电气自动化的发展趋势以及应用趋势初探

刘东　周晓磊　杨斌

摘要：近年来，随着电力电子技术的快速发展，电气自动化已经在现代生活和生产中发挥着重要的作用。作为一门现代新兴学科，电气自动化已经与人们的生活密切相关，并且发展相对成熟。随着电子技术的快速发展，电气自动化在电力系统中的各方面应用也会越来越广泛。本文阐述的是电气自动化技术在电力系统中的发展趋势及应用进行探讨分析。

关键词：电气自动化；电力系统；未来发展趋势

一、电气自动化的发展趋势

我国经历过几十年的发展，电气自动化技术已经取得了很好的成绩，但是如果要和国外那些发达国家比起来仍旧有着不小的差别，随着我国市场经济的进一步发展，电气自动化技术方面的竞争也因此越来越激烈。所以，我国电气自动化控制技术研发必须结合自身的实际状况，发挥出本身的优势，这样才能在行业中抢占重要的位置。目前，在自动化控制系统运用中，DCS仍然占据着重要地位。

1.半控型晶闸管逐渐被全控型电力电子开关所取代

从最开始使用的第一代电力电子器件（晶闸管），到现在国内一直使用于直流与交流传动的控制系统，直到如今的第二代全控式器件（CTR、GTO）和第三代复合型器件（IGBT、MGT），最后才出现的广泛使用的第四代电力电子器件，不但将主回路的器件，还包括驱动电力、过压过流保护、电流检测、温度自动控制等均集合为整体。

2.由低频到高频发展的变频器电路

高频变频器电路在不改变逆变器提高工作频率的前提下，也能大大降低开关损耗降，从而减小逆变器尺寸的大小，高效的节约了使用成本，使得逆变器在较高功率下实现集成化工作，因此对于直流逆变器电路来说，其发展前景非常可观，发展趋势不容小觑。

3.通用变频器使用规模化

通用变频器指的是使用批量化、系列化、在市场供求较大的中小功率变频器，从变频器使用情况来分析，从最早使用的普通功能型转变成为高功能型变频器，到高动态性能矢量控制型，直到如今的电力半导体器件IGBT，其独特高效的可靠性、操作性、维修方便等优势使得单片控制技术得以进一步提升。

4.计算机电子信息技术推动电力系统自动化发展

20世纪70年代，单片机技术的快速发展和广泛应用推动着电力系统自动化设备的全面发展，在此基础上研发出来的应用软件实现了对实时数据的汇总分类、显示打印等日常操作，然而电气自动化仍存在一些自身的问题，比如：不同厂家的相同设备之间无法相互联系，因为设备与计算机之间的通信方式大多采用点对点的星形连接，因此导致系统的实时性不强和设备配置的灵活性不好，另外相应的工业标准缺乏现象也日益突出。

20世纪90年代，计算机电子信息技术的高速迅猛发展直接导致电网调度自动化系统、变电站自动化技术、配电自动化的水平迅速提升，相对于之前的旧产品来说很大程度上降低了电力电缆和通信电缆的使用量，并且在设备体积方面和占地面积均有不同程度的缩减，节约了大量的经济成本。计算机电子信息技术不但大大提升了系统的技术性能，还不同程度的提高了设备配置的灵活度、交互性、可操作性和可维护性等诸多方面。

总而言之，电气自动化控制系统在朝着不断创新的方向稳步发展，推动事物发展的内在动力是创新，无论在哪方面想要不断地向前发展只有创新。对于电气自动化工程控制系统而言更是如此。只有不断创新才能使电气自动化工程系统更快更好的发展。我国为电气自动化系统的创新发展提供了充足的条件并且在不断的完善相关的法律法规，促进了电气自动化工程控制系统的更好发展。创新将推动电气自动化控制系统朝着更加标准化，统一化的方向发展，标准化将有效的提高工作效率并减少工程的成本。与时间统一化的发展方向对于电气自动化控制系统的发展也是特别有必要的，可以在电气自动化控制系统中构成必要的网络体系，从整体上进行电气自动化的控制。

二、电气自动化技术未来应用方向

1.实时仿真系统

该仿真系统在提供大量实验数据的同时，也可以同时进行多种电力系统的稳态及暂态实验，亦可用来协助检测新设备、新装置，能与多种控制装置配置构成闭环系统，真正达到了为灵活输电系统提供便利可行的实验环境。同时，引进数字模拟实时仿真系统来对电力系统进行实时仿真建模和电力系统负荷动态监测等多方面深层次的研究提供便利条件和软件设施。

2.智能保护技术和综合自动化技术

就目前而言，我国有关综合自动化方面的研究已达到国内外先进水平，研发出来的分层式综合自动化装置完全适用于现阶段各种电压等级电站，可以将国内外的综合自动控制理论、网络通信技术、人工智能、自适应理论等科技研究应用于保护装置中，在此基础上对自动化保护的新原理、新技术、新理念进行科学研究，使电力系统的安全性能得到全面提升，以致新型保护装置的智能控制特点得到了有效的保护和更好的应用。

3.人工智能

非线性问题在电力系统中是普遍存在的，里面的方程式比较复杂，可以应用人工智能技术来解决这些问题。原来的继电保护装置时运用普通计算机，后来运用人工神经网络，因为这种技术跟普通的计算机相比，更加的可靠和稳定。人工神经网络的运行效率特别高，运行过程中速度也很快。另外，还可以实现精确度较高的算法，从而更好地保护电力系统自动化装置。

4.配电网自动化技术

该技术实验所用的模型是国际上最新的标准公共信息模型，高级应用软件与配网实际结合的方法是输电网普遍采用的理论算法，在负荷预测时进行结合应用人工智能灰色神经元算法，而配网递归虚拟流算法是最后进行潮流计算时所采用的算法。配电网自动化技术性突破主要集中表现在中低压网络数字方面、配网模型、配网一体化、高级应用设备等方面，解决了实际操作中在配电网上应用衰耗等技术难题，也正因为采用了新型数字信号处理技术，才使载波接收灵敏度得到了大幅度提高。

结束语

本文主要结合现代电气自动化发展状况的时代背景，对电气自动化控制系统的未来应用发展趋势进行了简要的分析，并就当代的电气自动化工程控制系统及其发展现状两个方面，电气自动化工程控制系统的操作呈现出高度信息集成化特点。集中监控和分布式控制系统是目前电气自动化工程主要的控制系统。最后，本文分别从四个方面分析了电气自动化工程控制系统未来发展趋势。总之，我国电气自动化工程控制系统始终朝着创造创新的方向发展，未来电气自动化工程控制系统仍需要更精尖专业的高素质人才，最后标准化、统一化、精确化也将必然成为电气自动化发展的未来趋势。

（作者单位：国网河南登封市供电公司）

参考文献：

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