电气自动化技术在电气工程中的应用探析

内蒙古工业大学 樊雅文

电气自动化技术是运用了自动检测功能和自动控制功能的综合性装置体系，对电力系统能完成远程调节控制和信息监控等功能，在技术发展的背景下信息化技术会逐步渗透至原有的电力工程中，确保其工作效率持续有效提升。电气自动化技术需要自动化的电脑配置和相应技术进行协调，同时在电气工程的实际应用中，电气自动化技术也要坚持最大限度满足生产的基本需求，要求具体的设计方案要尽可能简洁经济，要处理好结构内部的关系，最大程度的保证电力系统在高效稳定安全的状态下进行运转。

1 电气自动化技术

1.1 电气工程自动化控制的主要设计理念

电气工程自动化控制设计是为集中监控服务，集中监控的优势在于它可将各个节点的信息内容进行统一的整理和分析，对整体的运行状态能够有一个完整的评估，由于设置了多种传感器并同时运行，所以当相邻部位的数据同时出现波动就可互相验证，减少了由于机械故障而产生偶然数据波动的情况，为系统做出正确判断提供更多的依据和参考[1]。

由于是集中监控所以能够集中相应的资源，对于出现问题的区域和环节能够做出更多有效的处理，实现了系统运行方式和维护方式上的简易处理，在实际操作过程具有非常重要的意义。实现了对大量数据进行实时监控并给出操作人员具体维护和控制的对象。集中监控减少了由于监控对象数量少产生的局限性影响，且不同监控对象的数据信息能够互相佐证、互相借鉴，减少了偶然事件和外部环境影响所造成的干扰，让系统的判断更加全面准确。与其他系统相比使得系统在设计时更加简单，系统运行过程中集中化的理念始终会作用于具体的操作，同一处理器就能够处理系统中所有的内容，发挥了处理器强大的运算潜力，也节约了资源避免了重复设置。

1.2 远程监控式应用

电气工程使用远程监控从空间和时间上都具有非常重要的意义，首先从空间上可大幅降低电缆的占地面积，从而降低电缆采购、安装、维护的成本，而且安装便捷、省时省力。远程监控设备经过多代的发展迭代已非常成熟，在执行监控任务时能长时间处于稳定的工作状态，内部结构在一开始就预设有远程监控兼容模块，能带来更多功能的拓展，可广泛应用于电气工程的自动化控制，且能在空间和时间上为控制人员的具体工作内容提供更多样的方案，便于工作人员及时收集掌握全局的运行状态。

远程监控也具有一定的缺点或是限制，就是它对通讯网络极为依赖，如通讯网络速度不能达到系统应用的正常水平，整个通讯网络的信息传递就会非常缓慢，而且由于信息通信是及时进行并实时处于在线连接状态的，所以产生的数据量非常大，对于如此大体量的信息进行及时的收集、传输、处理、整理、分析是需要专业硬件设备和经过优化过的系统网络才能实现的，对于一般体量较小的企业难以承接如此复杂系统的运营维护。所以一部分企业除了远程监控系统之外，还会选择其他的辅助运行系统用于解决一些具体的问题[2]。

1.3 现场总线监控式的应用

现场总线监控式具有较强针对性的设计理念，根据不同的架构和功能进行专门的设计，该类监控系统具备的优势在于它既可兼顾远程监控的优点，让工作人员的工作环境和工作时间变得更加灵活，同时也可减少隔离设备数量，节约了安装维护的成本和时间，所以整体设计安装操作都较为方便，是一种理想的过渡阶段选择。

2 电力系统中电气自动化技术的发展

2.1 综合自动化技术与智能保护

随着电力系统自动化保护理论的不断发展和相关实践的经验总结，电气自动化保护装置在适应性和人工智能技术的不断加持下，也实现了更多功能的开发和应用。目前综合自动化技术在综合自动控制技术、微机技术和通信网络技术方面都有了深入的发展，这些技术的不断演进和升级，使得电气自动化保护装置拥有了更加智能的控制枢纽，实现了功能的拓展，电力系统运行的安全和稳定也有了更多的保障，提升了电气自动化技术的应用范畴，能够更加广泛的应用于不同电压等级的电站，我国目前综合自动化控制技术和智能自动化保护技术，已经投入了一定规模的实践应用，在应用过程中数据反应良好，具体的管理模式和内部结构已经处于国际的领先水平。

2.2 电力系统自动化实时仿真系统

随着电力系统中实时仿真建模和复合动态监测相关研究工作的不断深入和成果取得，电力系统逐渐引入了实时数字模拟仿真系统。该系统最大的特征在于具备实时性和混合性的特征，可为电力系统的暂态实验和稳态实验提供同样可靠真实的数据，也可与多种电力控制装置间形成闭环系统，为研究人员对特定环境下装置的实践性能和测试提供相应的条件。过去这样的仿真系统由于技术的限制迟迟无法形成，导致研究人员想要对一些特殊课题进行研究时只能通过理论推导的方式来进行演算，而这种演算过程即使考虑再多的影响因素，在实际过程中也必然会出现偏差，影响到结果的准确性。而这种仿真建模的形式能帮助研究人员以近乎真实的状态了解到该结构在真实作用条件下的各类影响和反应，得出最为可靠的数据变动记录，并将这些记录用于持续完善系统改进过程，提升设计的完成度和准确性。

2.3 人工智能在电力系统中的应用

随着电力系统网络的不断扩展，需进行管理和控制的数据源数量以及规模在日渐膨胀，面对大体量数据运算管理工作，传统的人工机械管理方式已无法应对当前的控制规模。人工智能是基于机器学习的方式对某些特定的程序和逻辑进行控制掌握，人工智能的加入对于电力系统的控制和管理会带来颠覆性的影响。

首先人工智能会逐渐取代传统的人工干预控制，在实践过程中，人脑由于受到精力和疲劳的双重影响，工作一段时间后运算能力和准确性就会出现大幅度的下降，而这种明显的控制能力下滑会直接影响到对于电力系统的正常管理。由于电力控制工作是一种机械式的对照式管理，只要对其内在的逻辑或是因果影响关系有一个认识，就可在合适的时间以合适的指令完成适合的动作，从而达到对电气系统进行控制的目的。人工智能在进行电力系统的自动化控制管理学习过程中并不需花费太长的时间，就可以掌握其中的逻辑关系，只要对各类正常数据信息和异常数据信息进行比对学习，然后再在其程序中加入不同编程，让其能够根据数据变动情况进行自我分析，达成对数据结果的运算表达判断不同类型数据波动情况所代表的含义并对其进行相关的控制。

人工智能的加入，使得电气自动化控制中心的运算速度能够得到进一步的提升，且控制中心的管理权限和控制范围会进一步提升，原来由机械辅助管理控制的区域可以完全交由人工智能进行，全面掌握电力系统的运行分析、系统元气件的故障检查和排除，以及系统整体运行状态的判断都可以由人工智能来进行。随着电力行业的不断发展和升级，其自动化水平会不断提升，标准控制会越来越广泛，人工智能控制理论的相关研究和实践也会越来越多，未来电力系统的控制必然是以人工智能为主导。

3 电气自动化技术在电力系统中的具体应用

3.1 变电站及配电自动化的应用

变电站自动化技术是采用通信技术、计算机技术、电子控制技术和信息处理技术，完成对正常工作信息的识别和判断分析数据特点，完成相应的指令控制实现对二级设备的优化设计和组合，减少过程中人工控制的参与程度，提升内部信息处理的效率，节约人力成本，保证系统运行分析处理的连贯性，减轻配电站人员的劳动强度，并且提升了配电站人员的安全保障，使得整个系统能够在同一套控制体系下进行运转和监督。

3.2 在电网调度自动化中的应用

在电力工程中，电网的总调度能够通过显示器和计算机服务平台直观展示出来，根据电力工程电网当前的运行状态和数据波动情况，进行实时的数据分析，监控电网的工作状态，通过各自系统传送的数据信息对发电状况进行掌握，同时对整个电力工程的系统运行稳定进行评估和预测，减少电网运行过程中出现故障的可能性，通过电气自动化技术做出最快的判断和干预。

综上，电气自动化是我国电力工程未来发展的一个必然趋势，我国的电力部门在未来还会强化电气自动化技术的投入和研发，为我国电力事业的进一步发展提供扎实的理论和技术基础。