電氣工程及電力系統自動化的發展研究

潘衛新

摘要：新時代背景下，電氣工程與社會經濟發展息息相關，另一方面，隨著信息科學技術的不斷發展，自動化發展研究的研究也進一步深入。電氣工程與自動化發展研究任何一方對時代的發展都具有重要推動作用，因此，對電氣工程及其自動化發展研究下的電力系統自動化研究就顯得格外必要，使電氣工程與自動化發展研究結合，能夠有效提高電氣系統工作效率，同時又使得自動化發展研究理論系統得以拓展和完善。

關鍵詞：電氣工程;電力自動化

引言：隨著社會經濟的不斷發展，電子信息技術越來越受重視，電力市場的競爭也更為激烈，為了滿足用戶對用電質量更高的要求，電力企業順應時代潮流，利用數字信息技術引入自動化模式，實現了電力系統自動化。提高了電力企業的核心競爭力，使得電氣工程以一種嶄新的面貌蓬勃發展。以下筆者將就電氣工程及其自動化發展研究下的電力系統自動化發展進行研究。

一、電氣工程自動化發展研究與特征簡述

對于電氣工程的解釋，傳統上將其定義為用于創造產生電器與電子系統有關領域的統稱，但這個定義涵蓋的范圍過廣，隨著科學技術的快速發展，新時代對電氣工程的定義已遠超過上述定義的范疇。當今電氣工程更被理解為與所有電子、光子有關的研究課題。電子技術的蓬勃發展推動了以計算機網絡為基礎的信息時代的到來，在人類的生產生活領域都產生了深遠的影響，并將繼續活躍在未來相當久的時間段。

自動化發展研究是指與控制論、信息論、系統工程、計算機技術、電子學、自動控制等緊密相關的綜合性技術，其中控制論、計算機技術是自動化發展研究的核心與精髓。自動化發展研究產生于十八世紀八十年代，自英國第一次工業革命蒸汽機出現在歷史舞臺上，人類步入了使用蒸汽機的時代，蒸汽機的運行主要依靠其中的離心調速裝置，這也是世界上最早的自動化機器[1]。二十世紀四十年代，美國數學家維納打破自動調節、計算機等領域的界限，使這些學科相互穿插，相互滲透，于是催生出了控制理論，為自動化發展研究奠定了基礎。與此同時，維納總結并提出了反饋控制原理，在自動化發展研究的研究上始終是不變的信條。

二、電力系統自動化發展研究應用現狀

1.電力系統自動化發展研究在控制系統中的應用

電氣系統自動化發展研究在控制系統中的應用主要以分層分布，相互協調的模式進行，執行自動化命令的一般為主次計算機監控網絡。舉個例子來講，變電站里變壓器的正常運行和自動維護就是采用上述分層分布，采用相互協調的模式，首先將被監控的區域氛圍設置現場設備層、現場監控子站、分控中心層、總控中心層四個層面，這是對“層”的設置，緊接著在對控制系統進行管理時充分發揮實現布置好的主次計算機網絡，將多種功能計算機綜合使用，相互聯系，使之形成冗余狀態，在這種情況下即使有一臺計算機因意外發生故障，與其組合形成計算機系統的其他計算機便會迅速代替其位置，發揮功能，保證電力系統的工作效率。事實上，在變壓器運行于維護系統中的每一層面都可看作是更小規模的自動化發展研究應用，其作用機理與上述相似[2]。

2.電力系統自動化發展研究在運輸系統中的應用

電力系統的信息自動傳輸系統又被稱為遠動系統。顧名思義，其功能便是實現控制中心與發電廠變電站間信息傳輸的實時性與準確性，保證電力傳輸效率。這之中的自動傳輸系統由遠動裝置與遠動通道兩部分組成，遠動通道的形式有微波、載波、聲頻和光導通信等多種形式，遠動裝置按功能分為遙測、遙信、遙控三類;按組成方式可分為布線邏輯式和存儲式，這兩種方式的不同在于前者是以實際的電路連接實現電力控制，后者則是由中樞計算機控制，整體協調電力輸送過程中的問題。而自動化在后者的表現更為明顯。

3.電力系統自動化在事故裝置布置中的應用

電力系統自動化在運輸系統中的作用主要為反事故自動裝置，即防止電力系統的事故及電氣設備運行過程中可能出現的安全隱患。通常分為兩種類型：繼電保護裝置和系統安全保護裝置。兩者的作用理念均為產生保護作用。

三、電氣工程自動化發展研究下的電力系統自動化發展

1電網調度

當代信息技術不斷發展，電網的調度系統由傳統人工控制轉變為計算機程序化控制、全方位監控，這包括實時收集、整理信息，實現數據的匯總，以便后續進行計算、研究、調度和分配等工作的進行。負責發電廠和變電站信息收集工作的部分稱為遠動端，位于調度中心的部分稱為調度端。整個系統由靜態狀態估計、自動發電控制、自動電壓與無功控制、負荷預測等系統構成。變電站是電力運輸必不可少的環節，自動化發展研究的投入使用，打破了傳統通過電纜實現電力的整合匯總與再分配的局面，使得電力運輸的效率擴大數倍。與此同時，電力系統自動化在避免故障發生，以及突發情況下的應急措施方面也表現的相當優秀。

2.火力發電

電力自動化系統在火力發電方面的應用如下：第一，場內機、爐、電運行設備的安全監測。包括數據采集、運行狀態監控、高強屏幕呈現、自動報警及故障自檢等方面;第二，由中樞計算機實現對整個輸電過程的控制;第三，輸電過程中的經濟分配及選擇;第四，輸電時的母線電壓控制及功率的增減控制;第五，自動化發展研究在實現控制和調整功能時有兩種功能方法，首先是計算機輸出通過附加模擬調節器實現間接控制，另一種方式為計算機通過對附加設備輸入命令實現對系統的直接控制與調整。

四、電力系統自動化建設的發展前景展望

第一次工業革命時期我國由于封建落后的政治制度及國民思想，未抓住大好時機發展民族經濟，因此我國電力領域起步較晚，相較于發達國家，我國電力系統自動化發展研究仍存在一定不足。但近年來隨著我國經濟不斷發展，推動信息數字技術飛速提升，電力工程自動化的發展前景自然也是一片光明。

1.在變電站應用的創新與改革

當下變電站中仍離不開人類的身影，但隨著電力系統自動化的應用，我們可以大膽設想變電站的無人化工作模式，這樣一來便減少了當地政府的開支、也減輕了人力、物力等的一系列負擔，相較于人類，由計算機實現控制的自動化系統更為精確、效率高，減少了變電站在計算和分配用電時的誤差與意外，因此，電力系統自動化仍有較大的發展空間。

2.應用于電能表

當下電能表的讀取主要依靠抄表人員挨家挨戶記錄、匯總，這是一項浩大的工程，且不說抄表過程中抄表員可能與客戶發生的矛盾，單是每棟樓電表的讀取對于抄表員來說也是身心俱疲，這樣的情況下數據發生錯誤的概率便會增加。而自動化發展研究的使用此時就顯得輕便準確。

五、結束語

綜上所述，電力工程自動化發展研究蓋范圍較廣，能夠全方位的促進社會經濟的發展，電力產業是一個國家的基礎產業，電力產業技術反映是國家科技水平的寫照。針對電力系統自動化建設，仍待各領域專家深入探討。

參考文獻：

[1]展宗波，趙健.電氣工程及其自動化發展研究下的電力系統自動化發展研究[J].山東工業技術，2016（11）：177-178.

[2]潘正昊.電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展分析[J].科技創新與應用，2017（10）：215-215.

[3]董恩奇，劉量，徐銘陽.電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展分析[J].四川水泥，2017（3）：206-206.