電氣工程中自動化技術的運用探析

崔森

摘 要：人類掌握了如何使用電力之后，便邁入了一個嶄新的時代。隨著科學技術的發展，電力的重要性與日俱增，電氣工程及其自動化技術也是當今經濟發展的重要一部分，而電氣工程中的自動化技術是指采用不同的自動檢測和控制功能的方法，對電力系統進行實時遠程的自動控制、調節、管理等，從而起到保證電力系統的供電質量和安全性。該文針對電氣工程中自動化技術運用進行討論分析，希望對日后的電氣自動化發展有所幫助。

關鍵詞：電氣工程 自動化 應用 發展前景

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0046-02

自動化技術的科學運用，大大促進了電氣工程的發展，因此電氣工程中自動化技術應用分析的加強具有重要的意義，隨著電力和電子技術的發展迅速，電氣自動化技術與人類日常生活緊密相關，應用十分廣泛，電氣自動化正在不斷地創新以及完善中，其適用性和安全性也在相應發展中得到有效提高，電力系統的發展空間在不斷拓寬。

1 在電氣工程中自動化技術的現狀

近些年來，隨著我國經濟的快速發展，電氣自動化的應用優勢逐漸在社會中顯現出來，使廣大使用群體感受到電氣自動化技術較為廣泛的適用性和寬闊的專業性，這加速了電氣自動化技術的發展，使我國電力自動化的普及面越來越為廣泛，小到電氣開關的設計，大到科技航天的研究。新時代背景下，電氣自動化技術的發展已形成了國民經濟和人民生活水平提高的重要標志。

1.1 自動化技術的發展歷史

自動化技術的發展歷史，大致可以劃分為自動化技術形成、局部自動化和綜合自動化三個時期。

20世紀40年代是自動化技術和理論形成的關鍵時期，一批科學家為了解決軍事上的問題逐步形成了以分析和設計單變量控制系統為主要內容的經典控制理論與方法，機械、電氣和電力電子的發展為生產自動化提供了技術手段。20世紀50年代末到60年代初，大量的工程實踐，尤其是航天技術的發展，涉及大量的多輸入多輸出系統的最優控制問題，用經典的控制理論已難于解決，于是產生了以極大值原理、動態規劃和狀態空間法等為核心的現代控制理論。20世紀60年代中期以后，現代控制理論在自動化中得到應用，使生產過程控制和管理向綜合最優化發展。20世紀70年代中期，自動化的應用開始面向大規模、復雜的系統，如大型電力系統、交通運輸系統、國民經濟系統等，他不僅要求對現有系統進行最優控制和管理，而且還要對未來系統進行最優籌劃和設計，運用現代控制理論方法已不能取得應有的成效，于是出現了大系統理論與方法。20世紀80年代初，隨著計算機網絡的迅速發展，管理自動化取得了較大進步，出現了管理信息系統、辦公自動化、決策支持系統，總之，自動化是現代科學技術和現代工業的結晶，它的發展充分體現了科學技術的綜合應用。

1.2 國內的自動化技術

隨著現代生產和科學技術的發展，我國的自動化技術也到了很大的提高，20世紀70年代以后，自動化開始向復雜的系統控制和高級的智能控制發展，并廣泛應用到國防、科學研究和經濟等各個領域，實現更大規模的自動化，例如大型企業的綜合自動化控制、全國鐵路自動調度系統、國家電力網自動調度系統、空中交通管制系統、城市交通控制系統、城市交通控制系統、自動化指揮系統等。

1.3 各個國家自動化技術的發展

國外自動化技術的發展趨勢是系統化、柔性化、集成化和智能化。自動化技術不斷提高光電子、自動化控制系統、傳統制造等行業的技術水平和市場競爭力，它與光電子、計算機、信息技術的融合和創新，不斷創造和形成新的行業經濟增長點，同時不斷提供新的行業發展的管理戰略哲理。自動控制內容發展到對產品質量的在線監測與控制，設備運行狀態的動態監測、診斷和事故處理、生產狀態的監控和設備之間的協調控制與連鎖保護，以及廠級管理決策與控制等；系統網絡普遍以通用計算機網絡為基礎；自動化控制產品正向著成套化、系列化、多品種方向發展；以自動控制技術、數據通信技術、圖象顯示技術為一體的綜合性系統裝置成為國外工業過程控制的主導產品，現場總線成為自動化控制技術發展的第一熱點；總之，世界自動化產業發展勢頭迅猛。傳感器技術、開放式工業過程自動化系統、現場總線技術等自動化技術已形成一定的產業規模，其中20世紀90年代傳感器在美國、日本的市場總銷售額已超過100億美元。

1.4 新時代發展自動化的要求

自動化將在更大程度上模仿人的智能，機器人已在工業生產、海洋開發和宇宙探測等領域得到應用，專家系統在醫療診斷、地質勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農業自動化將成為新技術革命的重要內容，并得到迅速發展。

2 自動化在電氣工程中的應用

自動化控制技術應用廣泛，將其應用到電氣工程中，可以有效提高電力系統的穩定性和可靠性，促進經濟的發展。例如遠程控制技術主要是采用網絡通信技術、電子技術和自動化控制技術，實現對遠程電力系統進行控制，通過控制系統能夠有效脫離時間和空間限制，對電力系統靈活有效的控制等。

2.1 電網調動的自動化

電網調動是電氣自動化的重要組成部分之一，從電網調動自動化的發展歷程來看，從最初的簡單遙測、遙信系統逐步發展到無人值班站監控系統。由此看來，電網調動自動化系統正在經歷一個由簡單到復雜、由低級到高級的趨勢發展。如今的電網調動主要由調度控制中心的計算機網絡系統、系統的服務器、工作站和監視設備等構成，通過電網系統的專用網絡對接，實現對配電網絡的實時監控和管理，主要功能是實現對電力生產工程中數據實時采集和電網實時監控運行的安全分析工作，對電力系統的狀態運行進行分析評估，電力線路負荷進行預測，電力系統的發電量進行自動化控制和評估分析，自動的經濟調度電網并且適應電力市場運營需要等作用。

2.2 發電廠的自動化endprint

從目前的技術條件支持來看，發點自動化技術的主要構成包括動力機械自動控制、自動電壓控制系統、自動發電量控制系統三方面。在我國，根據發電廠的不同運行方式，一般都把國內現階段的發電廠劃分為火力發電廠、水利發電廠和風力發電廠三類。

火力發電廠是利用煤炭石油天然氣等燃料進行工作，他的自動化一般由監控信息系統、管理信息系統、運動系統、繼電保護系統以及數據采集等系統構成。

水力發電廠是利用人的重力或運動勢能作為能量的發電廠。水電廠自動化可以具體分為單機自動化、公用設備自動化、梯級水電廠綜合自動化和全廠自動化等，通過自動化系統的使用，在一定程度上大大提高了水力發電廠運行的經濟性、安全性和供電的質量。

風力發電廠是一種比較新型的發電方式，主要通過風力進行發電。風力發電廠主要由葉片、主發電機、塔架、監控保護以及自動迎風轉向設備等功能組成，通過自動化技術，調整最佳迎風位置，保護監控發電裝置，實現穩定清潔發電。

2.3 變電站的自動化

變電站中自動化技術的應用是指在變電站應用自動控制技術和傳輸技術與信息處理技術相結合的基礎上，通過計算機系統或者電氣自動化裝置代替人工進行各種不同的作業，提高變電站的管理水平和運行效率的自動化控制系統。利用新的計算機設備代替原來的常規設備，不僅滿足了變電站的整體需要，對于整個電力系統都起到了十分重要的作用。

3 自動化在電氣工程中的發展前景

電氣自動化是當代先進科學的核心技術，也是工業現代化的重要標志，他的發展對社會科技進步具有重要意義，因此，我們要時刻展望自動化在電氣工程中的應用前景。我國為進一步提高自身產品，已加大了自主創新的發展力度，提倡研究人員研發更好的并且具有創新的產品，使我國電氣自動化技術得到更好的發展。

此外，我國正在逐步加大對電網的建設，電氣自動化為其繼續發展拓寬了空間。

3.1 智能化的電力設備

一般情況下，電力設備中一次設備與二次設備間距比較大，電氣自動化系統的智能化系統能夠在一次結構設備設計時，將二次設備的相關功能和技術進行設計和實現，對配電網中的電力信號電纜線和控制信號線進行省去，例如智能化箱式變單站控制、智能化開關等等，自動化智能技術主要是針對配電網中的防雷擊，電磁干擾、配電網中的通信信號的傳輸方面等相關內容，對電網實現自動化管理。

3.2 電力調度系統全面的監測

電力調度的發展法向便是要從傳統的檢測逐步轉向動態監測方向發展，可以更好地保證電力調度系統的安全運行，最大化保證系統工作效率。

3.3 建立全面的DMS系統

DMS系統是提高電氣管理水平，適應電力系統自動化技術的發展需要，提高各個系統對設備的保護，進一步保證電力供應，建立科學的處理事故措施，在一定程度上最大限度的減少電力事故所帶來的損失，使管理者能夠全面、準確的掌握電力系統運行狀況，例如電力設備中電流電壓的情況、設備的適應情況等等，DMS系統也能進行詳細的準確計算，真正做到無人控制的自然運行狀態。

5 結語

總而言之，電氣工程中電氣自動化的應用是一個國家經濟發展水平的重要標志，電氣自動化是現代電氣工程的重要組成部分，隨著我國經濟的發展和科學技術的進步，電氣自動化技術得到了迅速的發展，我們應積極關注并吸收國內外先進的技術優勢，為我國的電氣工程自動化技術的運用和發展做出自己的貢獻。

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