淺談電氣自動化在電氣工程中的融合運用

三峽新能源太陽山發(fā)電有限公司 呂究儒 孫世林

1 引言

我國傳統(tǒng)電力系統(tǒng)仍然有許多的不足，國家應(yīng)該不斷加大對我國電氣工程的技術(shù)投入與管理重視，同時國家也應(yīng)該要格外更加注重電氣技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因為，我國電氣技術(shù)發(fā)展推動了我國電氣工程技術(shù)發(fā)展的更高質(zhì)量，電氣技術(shù)也可以讓人們更加了解和看到以后我國的煤氣電力工程大規(guī)模發(fā)展的新進程。

2 電氣自動化的設(shè)計理念

隨著當(dāng)今我國社會主義經(jīng)濟發(fā)展條件的不斷發(fā)展，人們的生活品質(zhì)也不斷提升，加之工業(yè)信息化的快速推廣傳播，這也就是意味著我國正在不斷變得越來越強大。但在發(fā)展過程中還存在實際問題，比如目前我國對于電力系統(tǒng)的復(fù)雜的可操作性，還有復(fù)雜的實際應(yīng)用情況，這一點就讓我國電氣這一類的行業(yè)一直都還是處于被動的發(fā)展狀態(tài)里，阻礙了與這個時代經(jīng)濟發(fā)展速度接軌的工作進度。所以，我國對于提高電氣系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量這一點的選擇當(dāng)然是必要的，這個選擇前提要以有效保護環(huán)境健康為主，并且還要制定一個比較高效率的系統(tǒng)工作運行理念，否則將來會成為一定各種形式的安全隱患，因此我國電氣系統(tǒng)自動化制造設(shè)備在投資數(shù)量上的實際投資金額是無法估量的，因此必須加快推進電氣系統(tǒng)自動化的設(shè)備建設(shè)[1]。

3 電氣自動化運用的前景

電氣自動化技術(shù)又稱無功率電氣技術(shù)，該技術(shù)通常大多已被實際應(yīng)用到在光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域，工作人員要借助這些電氣自動化技術(shù)設(shè)備，對這些電氣技術(shù)過程進行快速有效地控制處理與數(shù)據(jù)變換。在整個電氣自動化技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用過程中涉及到了許多相關(guān)內(nèi)容，主要包括電氣自動化設(shè)備、系統(tǒng)與控制芯片和其他電氣自動化器件模塊等。電氣自動化技術(shù)應(yīng)用可以通過幫助現(xiàn)場工作人員，及時將各種不同規(guī)格的各種新能源材料轉(zhuǎn)化換為一種高質(zhì)量可靠的新電能，對我國傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用單一的電氣信息技術(shù)體系進行根本性改善，從而也對電力相關(guān)產(chǎn)業(yè)自身良性持續(xù)發(fā)展能夠起到促進作用。電氣自動化技術(shù)相關(guān)新技術(shù)發(fā)展促進了我國的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的發(fā)展，該技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品自身性價比優(yōu)勢已經(jīng)十分突出，能夠快速有效的地大幅節(jié)省電能材料，還可以充分節(jié)約能源，提高電力工作效率[2]。

電氣自動化技術(shù)主要基礎(chǔ)功能包括：電力智能自動控制、整流、穩(wěn)壓斬波以及開關(guān)等。該技術(shù)的運用其主要作用原理就是為合理利用來自電網(wǎng)工頻帶的各種電能，有效的轉(zhuǎn)變其電能資源的某些相關(guān)技術(shù)用途結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟性質(zhì)，從而達到幫助使其綜合適用于各不同形式的電力裝置。電氣自動化技術(shù)的發(fā)展主要特點有以下五點：一是集成度更高，二是全控化，三是高效化，四是高頻化，五是變流裝置的小型化。

4 新能源的發(fā)電的優(yōu)勢

由于全球經(jīng)濟化的步伐加快，各種傳統(tǒng)礦物能源供不應(yīng)求，其化石儲量會越來越少，同時由于其中部分燃料的直接燃燒又會同時產(chǎn)生各種對整個大氣系統(tǒng)有害氣體，嚴重破壞了全地球原有的大氣生態(tài)環(huán)境，越來越多的西方國家已把研究目光重點放在到了各種新能源技術(shù)的合理開發(fā)設(shè)計與循環(huán)利用之上。傳統(tǒng)的化石能源采用的是集中發(fā)電的模式，而新能源則是采用的電網(wǎng)形式，更適合用于分布式發(fā)電[3]。

新能源發(fā)電擁有較多優(yōu)勢。首先，其有助于替換傳統(tǒng)能源，緩解傳統(tǒng)不可再生能源對生態(tài)環(huán)境的壓力，減少對大氣的污染，幫助社會可持續(xù)發(fā)展。其次，新能源發(fā)電的電量不多，比較適合用在孤島上運行，可以有效解決孤島上的供電問題，避免資源的浪費。即便該部分電網(wǎng)發(fā)生了故障，也不會對整體的電網(wǎng)造成影響。最后，從電網(wǎng)的運行和維護的角度來看，新能源發(fā)電廠的建立不受地域的限制，風(fēng)力發(fā)電的電廠可以建立在海上或者寬闊的偏僻處，太陽能發(fā)電的電廠只需要保證有充足的日照，生物質(zhì)電廠最好建立在大片農(nóng)田的附近，保證回收利用秸稈的方便性，同時對電網(wǎng)的運行與維護有一定的便利。

具有自動監(jiān)控功能。在電力技術(shù)的發(fā)展過程中，采用更多的先進技術(shù)和先進的設(shè)備提高了工作的效率。然而，在實際的施工工作開展中，對員工和設(shè)備的實時監(jiān)控是必要的。在這樣的大環(huán)境下，利用電力自動化技術(shù)，可以實現(xiàn)各種類型的電子設(shè)備整個工作過程的監(jiān)控和追蹤，使其能發(fā)揮其功能。電力自動控制技術(shù)的一個重要特征是安全性。在實施過程中，要合理運用電力自動化技術(shù)。在電力工程建設(shè)和應(yīng)用中，存在一些安全問題。如在建造過程中如果不能及時發(fā)現(xiàn)和處理這些問題，將會產(chǎn)生非常嚴重的影響。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，必須正確運用電力自動化技術(shù)。由于電力從動態(tài)系統(tǒng)有一定的警報能力，可以感知到危險的存在，并因此提出了相應(yīng)的防范措施，使其在合理的范圍之內(nèi)。

5 電氣自動化技術(shù)在新能源發(fā)電中應(yīng)用的意義

5.1 降低能源損耗

合理應(yīng)用電氣自動化技術(shù)可以有效提高電能轉(zhuǎn)化的工作效率，同時該技術(shù)可以將大多數(shù)新能源例如風(fēng)能、水能、太陽能等轉(zhuǎn)化為電能，不僅能夠大量降低能源的損耗，還可以避免對環(huán)境的污染與破壞。除此之外，電氣自動化技術(shù)上的應(yīng)用還包括可以直接幫助電氣工作現(xiàn)場人員來降低整個電網(wǎng)線路所暗含量的總諧波，大大降低了在電網(wǎng)高壓運行下，線路設(shè)備上發(fā)生的各種能量損耗。

基于現(xiàn)代電氣自動化技術(shù)目前在解決新能源化發(fā)電過程各個細節(jié)方面存在的先天優(yōu)勢上看來，該相關(guān)技術(shù)以后的研究發(fā)展進步空間相對較大，為了盡快將各種新能源技術(shù)的電力轉(zhuǎn)化利用效率實現(xiàn)進一步有效提高，對其發(fā)電轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)的過程質(zhì)量要求進行系統(tǒng)優(yōu)化研究并切實提升其安全穩(wěn)定性，降低化石能源發(fā)電在過程轉(zhuǎn)化效率以及小電流的運輸轉(zhuǎn)換過程中對系統(tǒng)所要產(chǎn)生能量的損耗，仍然需要進一步在發(fā)展電氣自動化技術(shù)方面持續(xù)投入很多必要投入的相關(guān)人力技術(shù)和物力，加強對該技術(shù)的研究，促進其快速發(fā)展。由于在不同實際情況環(huán)境下會出現(xiàn)遇到的各種問題都不同，研究人員應(yīng)當(dāng)盡量結(jié)合目前該新技術(shù)目前在各種新能源的發(fā)電技術(shù)中廣泛應(yīng)用的具體實踐情況去進行一些探究工作與實踐。

5.2 提高太陽能發(fā)電穩(wěn)定性

太陽能雖然是當(dāng)前新能源領(lǐng)域系統(tǒng)中重要的一項可組成式能源，也和世界諸多主要新能源產(chǎn)品一樣，其發(fā)電效率的總體穩(wěn)定性也不甚強，為了大幅增強這種能源效率的電力轉(zhuǎn)化率，需要適當(dāng)提高現(xiàn)有太陽能機組運行中的靜態(tài)電壓值的穩(wěn)定性。目前，雖然許多國內(nèi)電力企業(yè)已經(jīng)逐漸充分和認識到了感應(yīng)控制太陽能機組發(fā)出的瞬態(tài)電壓變化在未來電網(wǎng)的運行安全中仍具有較大作用，但在實踐中仍要進一步研究開發(fā)完善該保護機制技術(shù)的合理應(yīng)用。而通過科學(xué)且合理高效地研發(fā)應(yīng)用新型電氣自動化技術(shù)，也能夠切實幫助國內(nèi)相關(guān)行業(yè)部門更有效地提高國內(nèi)新能源系統(tǒng)應(yīng)用方案的穩(wěn)定性[4]。

目前，國內(nèi)相關(guān)高校研究人員雖然對太陽能光伏薄膜發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計在應(yīng)用研究實踐工作實踐上均已經(jīng)或取得到了一定相應(yīng)意義的創(chuàng)新成果，但仍需要完善改進創(chuàng)新的問題地方，要求各相關(guān)領(lǐng)域人員，繼續(xù)對所出現(xiàn)存在的一些問題進行更加認真深入透徹的認真分析思考與探究，再采取切實可行的措施對其進行針對性地改進。除此之外，相關(guān)技術(shù)人員必須進一步積極系統(tǒng)地總結(jié)并歸納當(dāng)前電氣自動化技術(shù)和在電力新能源分布式發(fā)電工程中技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)共性問題，方便該技術(shù)提高新能源發(fā)電的穩(wěn)定性。

6 電網(wǎng)工程建設(shè)施工中的電氣工程自動化控制的應(yīng)用

6.1 電力電網(wǎng)系統(tǒng)中的調(diào)度

在現(xiàn)代電網(wǎng)設(shè)計中遇到的各種復(fù)雜實際的用電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境規(guī)劃中，通過更加靈活高效的方法，使用現(xiàn)代電工技術(shù)與現(xiàn)代自動化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以進行更加安全有效可靠地對系統(tǒng)進行性能改善的用電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃，即實現(xiàn)包括各種計算機系統(tǒng)，顯示器設(shè)備和視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的全實時自動化。網(wǎng)絡(luò)信息的分布處理方式得到進一步有效改善，同時也同樣具有另外一些方面非常重要并且積極而有效地的信息輔助處理作用，特別應(yīng)用集中在解決了以下幾方面：電氣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行的全天候和24個小時的自動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，及時的和準確地和自動的收集網(wǎng)絡(luò)和所有其他類型設(shè)備系統(tǒng)的實時運行的信息，并試圖通過與其緊密地結(jié)合和集成起來以達到幫助客戶獲得系統(tǒng)的最佳評級。

當(dāng)各種電能設(shè)備及其運行和使用等過程活動中，產(chǎn)生了某種重大安全事故還無法完全得到系統(tǒng)及時準確充分地綜合分析與檢測確認和據(jù)此做出及時科學(xué)地處理及決定方案時，網(wǎng)絡(luò)能量分布及其狀態(tài)特征的系統(tǒng)實時分析自動化控制，可能是今后另一種準確又可行有效的一種應(yīng)急方法。留意網(wǎng)絡(luò)突然斷電掉線等特殊情況，并及時發(fā)出報警或提醒系統(tǒng)負責(zé)人及時進行負責(zé)的管理操作和處理控制錯誤。

其可以同時提供在執(zhí)行公司整個電源系統(tǒng)解決方案流程時的電力網(wǎng)絡(luò)故障自動的實時監(jiān)控，提醒與處理能力和電力事故的自動分析預(yù)警及分析，為公司將來長期有效的電力網(wǎng)絡(luò)的可靠有效運營以及維護工作提供了一個長期良好且穩(wěn)定運作的基礎(chǔ)。同時，通過實時電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測調(diào)度，可以切實做到科學(xué)高效、快速和精確無誤地采集傳遞與跟蹤各種相關(guān)動態(tài)信息，并可妥善安全保護現(xiàn)場員工人身安全。能源部門所有的一線員工則基本實現(xiàn)了通過遠程網(wǎng)絡(luò)遠程實時監(jiān)控能源和并快速且準確的發(fā)現(xiàn)一些實際問題。在此一技術(shù)基礎(chǔ)層面上，需要通過分析解決各類的具體或現(xiàn)實問題，解決這些潛在技術(shù)問題并以此逐步通過提高產(chǎn)品質(zhì)量實現(xiàn)了其有效性?？梢酝ㄟ^任何一種更加有效而可靠安全的安全技術(shù)措施方法來達到最有效，并安全可靠地對系統(tǒng)加以組織實施與管理維護，有效地減少電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的安全影響其他任何一個潛在的安全風(fēng)險[5]。

6.2 變電站中的應(yīng)用

變電站電氣綜合設(shè)備自動化維護系統(tǒng)中，其是一種具有通用性和功能綜合性的現(xiàn)代計算機測量監(jiān)控管理系統(tǒng)。對于變電站電氣綜合設(shè)備自動化維護系統(tǒng)進行測量的主要內(nèi)容不光只是電氣信號測量管理，還有電氣自動化維護設(shè)備和電氣繼電保護器等裝置，在整個變電站電氣綜合設(shè)備應(yīng)用中能夠不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)和不斷優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計師的理念，這也直接讓整個變電所的各種電氣設(shè)備都具有了先進的現(xiàn)代計算機通信技術(shù)，讓各種電力線和無機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都具有一個好的信息傳播應(yīng)用途徑，并且可以直接進行實時測量監(jiān)控和自動測量維護工作；這使變電站電氣綜合設(shè)備自動化維護系統(tǒng)不僅具有一定的維護操作性能和特點，維護操作起來也很方便再，同時結(jié)合上一種現(xiàn)代化的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加之現(xiàn)代計算機通信技術(shù)的綜合支持，這樣就能夠直接讓此項應(yīng)用技術(shù)更加地實現(xiàn)集成化和實現(xiàn)智能一體化，給整個變電站的所有工作人員生活帶來了便利，較大提高了整個變電站的日常工作效率，同時也有效解決了社會大眾的各種憂慮。

7 結(jié)語

電力在現(xiàn)在的日常生活中必不可少。隨著人們社會生活物質(zhì)水平的不斷提高，對于人群的用電量需求也在不斷地加大，電氣工程建設(shè)自動化的相關(guān)問題都是非常重視的。因此，電氣工程自動化在現(xiàn)代電氣工程建設(shè)中的發(fā)揮著較大的作用，為社會和經(jīng)濟發(fā)展提供了大量的便利。