電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化探究

摘要：近年來(lái)，隨著科技水平的不斷提升，我國(guó)電氣自動(dòng)化已經(jīng)取得了較、大的發(fā)展，尤其是信息時(shí)代的到來(lái)及新型電力電子器件的大量運(yùn)用，促使我國(guó)電氣自動(dòng)化水平得到了極大的提升。文章主要對(duì)電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)及存在的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并對(duì)其發(fā)展方向進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電氣自動(dòng)化；技術(shù)；問(wèn)題；發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）21-0065-01

在我國(guó)電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化已經(jīng)有50多年的發(fā)展歷程，在電氣自動(dòng)化發(fā)展前期，我國(guó)電力系統(tǒng)中并沒(méi)有得到大力發(fā)展，致使我國(guó)國(guó)電氣自動(dòng)化的綜合能力與其他發(fā)達(dá)國(guó)家存有一定差距。隨著我國(guó)進(jìn)入世貿(mào)組織以后，經(jīng)濟(jì)水平、科技水平不斷提升，電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)愈加凸顯，近年來(lái)已經(jīng)進(jìn)入到新的發(fā)展階段。

1電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

1.1變換器電路的發(fā)展

近年來(lái)電力電子技術(shù)日漸成熟，電力電子元件更新速度得到了極大的提升，基于此，變換器電路也得到了極大改變。在使用普通晶閘管的過(guò)程中，因其具有交流變頻的特性，直流電路在電力系統(tǒng)中其運(yùn)行狀態(tài)一直保持在交-直-交交替變換中。但新型電力電子技術(shù)的出現(xiàn)，如第二代電力電子器件中不再使用普通晶閘管，而是采用了PWM變換器，進(jìn)而提升了電力系統(tǒng)的功率因素，并有效解決了低頻區(qū)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的情況，其缺點(diǎn)主要有震動(dòng)噪音大等。

震動(dòng)噪音大在一段時(shí)間內(nèi)一直是技術(shù)人員難以解決的技術(shù)難題，直到直流環(huán)逆變器被Divan教授（美國(guó)威斯康星大學(xué)）研發(fā)出來(lái)后，才對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了有效解決。直流環(huán)逆變器的出現(xiàn)達(dá)到了電子器件功能靈活轉(zhuǎn)換的目的，實(shí)現(xiàn)了零電流、零電壓情況下的有效轉(zhuǎn)換，并對(duì)開(kāi)關(guān)消耗進(jìn)行了徹底的清除。因此有效降低了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作成本，同時(shí)逆變器尺寸也得到了降低，并對(duì)逆變器的集成化程度有了極大提升。

1.2全控型電力電子開(kāi)關(guān)的發(fā)展

以晶閘管為主體的第一代電力電子器件在20世紀(jì)50年代后期誕生，這種半控型器件的產(chǎn)生象征著自動(dòng)化控制步入到一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。伴隨電力電子技術(shù)的不斷改進(jìn)，形成了系列式、全控類(lèi)型的電力電子器件，其代表性電子器件主要有：GTO、GTR、MOSTEFT，新型電子器件的產(chǎn)生象征著著電力電子器件已經(jīng)更新到第二代。其第三代中最具代表性的電子器件是IGBT。各種電子器件有著不同的的額定電流、電壓和開(kāi)關(guān)時(shí)間，因此每個(gè)電子器件的應(yīng)用范圍也隨著發(fā)生了改變。

可關(guān)斷晶閘管其簡(jiǎn)稱(chēng)為GTO（Gate-Turn-Off Thyristor），又被叫做門(mén)控晶閘管。其優(yōu)點(diǎn)主要是當(dāng)門(mén)極加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)時(shí)晶閘管能自行關(guān)斷，其缺點(diǎn)是在使用過(guò)程中GTO具有極低的關(guān)斷增益，因此需要增加關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路的功率。

電力晶體管可以簡(jiǎn)單稱(chēng)作GTR（Giant Transistor），是一種雙極型大功率高反壓晶體管，因?yàn)榇蠊β实奶攸c(diǎn)又被叫做巨型晶體管。又因其具有較低過(guò)流能力、較小熱容量等原因，在配備驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)電路時(shí)，使用者可以依據(jù)其特性進(jìn)行準(zhǔn)確配置。

1.3智能保護(hù)及綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

依據(jù)電氣自動(dòng)化的發(fā)展要求，我國(guó)該方面的工作人員增強(qiáng)了對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的研發(fā)，在研究過(guò)程中根據(jù)我國(guó)電力自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際情況并借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，并在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中得到了廣泛應(yīng)用。如：人工智能、綜合自動(dòng)控制理論、模糊理論、自適應(yīng)理論以及網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)技術(shù)等，進(jìn)而將智能化應(yīng)用到新型保護(hù)裝置中，極大地提升了電力系統(tǒng)的安全、可靠性。

1.4電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展

電力系統(tǒng)的組成主要有三大部分：發(fā)電、輸電及配電。城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)服務(wù)中配電自動(dòng)化技術(shù)是其最主要地技術(shù)，將電力設(shè)備和電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等進(jìn)行緊密結(jié)合，同時(shí)應(yīng)用配電網(wǎng)遞歸虛擬流算法進(jìn)行潮流計(jì)算，在負(fù)荷預(yù)測(cè)中采用現(xiàn)代人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行計(jì)算。

2電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀

因經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的長(zhǎng)期制約我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展初期并沒(méi)有得到較好地發(fā)展空間。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展中得到了極大地發(fā)展，應(yīng)用范圍也隨著不斷擴(kuò)大。尤其是IEC61131的頒布、OPC技術(shù)的出現(xiàn)和信息時(shí)代的到來(lái)，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，我國(guó)電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了極大地發(fā)展空間。但在電氣自動(dòng)化高速發(fā)展的同時(shí)，也伴隨著諸多問(wèn)題，主要有以下幾種。

2.1電氣自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)差

現(xiàn)階段我國(guó)電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要以Windows NT、Internet Explore作為其系統(tǒng)構(gòu)成的主要技術(shù)，這些技術(shù)在電氣自動(dòng)化的發(fā)展歷程中操作規(guī)范、執(zhí)行語(yǔ)言及平臺(tái)建立都已呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化。隨著科技水平的不斷提升，完善的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)更受企事業(yè)單位的歡迎，因此擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，為維護(hù)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)提供了便利。

2.2分布式控制

分布式控制系統(tǒng)又叫做分散控制系統(tǒng)，在控制生產(chǎn)過(guò)程中由多臺(tái)計(jì)算機(jī)分別對(duì)控制回路進(jìn)行有效控制，又能對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中獲取、集中管理及集中控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用的主要目的就是對(duì)各個(gè)組成部分的運(yùn)行進(jìn)行有效調(diào)節(jié)及控制，并妥善處理線(xiàn)路和設(shè)備、設(shè)備和設(shè)備之間的聯(lián)系。

2.3IEC61131標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

在頒布IEC61131標(biāo)準(zhǔn)之前，因?yàn)槊總€(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商采用的標(biāo)準(zhǔn)都不統(tǒng)一，致使各個(gè)元器件的型號(hào)、使用功能、定義方式都有所不同，自動(dòng)化系統(tǒng)元器件市場(chǎng)亂象由此而生，這種情況的存在嚴(yán)重影響了各個(gè)元器件的應(yīng)用組合，同時(shí)也增加了管理的難度。自IEC61131標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用后，這種現(xiàn)象得到了極大的改善，增強(qiáng)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的使用性。

3電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向

伴隨第三次科技革命的大量應(yīng)用，電氣自動(dòng)化以其獨(dú)特地優(yōu)勢(shì)在電力系統(tǒng)中占據(jù)著首要地位，并得到了廣泛地應(yīng)用。在電氣自動(dòng)化應(yīng)用范圍內(nèi)，不僅能夠和新型科技密切配合，在工業(yè)生產(chǎn)中也得到了大量應(yīng)用。隨著我國(guó)電力事業(yè)的快速發(fā)展，給電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了極大地發(fā)展。

我國(guó)電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化已經(jīng)有50多年的發(fā)展歷程，在電氣自動(dòng)化發(fā)展前期，在我國(guó)電力系統(tǒng)中并沒(méi)有得到大力發(fā)展，致使我國(guó)國(guó)電氣自動(dòng)化的綜合能力與其他發(fā)達(dá)國(guó)家存有極大差距。基于此，隨著電氣自動(dòng)化的不斷發(fā)展，必須依據(jù)我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的具體狀況和電力行業(yè)的要求，結(jié)合發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)和理論知識(shí)，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行不斷革新，實(shí)現(xiàn)我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及科技水平的不斷提升，電力電子技術(shù)日漸成熟，電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是我國(guó)進(jìn)入世貿(mào)組織以后，經(jīng)濟(jì)水平、科技水平不斷提升，電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)愈加凸顯，已經(jīng)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。為提高電氣自動(dòng)化的技術(shù)水平，必須依據(jù)我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的具體狀況和電力行業(yè)的要求，結(jié)合發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)和理論知識(shí)，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行不斷革新，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉海龍.淺談電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].黑龍江科技信息，2010，(6).

[2] 董小震.我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)探討[J].科技風(fēng)，2011，(13).

[3] 張俊.電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的探索[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，(3).