電氣自動化技術的應用探究

翟慶濤 陳彪

摘要：電氣工程及其自動化的觸角伸向各行各業，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。本分探討了電氣自動化技術的應用。

關鍵詞：電氣自動化；技術；應用

中圖分類號： F407.6文獻標識碼： A

一、電氣自動化系統的現狀與發展

電氣自動化技術是指電子信息技術和信息技術為主要電氣工程相結合的一種應用技術。不可否認，電自動化技術是建立在電子技術、信息網絡技術和智能控制技術的快速發展。電氣自動化技術作為一門綜合性技術，它和控制論、信息論系統工程、計算機技術、電子學、液壓氣壓技術、自動控制等都有著十分密切的關系。我國從20世紀90年代以后，利用電氣監控納入分散控制系統實現熱工控制協調，標志著電氣系統開始進入DCS時代。DAS是早期進入DCS的數據采集系統，主要是在DCS中實現對重要電氣開關量和模擬量以及電度脈沖量的狀態監視、越限報警和事故順序記錄、打印報表等工作。計算機監控系統也廣泛的應用于網絡控制室中。然而現階段的電氣控制系統中，電氣控制系統還沒能取消常規的手動控制方式，電氣控制屏還得以大量的保留。不僅無法減少單元控制室的面積，而且也加大了電氣控制系統的投資，并沒有實現真正意義上的計算機控制。?網絡技術和網絡可靠性的不斷提高，電氣控制和電氣保護設備也在不斷的發展，這些都為電氣網絡化的實現提供了優越的外部條件。電力系統電氣部分的綜合化，必將隨著自動化網絡的不斷擴大而實現，并最終歸入DCS系統中，從而實現信息資源在全廠范圍內的共享，整個電力系統的自動化水平也必然會達到一個新的高度。

二、電氣自動化技術的設計原理及現狀

電氣自動化技術需要結合智能儀器、計算機設備、熱能工程知識，來分析控制相關參數。它通過檢測、控制管理在生產過程中實現安全、提高產量和質量、增加效率、降低能耗。通過對電氣相關機器設備的自動化控制，達到機組自動適應隨時變化的效果，確保了安全可靠的生產環境。目前電氣自動化技術主要和計算機科學技術進行融合。大多數的電氣自動化系統由三部分組成，即測量系統、執行系統和控制系統。在結構上測量系統和執行系統沒有區別，都是引入了智能化設備和微處理器。電氣自動化技術通過計算機進行遠程的操作控制，在現場總線方面，它的核心是計算機操作系統。信息技術被廣泛采用到電氣自動化技術里的機器設備里。電氣自動化技術涉及的設備很多，生產過程有時也很復雜，有時需要面臨惡劣的生產環境，例如很多設備需要經受高溫、高壓、易燃等不利因素的考驗。電氣自動化控制系統還囊括了自動檢測、順序控制和自動報警等內容。SIS技術在慢慢走向成熟，DCS的迅速發展掀起了自動化建設信息化的新浪潮。單元機組實現了集中控制和電氣控制，采用一臺單元機組僅安排一位值班工作人員操作，使電氣控制、汽輪、鍋爐達到整體的效果，這一點，使我國的電氣自動化技術水平就會在國際上具有很高的競爭力。發展速度是在提高，隨著電氣自動化控制新技術的不斷采用，有關新原料、新原理和新工藝的傳感器和變送器被迅速開發利用。控制系統和控制裝置發展的速度日新月異，在實際的生產過程中也要廣泛采用新理論和新策略。但是在電氣自動化方面也存在著一些問題，比如電氣供應器整體控制程度還很低，儀表工藝和單元測量也需要進一步提高，安全監視及相關保護設備的覆蓋面很過于狹窄，功能也不是很全，機組自動化調節的投入率不高，程序系統開環利用少，投入使用也少。

三、電氣自動化技術的應用

(1)變電站的自動化。有效地控制并且全方位地監視變電站里運用的相關電氣設備,其主要特點就在于應用全電腦化的一種裝置把以往的常規性的那種電磁式的設備都替換下來,變電站的自動化不僅能夠滿足該變電站正常運行的操作,還能夠作為下面所要分析的電網調度自動化當中一個必不可少的重要的組成部分,更是電力生產的現代化進程中一個十分重要的環節。

(2)電網的自動化調度。這一應用方式主要是由電力系統專用的廣域網進行連結,其服務范圍包括了它調度范圍之內的所有發電廠、下級的電網調度和控制中心以及所有變電站終端的設備等等,它的主要功能是對電力生產的過程當中的實時數據進行采集、分析和監控電網的實時運行是不是安全、及時地預測相關的電力負荷情況、正確地估計內部電力系統運行的狀態等等。

(3)電氣綜合自動化技術及智能化保護。隨著我國電力系統當中的自動化保護技術和理論不斷的發展,電氣自動化的保護裝置在諸如綜合自動化控制技術、自適應技術、微機技術與網絡通信技術以及人工智能技術等等的領域中都得到了廣泛的應用,這也使得電氣自動化的保護裝置逐漸擁有了智能化控制的功效,電力系統的運行安全性能得到了較大的提高。其中,對分層式的綜合自動化電氣裝置的研究和應用更是大大地擴大了電氣自動化這一技術的應用范圍,令其可以廣泛地應用于具有不同等級電壓的電站。當前,我國的綜合自動化的控制技術及智能自動化的保護技術在相關電力系統當中的研究與應用,均已經達到了國際上的領先水平。

(4)電力系統的實時自動化仿真系統。如今,由于與電力系統當中實時的仿真建模、負荷動態的特性監測等相關的研究在不斷地深入和進步,電力系統開始逐漸地引入了實時化數字模擬的仿真系統。現已建成的基于實驗室的實時仿真環境具備混合性和實時性的特點,這不但能夠為電力系統中暫態的及穩態的實驗及時地提供真實而可靠的相關實驗數據,還能夠結合多種電力控制的裝置形成相對封閉式的一個閉環類型的系統,為研究人員對新裝置進行實驗測試提供了一個良好的條件。

(5)人工智能技術在電力系統當中的廣泛應用。在電氣自動化技術不斷的發展過程中,專家系統、進化理論以及模糊邏輯等成果已經被廣泛地應用于我國的電力系統和其元件之中,比如,電力系統當中的運行分析、基于系統整體的規劃和設計、系統內元件的故障排除之類。此外,隨著電力行業不斷的發展和變化,電力系統當中有關智能化控制的理論研究也越來越多,這不但有效地提高了現代化電力系統的整體智能化水平,更在很大的程度上增加了電力系統整體運行的安全性、穩定性以及可靠性。

(6)電氣自動化在配電網系統中的應用。在電力系統配電網中應用的電氣自動化技術所采用的電氣信息模型是達到當前國際最新的一個公共標準的模型,在輸電網中運用的理論算法所采用的是將配電網實際和高科技的應用軟件相結合的一種方法,而在負荷的預測過程當中則是采用人工智能的灰色神經元的理論算法與之相搭配,最后,在潮流計算的環節中使用了配電網整體系統的遞歸虛擬流的理論算法。這和傳統的技術相比,其最大的創新之處主要是體現在了高級的現代化的應用軟件與配電網的信息一體化以及中低壓的數字化之類的方面,它不僅克服了電氣載波在應用的過程當中的遞減衰耗和路由相關的技術瓶頸,也大大地提高了整個電力系統在載波接收方面的準確度及靈敏度。

結束語

當今社會經濟發展迅速，電氣自動化技術也要跟上時代的步伐。電氣自動化技術是朝著智能化、高速化、高效化、一體化以及操作透明化方向發展的。現代科學技術在自動化方面的應用，大大拓展了電氣自動化技術的發展空間，也更新了電氣自動化調節系統的指標。電氣自動化技術的合理應用，將完成機組運行監控維護的高效處理，降低電氣自動化技術的能源消耗量，提高電氣自動化技術的整體工作效率。

參考文獻

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