电气自动化技术的应用探究

翟庆涛 陈彪

摘要：电气工程及其自动化的触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影。本分探讨了电气自动化技术的应用。

关键词：电气自动化；技术；应用

中图分类号： F407.6文献标识码： A

一、电气自动化系统的现状与发展

电气自动化技术是指电子信息技术和信息技术为主要电气工程相结合的一种应用技术。不可否认，电自动化技术是建立在电子技术、信息网络技术和智能控制技术的快速发展。电气自动化技术作为一门综合性技术，它和控制论、信息论系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系。我国从20世纪90年代以后，利用电气监控纳入分散控制系统实现热工控制协调，标志着电气系统开始进入DCS时代。DAS是早期进入DCS的数据采集系统，主要是在DCS中实现对重要电气开关量和模拟量以及电度脉冲量的状态监视、越限报警和事故顺序记录、打印报表等工作。计算机监控系统也广泛的应用于网络控制室中。然而现阶段的电气控制系统中，电气控制系统还没能取消常规的手动控制方式，电气控制屏还得以大量的保留。不仅无法减少单元控制室的面积，而且也加大了电气控制系统的投资，并没有实现真正意义上的计算机控制。 网络技术和网络可靠性的不断提高，电气控制和电气保护设备也在不断的发展，这些都为电气网络化的实现提供了优越的外部条件。电力系统电气部分的综合化，必将随着自动化网络的不断扩大而实现，并最终归入DCS系统中，从而实现信息资源在全厂范围内的共享，整个电力系统的自动化水平也必然会达到一个新的高度。

二、电气自动化技术的设计原理及现状

电气自动化技术需要结合智能仪器、计算机设备、热能工程知识，来分析控制相关参数。它通过检测、控制管理在生产过程中实现安全、提高产量和质量、增加效率、降低能耗。通过对电气相关机器设备的自动化控制，达到机组自动适应随时变化的效果，确保了安全可靠的生产环境。目前电气自动化技术主要和计算机科学技术进行融合。大多数的电气自动化系统由三部分组成，即测量系统、执行系统和控制系统。在结构上测量系统和执行系统没有区别，都是引入了智能化设备和微处理器。电气自动化技术通过计算机进行远程的操作控制，在现场总线方面，它的核心是计算机操作系统。信息技术被广泛采用到电气自动化技术里的机器设备里。电气自动化技术涉及的设备很多，生产过程有时也很复杂，有时需要面临恶劣的生产环境，例如很多设备需要经受高温、高压、易燃等不利因素的考验。电气自动化控制系统还囊括了自动检测、顺序控制和自动报警等内容。SIS技术在慢慢走向成熟，DCS的迅速发展掀起了自动化建设信息化的新浪潮。单元机组实现了集中控制和电气控制，采用一台单元机组仅安排一位值班工作人员操作，使电气控制、汽轮、锅炉达到整体的效果，这一点，使我国的电气自动化技术水平就会在国际上具有很高的竞争力。发展速度是在提高，随着电气自动化控制新技术的不断采用，有关新原料、新原理和新工艺的传感器和变送器被迅速开发利用。控制系统和控制装置发展的速度日新月异，在实际的生产过程中也要广泛采用新理论和新策略。但是在电气自动化方面也存在着一些问题，比如电气供应器整体控制程度还很低，仪表工艺和单元测量也需要进一步提高，安全监视及相关保护设备的覆盖面很过于狭窄，功能也不是很全，机组自动化调节的投入率不高，程序系统开环利用少，投入使用也少。

三、电气自动化技术的应用

(1)变电站的自动化。有效地控制并且全方位地监视变电站里运用的相关电气设备,其主要特点就在于应用全电脑化的一种装置把以往的常规性的那种电磁式的设备都替换下来,变电站的自动化不仅能够满足该变电站正常运行的操作,还能够作为下面所要分析的电网调度自动化当中一个必不可少的重要的组成部分,更是电力生产的现代化进程中一个十分重要的环节。

(2)电网的自动化调度。这一应用方式主要是由电力系统专用的广域网进行连结,其服务范围包括了它调度范围之内的所有发电厂、下级的电网调度和控制中心以及所有变电站终端的设备等等,它的主要功能是对电力生产的过程当中的实时数据进行采集、分析和监控电网的实时运行是不是安全、及时地预测相关的电力负荷情况、正确地估计内部电力系统运行的状态等等。

(3)电气综合自动化技术及智能化保护。随着我国电力系统当中的自动化保护技术和理论不断的发展,电气自动化的保护装置在诸如综合自动化控制技术、自适应技术、微机技术与网络通信技术以及人工智能技术等等的领域中都得到了广泛的应用,这也使得电气自动化的保护装置逐渐拥有了智能化控制的功效,电力系统的运行安全性能得到了较大的提高。其中,对分层式的综合自动化电气装置的研究和应用更是大大地扩大了电气自动化这一技术的应用范围,令其可以广泛地应用于具有不同等级电压的电站。当前,我国的综合自动化的控制技术及智能自动化的保护技术在相关电力系统当中的研究与应用,均已经达到了国际上的领先水平。

(4)电力系统的实时自动化仿真系统。如今,由于与电力系统当中实时的仿真建模、负荷动态的特性监测等相关的研究在不断地深入和进步,电力系统开始逐渐地引入了实时化数字模拟的仿真系统。现已建成的基于实验室的实时仿真环境具备混合性和实时性的特点,这不但能够为电力系统中暂态的及稳态的实验及时地提供真实而可靠的相关实验数据,还能够结合多种电力控制的装置形成相对封闭式的一个闭环类型的系统,为研究人员对新装置进行实验测试提供了一个良好的条件。

(5)人工智能技术在电力系统当中的广泛应用。在电气自动化技术不断的发展过程中,专家系统、进化理论以及模糊逻辑等成果已经被广泛地应用于我国的电力系统和其元件之中,比如,电力系统当中的运行分析、基于系统整体的规划和设计、系统内元件的故障排除之类。此外,随着电力行业不断的发展和变化,电力系统当中有关智能化控制的理论研究也越来越多,这不但有效地提高了现代化电力系统的整体智能化水平,更在很大的程度上增加了电力系统整体运行的安全性、稳定性以及可靠性。

(6)电气自动化在配电网系统中的应用。在电力系统配电网中应用的电气自动化技术所采用的电气信息模型是达到当前国际最新的一个公共标准的模型,在输电网中运用的理论算法所采用的是将配电网实际和高科技的应用软件相结合的一种方法,而在负荷的预测过程当中则是采用人工智能的灰色神经元的理论算法与之相搭配,最后,在潮流计算的环节中使用了配电网整体系统的递归虚拟流的理论算法。这和传统的技术相比,其最大的创新之处主要是体现在了高级的现代化的应用软件与配电网的信息一体化以及中低压的数字化之类的方面,它不仅克服了电气载波在应用的过程当中的递减衰耗和路由相关的技术瓶颈,也大大地提高了整个电力系统在载波接收方面的准确度及灵敏度。

结束语

当今社会经济发展迅速，电气自动化技术也要跟上时代的步伐。电气自动化技术是朝着智能化、高速化、高效化、一体化以及操作透明化方向发展的。现代科学技术在自动化方面的应用，大大拓展了电气自动化技术的发展空间，也更新了电气自动化调节系统的指标。电气自动化技术的合理应用，将完成机组运行监控维护的高效处理，降低电气自动化技术的能源消耗量，提高电气自动化技术的整体工作效率。

参考文献

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[2] 董娜,李函霖. 电力系统中电气自动化技术的探索[J]. 科技与企业, 2011,(07) .