自動化技術在電氣工程中的應用

河北省廊坊市三河市熱力總公司 張 旭

電力自動化科學技術比較復雜，所包含的科技信息內容眾多，主要是包括計算機軟件設計技術、能源信息技術、遠程控制和電工基礎理論等多個學科領域方面的基礎知識。在目前的發展中，隨著國內電氣工程應用的技術水平日益提高，在有關的應用方面研究也日益深入，電氣自動化技術已與人們日常生活的各個方面產生密切的關聯。

電氣自動化技術是指運用了自動監測功能和半自動控制功能的綜合性裝置系統，對動力系統可實現遠程調度管理和信息監測等功能，在現代信息技術蓬勃發展的大背景下，信息化發展技術也會逐漸滲入至企業的電力工程中，從而使得其工作效率持續有效地提高。電氣自動化技術既要求將智能化的計算機裝置與相應工程技術進行有效配合，同時在電氣工程與自動化的實際運用中，電氣自動化技術又要堅持最大限度地適應工業生產的基本需求，要求具體的設計方案要盡量簡單經濟，并處理好與結構內部的關系，最大程度的保證電力系統在高效穩定安全的狀態下進行運轉[1]。

電氣自動化技術是一門采用與設備有關基本原理，并綜合計算機技術進行智能化管理的新興科學技術。在當前中國經濟社會已步入信息化發展階段的大背景下，電氣自動化技術的發展也是相當快，不但能夠顯著改善電氣工程及其自動化技術的總體品質，進而節約了成本，同時還能夠促進中國電機工程朝著智能化的方向進一步發展。

由于電氣工程及其自動化技術具備多層面、多應用的特性，因此必須運用各個層次的信息技術，才能夠進一步增強電氣工程及其自動化運作的穩定性。而電氣自動化技術則能夠根據電氣工程及其自動化的實際工作狀況，對具體過程加以簡化，同時降低了電氣工程及其自動化在各操作流程中的資源耗費，從而進一步提升了電氣工程及其自動化的效能。在當前科技創新的條件下，電氣工程及其自動化科技若能夠和電力智能緊密結合，將可以對電氣工程及其自動化的控制系統特性做出較好的優化，以及進行遠程管理等，幫助電氣工程及其自動化進行技術創新的發展。

1 目前電氣工程中存在的問題

1.1 電能的耗費問題

過去的電氣管理中，由于大部分都是人力的作業，因此導致了對電能的巨大耗費，耗費的主要因素就是由于電網中具有一定的電流，如果不能加以合理的消除，在設備工作的過程中就會形成大量電流，而經過電路的電流會形成一定的熱量，這些情況正是造成電力耗費的最直接因素。中國的用電量相當大，所以電力工程的工作模式一般也較大，在系統工程進行的過程中會涉及到許多的電路問題。線路設計復雜，供電結構多變，而這些原因也會造成用電能源浪費情況的產生。

在電力自動化的實際使用過程中，還時長會受外界條件的影響，氣候原因甚至是環境因素都會造成電力系統運轉的不平衡，甚至產生環境安全隱患，電力設備對周圍環境有特定的要求，需要適宜的氣溫和濕度，而這種外界條件的改變都會對設備形成相應的環境影響。有的是輕微的影響，造成設備工作狀況不佳，而嚴重的則會造成電子設備產生損傷、甚至無法使用。所以，想要加強電力智能化在電力工程中更好的運用，就必須做好對電力智能化的研發工作，合理的利用在電氣工程及其智能化當中，同時采取電力智能化中的節省能源措施，最大限度的防止環境因素對電力設備的危害[2]。

1.2 電力節能與產品質量管理問題

電氣資源節約問題是一個公司首先思考的問題，在生產過程中，公司一定要相對綜合地考慮每一個細節，從資源節約的角度考慮問題，既不要破壞人與自然、還要合理有效的利用能量。隨著時間的進展，人們的資源需要量日益增大，能源消耗的更多也更快，為適應現代社會發展的需要一定要考慮節能問題，以便充分利用和降低燃料浪費。

在中國現代化工業生產進程中，關于電氣工程的實際應用，不要單純著眼于經濟效益而忽略了產品的質量標準。但實際狀況也正是因為這樣，不少公司在電氣工程上為滿足產品特點和制造效率而忽視了對制造流程的嚴格監控，從而導致產品不合格甚至不能滿足相應的技術標準。這一現象政府應嚴厲打擊，而國家也需加大對公司內電氣工程技術人員的監控和管理，避免在成產過程中發生危險情況及其產品對人體健康產生的直接影響。電氣工程是我國的重點基礎建設工程，因此需完善監督力度和對職工整體素質的提高，以免因電氣工程的質量缺陷而限制了電氣工程自動化的進展[3]。

2 電氣工程中使用電氣自動化的優點

電氣自動化與以往的手動電氣技術手段比較具有更突出的優勢。首先，由于電氣自動化技術釋放了更多的人力入力，很大程度地促進了電氣工程技術的智能化發展趨勢。而當前，由于科技日益發達，人類對設備的智能化需求也在日益增加，所以更加青睞于自動化技術和人性化的產品設計理念，正是根據這個現象，電氣自動化技術才得到了更多人的青睞，所以在更多的應用領域中都在使用電氣自動化技術。

電氣智能化是一門創新的高效率的電力科學技術，電力智能化技術促進了智能管理的實現，同時使電力管理系統和計算機實現了全面的融入。電氣工程及其自動化技術有著高度智能性的優點，在未來的發展中非常可觀。電力智能化科技有著巨大的優越性，在電氣工程及其自動化的發展中起到了關鍵性作用，而且有著巨大的潛力，之外電力自動化設備也發揮了在電力監控中的優越性。

在電氣中會有不少的設備，對這些設備都必須加以監視，通過監視還能及時發現在設備工作中出現的安全隱患，而一旦出現了緊急的故障還能夠有效的解決問題，避免了無謂的損失。所以，監測是在電氣工程中是非常有必要性的，在開展設備監測技術選擇的過程中時，必須全面掌握監測技術的實際使用現狀，以及應用過程中可能出現的問題，并針對實際狀況制定合理的方法與對策，以逐步降低該方法使用后對設備產生的危險性。電氣自動化技術的應用，將能夠提高人們對電氣設備狀態的監測，從而充分發揮智能化技術的優越性，也能夠更好地對所收集的電力歷史數據以此為基礎加以科學的匯總與分析，從而更好地分析系統運營中所可能存在的風險，這樣才能更好地實施防控[2-3]。

3 電力自動化信息技術在電氣中的使用

3.1 變壓器的使用

關于電氣工程中電氣智能化科學技術的使用，首先表現在變壓器的使用中。變壓器應用電氣智能化科學技術主要體現在電流管理、電力監控等方面，因此需大量使用變壓器接入供電。而根據當前電網的建設狀況來看，變電所的智能技術水平已獲得了較大程度的提升，由于可以實現了有效的信號傳遞與管理，也就大大提高了變電所的工作效能。在使用了電力智能化技術之后，由于可以大大地提升變電所的控制，因此微機控制信息技術的使用水平也會獲得明顯提升，電力自動化技術可以采用遠程監視的方法，對變電所系統工作中出現的問題予以監視與分析，并根據所發現的問題作出及時處理并提出響應。

電氣自動化技術的使用也可以合理節省變壓器的人工成本，從而減少因人工運行出現故障，進而提升變電所的總體運營效益。當變電所在使用了電氣自動化技術后，將可以實現聯網和數字化發展，原有的供電信號電纜也可被光纜代替，進而提升了變電所運營的穩定性[4]。

3.2 電網調度智能化的應用

智能化技術在系統中的安排首先是體現在電力調度運行領域，網絡系統作為生產運輸、分配能源的一種綜合體，其對電力的供給一般是經過電力調度運行管理系統來控制，調節過程是不是合理將直觀危害網絡系統的運行穩定、安全，以及相關參數所占比。

其中，控制系統是經過運用有關設備進行信息的采集，包含了采集值、計算電量等，人機接口性能、記錄事故的先后順序、事故定位方法等實現了控制系統操作的智能化、數據化和智能化。如果缺乏電網智能化的保障，電力系統運轉中將非常容易發生短路或安全事故，電網無法及時在短時間內做出有效反應和處置，這也會對供電系統的正常良好工作帶來不利因素。設立智能化技術的電力調度運行性能控制系統，又被稱為是電力調度智能化控制系統，它在該電力產品消費體系內起到著重要的效果，若在供電運營環節中調度運行出現問題，其控制系統也會存在崩潰風險，所以其智能化安全工作非常重要[5]。

3.3 在發電廠中的使用

電氣自動化技術一般通過分散化測控網絡系統的建立來完成在發電公司中的使用，該網絡系統中對各工作站的遠程監視均需通過以太網來完成，而網絡系統的構成則使用通訊與數據系統的信息單元格來完成。而分散化測控網絡系統作為層次分布的監測控制系統，可完成對電氣工程與智能化控制系統中各單位的統一管理和進行監視。

3.4 電力系統的智能化實時仿真控制系統

隨著在動力系統領域中實時系統仿真模型和復合動態監測等相關研究工作的不斷深入和新研究成果的取得，動力系統也逐漸融入了實時的數字模擬仿真系統中。該系統最大的特點就是具有實時化和混凝土強度高的特點，為電力系統的暫態試驗與穩態實驗提供了同樣準確實時的信息，還可以在各種動力調節設備之間建立閉環系統，為實驗技術人員對特殊條件下設備的實際運行進行試驗創造一定的環境。

過去這樣的仿真體系受到科技的制約遲遲沒有建立，使得科研工作者需對某些特定問題展開深入研究時不得不采用物理推導的方法來進行演算，但這種演算過程中盡管考慮了再多的影響因子、在實際過程中也必然會產生誤差，從而影響了結論的正確性。而通過這些仿真模型的形式，可以使研究人員以接近現實的狀態認識到該結構在實際作用前提下的各種影響與反應，從而獲取較為可信的數據變動記錄，并將這種記錄進行連續更新。

3.5 新能源設備的自動化

隨著潔凈能源設施的廣泛應用，太陽能工程、風電工程、機動車充換電系統工程等新一批潔凈能源工程項目，在市場上的投入資本逐漸增加。而隨著這些設施的應用頻率增加，政府怎樣能系統對這些設施實施有效監控，智能化的運用也是目前社會主流課題。如，自動化程度很高的太陽能建筑可隨意改變自身高度、迎合太陽光照，在達到一定垂直高度后還可以更好地發電，其中通過光智能化技術就會實現對光控制，而無須人操縱；又如風電控制系統，通過智能化技術就可以自動垂直迎風，從而實現最高的發電效率。

再如在當前大量社會資金涌向的充換電工程中，監控技術應用的關鍵作用就尤為凸現了。要提高充換電的安全，就必須即時監測充換電的狀況，而如果企業在充換電過程中出現了網絡異常、數據異常，就必須進行手動斷電并警示報警等。在所有上述項目中，人為控制手段都無法輕松達到上述目的，全智能化才是完成這些新能源運用的最良好渠道。

4 結語

在電氣工程設計及自動化過程中使用電氣智能化技術，既能夠提高有關設計的效益，也能夠達到整個電機工程的信息化、網絡化和效益化。應用電力智能化技術，將能夠使電氣工程及其自動化的數據收集和電網調節等諸多方面變得更加有效和簡單，從而更好地滿足當前的經濟發展趨勢。隨著我國電氣科學技術、信息網絡科學技術和智能信息技術的蓬勃發展，電力智能化技術也將得以繼續不斷創新與改革發展，在國際競爭越來越劇烈的大背景下，電力智能化技術已然成了電氣工程及其自動化的未來發展方向與重點趨勢。