其次，電氣工程系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)前，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用依然處在初期發(fā)展時(shí)期，在一些規(guī)模相對較大的電氣工程中應(yīng)用存在一定困難，主要應(yīng)用于小型電氣工程中，確保電氣工程自動(dòng)化的有效實(shí)現(xiàn)。

2.3 現(xiàn)場總線技術(shù)

自動(dòng)化控制技術(shù)中，現(xiàn)場總線技術(shù)是其中一個(gè)主要的構(gòu)成部分，結(jié)合具體情況編制相應(yīng)的管理方案，從而確保電氣工程自動(dòng)化的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，在單獨(dú)的控制模塊中，不但保證了系統(tǒng)的高效運(yùn)行，同時(shí)有效規(guī)避各相關(guān)系統(tǒng)之間的影響，可以在穩(wěn)定且安全的系統(tǒng)運(yùn)行中，充分展現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的重要作用。利用現(xiàn)場總線技術(shù)，可以更加良好地控制電氣工程，確保電氣工程的高效運(yùn)行，同時(shí)這亦是新形勢下電氣工程發(fā)展的基本需要。

3 電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 變電站運(yùn)行中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

以往變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)中采用的是人工監(jiān)控的管理模式，但這樣管理模式很難保證管理的實(shí)效性[3]。而將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，可以更加有效監(jiān)控變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，確保變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。一方面，將電氣自動(dòng)化技術(shù)作為基礎(chǔ)，創(chuàng)建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測變電站運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際情況，保證變電站中相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行更加具有安全性。另一方面，利用自動(dòng)化監(jiān)測管理方式，實(shí)行自動(dòng)化預(yù)警監(jiān)測，全方位監(jiān)控變電站的整體運(yùn)行情況。最后，利用自動(dòng)化技術(shù)可以對以往變電站中的相應(yīng)電磁設(shè)備加以取代，充分展現(xiàn)了電氣自動(dòng)化的重要作用。

3.2 電網(wǎng)調(diào)度中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度管理工作的開展中，充分運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，可以確保電力的穩(wěn)定運(yùn)輸，保證電力運(yùn)輸?shù)陌踩?，并顯著提升了實(shí)際工作效率，滿足了自動(dòng)化控制實(shí)效性的需求。如下圖所示，創(chuàng)建的系統(tǒng)服務(wù)中，利用規(guī)約驅(qū)動(dòng)，完成了針對電力實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的調(diào)度和監(jiān)控，令電網(wǎng)調(diào)度管理更加高效，并通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保了電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的安全性，有效保障了現(xiàn)代化電網(wǎng)的穩(wěn)定地運(yùn)行。所以，電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，對以往的人工調(diào)度模式進(jìn)行了轉(zhuǎn)變，高效化管理電網(wǎng)調(diào)度管理控制工作的開展，提升了電網(wǎng)調(diào)度的實(shí)際工作效率，縮減了人力資源成本投入，利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，針對電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)施全方位的監(jiān)測，真正意義上實(shí)現(xiàn)了“無人值守”，確保了電氣工程現(xiàn)代化建設(shè)更進(jìn)一步的發(fā)展。

3.3 發(fā)電廠中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)如今，發(fā)電廠的運(yùn)轉(zhuǎn)控制工作中，運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)可以發(fā)揮十分重要的作用，可以在以往控制系統(tǒng)組合的前提下，滿足系統(tǒng)集中化控制的要求，不再采用以往分散的控制方式，有效彌補(bǔ)了以往工作中存在的不足。一方面，發(fā)電廠中含有眾多電氣運(yùn)行設(shè)備，且這些設(shè)備比較特殊，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以通過相應(yīng)運(yùn)行模塊的監(jiān)控，確保發(fā)電廠整體運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。與此同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)分析以及模型創(chuàng)建等新型科學(xué)技術(shù)，針對發(fā)電廠相關(guān)運(yùn)行模塊實(shí)現(xiàn)了更加良好的監(jiān)控。另一方面，自動(dòng)化控制可以對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，將目標(biāo)管理當(dāng)作基本要求，設(shè)置相應(yīng)的工作任務(wù)參數(shù)，如此可以更加準(zhǔn)確地對目標(biāo)指令進(jìn)行發(fā)送，確保遠(yuǎn)程化監(jiān)控的良好實(shí)現(xiàn)。最后，發(fā)電廠中包含很多機(jī)械設(shè)備，利用自動(dòng)化控制技術(shù)，可以有效監(jiān)控這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如此不但保證了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定與安全，并給遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持，有效提升了發(fā)電廠實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)效率，與電氣工程的現(xiàn)代化建設(shè)不謀而合，是今后主要的發(fā)展方向。

4 強(qiáng)化自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效果的相關(guān)策略分析

充分意識到電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用重要作用的情況下，應(yīng)采用科學(xué)的自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用措施，以使自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢得以最大限度發(fā)揮，保證電氣工程系統(tǒng)的有效創(chuàng)建。

4.1 采用統(tǒng)一化的系統(tǒng)調(diào)控方式

就自動(dòng)化技術(shù)具體應(yīng)用的情況而言，這一技術(shù)的應(yīng)用提升了電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制能力，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。自動(dòng)化控制中，確保了系統(tǒng)各不同功能模塊之間的有機(jī)結(jié)合，為電力系統(tǒng)中各相關(guān)工作的開展提供了有力保障[4]。電氣工程建設(shè)的初始時(shí)期，相應(yīng)自動(dòng)化方案的設(shè)計(jì)是主要工作內(nèi)容之一，應(yīng)保證電氣設(shè)備的統(tǒng)一化管理，從整體上保障調(diào)控工作的有效開展。不同種類的電氣設(shè)備所存在的問題不盡相同，所以，相關(guān)工作人員需要結(jié)合過往工程施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)電氣工程建設(shè)的實(shí)際情況編制自動(dòng)化監(jiān)控方案，合理處理其中涉及的相關(guān)問題。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建設(shè)中應(yīng)用專家系統(tǒng)，能夠針對電氣工程實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行自動(dòng)分析，同時(shí)給出合理化的應(yīng)對措施。未來電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)建中，更加注重的是數(shù)據(jù)信息的分析及處理能力，保證自動(dòng)化控制可以有效處理電氣工程實(shí)際運(yùn)行的各相關(guān)問題，確保電氣工程的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 確保自動(dòng)化的統(tǒng)一性

針對電氣工程來講，其中涉及的控制對象會因環(huán)境改變而發(fā)生一定變化。因此，確保自動(dòng)化的統(tǒng)一性是十分關(guān)鍵的。通過自動(dòng)化控制方式，控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中的每一節(jié)點(diǎn)，令管理工作具有統(tǒng)一性的特點(diǎn)，對控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中每一階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，從而給管理工作的有效開展提供保障。與此同時(shí)，各相關(guān)節(jié)點(diǎn)間需要可以進(jìn)行靈活地調(diào)整，滿足多項(xiàng)功能的實(shí)際需求，從而加強(qiáng)電力系統(tǒng)之于環(huán)境的適應(yīng)能力。在電氣工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，會在一定程度上影響電氣控制的流程及效率。另外，控制對象發(fā)生變化，所產(chǎn)生的信息也會存在一定差異。而在確保自動(dòng)化控制統(tǒng)一性的基礎(chǔ)下，可以對眾多不同節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一，給數(shù)據(jù)信息的分析及處理提供了方便。電力系統(tǒng)具體運(yùn)轉(zhuǎn)中，通過自動(dòng)化技術(shù)可以自動(dòng)檢測相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，精準(zhǔn)找出發(fā)生故障的位置，在不會對系統(tǒng)整體運(yùn)行造成影響的前提下使故障問題得到有效處理。

5 結(jié)論

綜上所述，將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于電氣工程中已經(jīng)逐漸變?yōu)橐环N主要的發(fā)展方向，使現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的實(shí)際需要得到了良好滿足，顯著提升了工作開展的效率，且保障了電氣工程運(yùn)行的安全性。所以，應(yīng)大力研究電氣自動(dòng)化技術(shù)，確保其作用得到更為充分地發(fā)揮，為電氣工程的運(yùn)行提供保障。