電氣工程及自動化技術在電力系統中的應用分析

臺志強

[摘? ? 要]電力是我國經濟科學發展的重要能源，是我國經濟的骨干力量，在社會經濟發展中具有不可或缺的作用。隨著電力系統的重組，電力市場的競爭加劇，對電力供應的需求增加，對電能質量的需求增加，對電力效率的需求增加。促進電氣工程和自動化技術在電力系統中的應用，促進自動化電力系統的形成，能夠提高能源效率和質量，減少業務資金，為電力運營提供可靠的保證，在市場中提供競爭優勢并滿足新市場的需求。電氣工程和電力系統自動化的應用可以實現連接功能的自動化，包括電力分配、安全分析、數據收集、發電、電壓控制和能源機械。對工廠設備進行機械檢查、改造、管理和處置，降低電力運營成本，降低設備故障率，通過智能自動化解決方案替代現有的手動發電過程，大幅度減輕了勞動強度并提高了能源效率，為電力公司提供了社會和社會效益，保證了我國電力工業的可持續發展。

[關鍵詞]電氣工程;自動化技術;電力系統;應用

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–0–03

Application Analysis of Electrical Engineering and Automation Technology in Power System

Tai Zhi-qiang

[Abstract]Electricity is an important energy source for my country's economic and scientific development， is the backbone of my country's economy， and plays an indispensable role in social and economic development. With the reorganization of the power system， competition in the power market has intensified， the demand for power supply has increased， the demand for power quality has increased， and the demand for power efficiency has increased. Promote the application of electrical engineering and automation technology in power systems， promote the formation of automated power systems， improve energy efficiency and quality， reduce business funds， provide reliable guarantees for power operations， provide competitive advantages in the market， and meet the needs of new markets need. The application of electrical engineering and power system automation can realize the automation of connection functions， including power distribution， safety analysis， data collection， power generation， voltage control， and energy machinery. Perform mechanical inspection， transformation， management and disposal of factory equipment， reduce power operating costs， reduce equipment failure rates， and replace the existing manual power generation process with intelligent automation solutions， which greatly reduces labor intensity and improves energy efficiency. The company provides social and social benefits and guarantees the sustainable development of my country's power industry.

[Keywords]electrical engineering; automation technology; power system; application

電力系統的發展在人們的生活中起著十分重要的作用，面對日益發展的電力系統，電氣工程自動化的發展也被提上日程，究其原因，電力系統與電氣自動化是相輔相成的，電力系統的進步推動者電氣自動化的發展，電氣自動化進一步發展助力電力系統的轉型。二者相互促進才能給予人們更高質量的生活，滿足人們對于高質量服務的向往。尤其是近幾年“互聯網+”時代的到來，電氣自動化的發展迎來了新的高峰，電氣自動化企業不斷增加，政府不斷提高補貼，都表示在未來的一段時間內，電氣自動化市場發展前景一片大好。

1 電氣自動化技術的運作理念

電氣自動化技術的出現和應用是我國工業現代化的重要標志，同時也是現代科技自動化發展的重要基礎，為現代化工業的大規模生產提供了堅實的技術支撐。電氣自動化技術的核心就在于總線、遠程和監控這3個方面，著重在于對工程整體的自動化控制和動態化協調，同時也有數據儲存和自動化分析的功能，是一種全新的數據處理系統。

在現代發電系統的運作過程中，電氣自動化技術的應用主要是分層分布式計算機控制系統，如管理層分類上下多層時，就會結合遠程通信管理協調和限制報警等軟件自動控制系統，管理人員就能通過計算機自動化控制系統數據的輸入和輸出，基于此精準操作發電系統，從而實現對發電系統的整體自動化精準控制。

2 電氣自動化控制技術的特點

2.1 普適性

電氣自動化控制技術具有普適性特點，能實現多技術層面的覆蓋應用，大大提升了工藝環節的連續性，并打造了較為合理且有效的技術框架。針對較為復雜的工藝流程，因為生產過程中涉及的突變因素和不確定因素較多，會對生產效果產生影響，所以需要借助電氣自動化控制技術打造更加匹配的控制方案。制定控制方案的過程中，在綜合考量多方面因素的同時，要制訂更加具有針對性的生產作業計劃，以達到全面提高產量和產品經濟效益的目的。

2.2 依賴性

因為電子信息技術不僅能有效提升控制方案的運行效率，而且能輔助企業開展自動化工作，所以電氣自動化控制技術對電子技術具有較強的依賴性。在電氣自動化控制技術應用過程中，可以利用采集傳感器獲取信息數據，然后匹配信號處理控制器完成相關工作，從監控運算環節到最終結果執行環節的整個工作流程中建立完整的自動化控制流程，以維持電氣自動化控制技術方案的綜合應用效果。

2.3 安全性

電氣自動化因為全程都需要高效率的電子信息技術來進行計算與工作，而高效率的工作建立與完善的遠程監控系統上，通過全新的科技信息化工程與智能控制技術，信息處理技術，這些技術通過發射器發送至工作人員的通信設備上，讓工作人員可以隨時隨地掌握電氣自動化工程中出現的問題。相較于傳統的電力系統，全新的科技數據庫讓其擁有更高的計算工作能力，在一些意外情況發生時，工作人員只需要緊急制動便可以關閉全部工作流程。每一個環節上都有傳感器來提示問題，讓工作人員面對故障時可以迅速發現并統一集中地有效處理問題。這些智能信息技術在運作工程中都大大提高了電氣自動化的預警以及控制能力，使得電氣自動化工程的發展以及運行能力顯著提升。

2.4 便捷性

電氣自動化對于我國現代化建設和發展都有著極為重要的意義，隨著現代科技不斷發展人們對于生活便捷需求性也逐漸增加，在樓層建設中，電梯電氣自動化控制可以方便人們出行和工作;在企業生產中，電氣自動化不僅可以實現提高企業生產效率還能增強企業生產精準度，達到減少人力成本支出提高企業效益的目的;在運輸行業中，電氣自動化能夠直接提高企業生產效率，最大限度地降低生產成本。

3 我國電氣工程及其自動化的發展現狀

3.1 電能運輸的穩定性

電能運輸作為連接發電廠和用戶的橋梁，其正常運行與否直接影響著供電的可靠性。目前，我國的發電方式有火力發電、水力發電、核能發電、風力發電、太陽能發電，主要發電方式仍以火力發電為主，而新型清潔能源將成為未來主要的發電能源。由于各類能源地域分布不均。

例如：煤炭資源主要分布在西北、華北地區，水力資源主要分布在西南地區，而電能的消費中心主要集中在我國東部、南部和東南部。這就決定了我國電能不能做到就地平衡，大電網、跨區域輸電是我國電網發展的必然。高壓直流輸電因其日益提高的可靠性、經濟性在我國跨區域輸電工程中得到廣泛應用。目前，我國已經建成淮東-皖南±1100 kV特高壓直流輸電工程，進一步提高了電能輸送的效率和穩定性。但直流輸電技術的應用使電網的構成和運行方式都變得更加復雜，這也對電力系統的調度提出了新的要求。

3.2 優化了傳統的電力系統技術

電力工程和自動化技術在電力行業中的應用改變了傳統的配電和管理實踐，促進了電力行業的發展，并提高了能源效率和質量。對于傳統的電力系統技術，突波變化、電壓閃變、低頻以及其他對能源穩定性和質量的負面影響，無法保證電能質量。電能質量差會導致一系列異常電壓和低壓等問題，電氣工程與自動化技術的結合可以解決。實時監控和自動電力系統電壓功能以及電壓、電流和頻率的實時控制，可以提高電能質量。電氣系統的自動化不僅可以提高能源質量，還可以確保系統安全運行，并縮短維護時間。從傳統技術的角度分析，電力系統經常發生故障，導致大規模停電，長期低效的停電以及長時間的停電，對人們的生活和工作造成負面影響，還可能危及人身安全或造成設備損壞。

3.3 電氣技術的智能化

通信技術、傳感測量技術、自動控制技術以及能源電力技術是當前電氣智能化的核心技術。智能化的技術手段在電氣技術中的應用，進一步提高了電網維護過程中的安全性，減小了運維成本，同時也是標志著我國電氣自動化邁入了新的臺階。電氣技術的智能化已廣泛應用于電能的輸送、電能的分配、電能的檢測系統中。例如，當電能輸送網絡發生故障時調度中心將收到大量的信息，這其中包括很多不確定的信息（自動保護裝置的拒動、誤動以及信息畸變或者丟失等），因此，調度人員很難根據這些信息判斷輸電線路故障的類型和具體的故障位置。基于這一問題，國內外專家學者提出了專家系統、粗糙集理論、人工神經網絡、模糊集理論、貝葉斯網絡、Petri網等，其中不少方法應用到實際工程中，并取得了顯著的成果。

4 我國電氣工程及其自動化的問題

4.1 能源消耗過大

電氣自動化技術是離不開足夠的能源支撐的，但是由于過多的運行環節以及工作系統，使得電氣自動化工程的發展對于能源的消耗是十分巨大的，也是電氣自動化所面臨的主要問題，而造成這類問題的原因主要有兩方面。

（1）工作人員對于電氣設備的選擇存在許多不合理性，許多的人員在選擇電氣自動化設備時，總是追求工作的高效率反而忽略了設備的能源消耗問題，從而使得工程設備的消耗能源要遠遠大于國家要求的排放標準，不符合我國近幾年推出的綠色經濟發展的政策主張，并且長久發展下去，對于整個工業可持續性發展環境是有百利而五一害的。

（2）相關的企業管理人員對于電氣自動化發展的管控力度不夠，面對一些問題是缺乏有效的獎懲標準制度，導致工作人員面對一些問題時無從改正，以正確的態度面對問題。例如：近段時間，我國東北部分地區總會出現斷電等情況，這也表明國家作為無形的手正在管控能源，在這樣的大背景下，能源市場必然會掀起一陣浪潮，一些高能耗企業勢必會被整改，盡管電氣化自動工程時國家所支持的，但是高耗能產業并不被國家認可，因此電氣自動化企業在耗能上還是需要進行一定的整改，不然很難長久發展。

4.2 質量水平較低

盡管如今的電氣自動化技術發展已經趨近成熟，但是仍然存在著許多問題，這類問題的主要方面體現在管理層水平低，人才缺口大，缺少較成功的案例作為發展支撐。

我國的電氣自動化技術起步晚，相較于歐美發達國家來說還有很長的一段路需要走，由于各國所面對的實際情況不同，各國的電氣自動化管理技術并不能直接適用于我國的電氣自動化管理。而且我國的電氣自動化企業在管理上總是會犯一個錯誤，盲目地追求效率，忽視了質量上的問題，這種情況在電氣自動化這種嚴謹的科技上是堅決不允許的，畢竟電氣自動化多應用于民生，倘若質量上的問題無人管，那么這些問題遲早要在社會上鬧出巨大的反響，因此在面對質量問題時，需要各個企業來選聘高質量的管理人才進行整合管理。可是由于起步晚，許多高校在開設課程時也沒有較高的關注，這也導致我國的電氣自動化的人才缺口十分巨大，人才的缺口使得電氣自動化企業尋人無門，只能寄希望于外國的高薪人才，但是這種人才的薪資極高，只有少數企業才能應聘得起，所以在人才方面，電氣自動化企業應該有意識地培養一批屬于企業的高素質綜合性人才有效地管理電氣自動化企業。

4.3 網絡架構分散

在一些企業中，苦于沒有充足的資金來進行完善電氣自動化產業鏈，導致在電氣自動化的設備運行中，許多的內部系統無法有效地進行溝通交流，電氣自動化工程在運行時往往是一環扣一環的。如果其中一個環節受到影響無法與其他環節進行有效溝通，這不僅會讓目前的所有進程停滯不前，還會影響電氣自動化工程向更高的層面進行躍進，因此，要想讓電氣自動化為我國做出貢獻，不僅要解決管理以及人才方面的問題，網絡構架分散的問題也是必須要解決的。

5 結束語

綜上所述，在全球能源行業技術進步的背景下，電力自動化將成為發展的主流。電氣工程及其自動化技術不但要積極傳播和應用電力工程和電力工業自動化技術作為電力系統的基礎技術，在人才培養方面同時需要努力，有效的管理才能讓企業可以積極應對突發問題，積極而有效的去應對問題。我們要明白電氣自動化與傳統電力系統時相輔相成的，二者相互促進才能達到最優效果，因此促進電力工業向電力工業自動化的發展。電氣自動化不僅關乎到我國電力企業的發展，更關乎人民的生命財產安全，只有讓人民滿意才能更好的迎接新時代的機遇與挑戰。

參考文獻

[1] 謝蓓敏，陳萬意，李睿.電氣工程及自動化技術在電力系統中的應用分析[J].智能城市，2021，7（18）：74-75.