電氣專業論文電氣工程自動化應用與展望
前言
當前經濟發展速度較快，社會生產和生活的節奏也在不斷加快，各類以電力為能源的設備對于供電系統的要求不斷提高，諸如生產企業、建筑企業等，大功率、長時間、變性大的用電為電力行業的日常管理和運營帶來了前所未有的挑戰。新時期的供電企業必須考慮如何對自身的實際操作進行改進，大力發展信息化建設，才能應對社會發展下的各種需求，實現自身的當代價值。據《中國電力配網自動化產業發展現狀及十三五規劃研究報告2016-2021年》反映，我國當前電力行業自動化水平較低，資金投入不足，自動化效果仍需提高，這就意味著當前電力行業的發展要想與世界接軌，就必須加大自動化研究和建設力度。
1.電氣工程及其自動化的特點與意義
1.1特點
電氣工程及其自動化的特點在于利用了先進的信息科學技術，對電力系統的控制實現了效率提升和成本節約，主要表現為：①通過對控制方式的設計，研發了配套與電氣設備運行相匹配的系統，提高了設備管理與運行的合理性，同時增強了配電網的可靠性及穩定性。②通過自動化技術的支撐，實現了對電力設備的高效利用，而在適用自動化技術的過程中，對原來的配電網進行合理整改，選擇一些節能、高效的新設備，減少了在電能傳輸時的耗損。③通過設計和控制合理的電能參數，對符合進行控制，針對一些特殊情況可自動采取可變性的節電措施，同時減少了相應設備在配電網異常情況下的損壞幾率。
1.2意義
我國現代經濟的發展有著兩個重要的特征，即工業化和產業化，大規模的集成化生產設備對能源要求較高，例如大型的流水線生產機械、工程施工中的`各類設備等，可見電力能源關系到社會基礎經濟與建設。在信息技術革命時代，倡導和重視電氣工程自動化發展，實現電力生產與運營的自動化監管，促進各項設備高效運行，是電力企業與時俱進的表現，也是對電力企業核心競爭力的一種強化。可以說，電氣工程及其自動化的使用水平，是電力企業現代化的一種標志，對于電氣走出傳統邁向全面工業化有著重要意義。
2.應用現狀
現代電氣自動化主要采用集成——分管的方式，一定程度上實現了電力企業的信息化管理。在控制方面，通過總控制系統對子系統及相關設備進行動態監控和管理，通過匹配實時信息與預設目標實現自動調控，促進了系統資源的有效配置，針對一些其他復雜的需求，能夠以軟硬件系統調整的方式進行體現出不同的功能。在系統結構方面，采用通用化的設計，將企業管理系統與設備管理進行連接，實現了高效通訊，提高了企業管理的效能。主要適用的技術與系統如下：
2.1信息集成
信息集成技術是電力系統控制主要使用的技術，該技術具有較強的實用性，且短時間內不能被完全取代。從整體統籌上來看，通過對信息網絡的建設，企業能夠對實際的環節和場景進行數據采集，以圖像、視頻的形式進行實際監控，對于一些設備運行或電能傳輸狀態，也可以通過特定的數字信息進行反饋，此外不僅是生產環節，對于人力資源、財務信息、資源狀態等都能夠通過一個綜合平臺進行信息的整合和分析，有助于企業進行全面的管理。從縱向單一管理來看，集成技術有助于企業運用通訊設備與實際的設備、系統之間形成關聯，能夠對單一某項管理工作進行綜合調度，增強了業務能力。
2.2系統語言
在長期的實踐和研究中，為了提高檢修維護的效率，采用IE與WindowsNT為主要系統語言，基于這兩種系統語言的特點，使管理平臺更為標準，統一了操作規范和專業技能，管理更為便捷。而PC系統在電氣自動化系統中的運用，將管理界面變得更加直觀便捷，利用PC對電氣化系統進行操控，不僅能夠快速地對系統中的異常情況進行掌握，同時還能夠及時地采取應對措施，減少故障排查和維護的時間，從而提高生產效率。此外，采用PLC技術對電網數據進行采集、分析、整理及傳輸，通過將模擬數據與實際數據之間的比對和轉換，對電力系統進行可變性智能控制，其中模擬閉環是控制中最具特點的，可實現對整個電力系統的有效調節。
2.3電網適用
①以計算機和信息技術為依托，對整個電網進行監控和管理，采用分級別的自主調動方式，實現以行政區域為分級的地區電網調度模式，依靠電氣自動化技術不僅可以對大范圍的電網狀況進行掌握，同時還能真對單一區域內的電網根據實際需求進行專門調度。該技術目前主要是依據實時監控數據來運行。②在電網的改造建設方面，配電系統發生了較大的變化，采用了配電主、子站和光纖終端三層式的結構模式，確保了通訊質量。通過自動化技術，將配電轉化成為一種數字信息，進而快速下到端點，直接控制設備產生功能變化，整個過程通過預設程序完成，提高了配電效率和質量。③由于變電站工作最為復雜，電力處理量最大，因此使用自動化技術最多，主要是防止操作失誤和提高能效，通過關聯各項設備并進行分類，實現了同時監控、同時管理、高效運行和快速維護，減少了人力工作的負擔，提高了能源質量。
2.4綜合自動化
一方面，依靠自動化技術將設備監控、管理、故障排查、維護等進行串聯，實現一體化的操作，這就對整個管理系統提出了一體化要求，通過對系統的精密推演和設計，讓系統替代人對完成工作，很大程度上實現了智能操作過程。另一方面，由于實時通訊和控制技術的支持，因此可以支持暫時與穩定兩種狀態同步存在，因此能夠組建一個仿真的試驗環境，以滿足技術人員的試驗需求。
3.未來展望
3.1智能技術的發展
智能技術可以說是自動化技術的升級，追求電網智能控制和保護對于電力企業未來發展意義深遠。基于此，應加強研究和學習，主要是利用人工智能、模糊控制技術、信息通訊技術、電腦技術等為支撐，對控制系統進行不斷升級，根據電網運行環境及相關設備的屬性針對性地對系統進行調整，提高電網運行的可靠性，并且確保控制技術能夠具備更強的適應能力，在各種電壓、負荷情況下其工作能力不會發生削減。例如分層式的綜合自動化裝置的研發和使用，就是在我國研究人員在多年的研究和實踐過程中自主研發的，它突破了原來的技術限制，具有更強的實用意義。因此在未來的發展道路上，加強自主研發，積累各項經驗必不可少。而智能技術最終的目的就是最大限度地提高運行效果，減少人力工作的負擔。
3.2配電網自動化的完善
目前我國關于配網成型、中低級的網絡數字和信息配網的一體化等方面的研究取得了不俗的成果。其中，采用高級的應用型軟件，通過輸電網理論算法對配電網真實數據進行處理，再通過人工智能進行負荷運算和預測，多方面保證了計算結果的準確性和計算過程的快速性。該模式下，信息的傳遞變得更為精準，增強了控制系統的實際效果。而未來發展中，肯定還會對該方面進行深入研究，主攻方向是討論如何綜合設計計算方式，簡化其中的某些步驟，使計算和數據信息的處理及指令信號的傳輸更加快捷。
3.3管理平臺建設
①關于大型綜合性平臺的構建。需考慮平臺在功能和范圍上的突破，例如互動功能，及平臺可與外部用戶關聯，通過平臺交互電力供求信息，企業能最快掌握用戶實際需要，從而預設供電指令，以確保滿足用戶要求；集電力企業所有管理于一體，在系統中區分日常管理、技術設備、企業狀況、人力資源等多個區間，各個區間之間又互為關聯，能夠方便各方面的統一調度；對單獨項目進行縱向全面控制，即流水線式的監督和控制，所涉及的內容須全面，信息傳輸和反饋功能可靠。②對仿真系統進行開發，著重研究負荷動態建模和仿真實時建模兩種，即創設電網數據數字模擬實驗環境，以提供實驗保障。
4.總結
電氣工程及其自動化相關技術在發展和適用的過程中，逐漸出現一些瑕疵，這些小瑕疵就是推動該技術不斷發展的根本，雖然目前已經擁有相對成熟的系統和匹配技術，但是在未來社會中，電力行業不斷發展以及電力系統基礎性能的不斷提升乃至于電力系統本身新功能的出現等，都要求自動化技術還要不斷研究和完善。目前看來始終堅持高效、安全、專業的原則對自動化技術進行改進是必不可少的。
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