電氣自動化技術在電氣工程中的應用研究

周小祥，倪 飛

（1江蘇省揚州技師學院 江蘇 揚州 225003）

（2江蘇省鹽城技師學院 江蘇 鹽城 224002）

0 引言

電氣自動化技術能夠在眾多工業技術領域之中廣泛應用，不僅能夠顯著提升電氣數據信息的精準度，還能夠為相關企業和機構部門帶來更多經濟效益。因此在集中建設不同規模的電氣工程項目過程中，相關單位需要合理運用電氣自動化技術資源和系統裝備，并對各項自動化控制系統軟件功能和性能指標進行動態監控和量化統計分析[1]。

1 電氣自動化技術的應用優勢

1.1 信息集成速度快

在不同的工業應用場景中，電氣自動化技術的信息集成速度相對較快，能夠高效運用計算機硬件設備和軟件系統中的相關功能，對各項數據指標參數進行實時運算以及統計分析，還能夠動態監測指定工業系統中相關儀器設備的狀態量數據參數，確保儀器設備處于正常安全的運行狀態之中[2]。尤其在電氣工程以及電力工程項目中，如圖1所示。電氣自動化技術的廣泛應用，能夠進一步凸顯各類硬件設施和軟件資源之間的協同性，還能夠有效節省自然資源以及不可再生能源，實現節能減排的工程建設目標。與此同時，電氣自動化技術以及相關系統也能夠與眾多生產生活應用場景相銜接，并對各項數據信息資源的采集和通信傳輸過程進行安全監控和量化統計分析，能夠快速界定超出預警范圍的計量參數指標。尤其在構建電氣系統網絡的過程中，電氣自動化技術的信息集成速度更快，還能夠精準適配不同工業生產以及加工制造管理模式的實際經濟發展需求，為我國工業產業經濟的可持續發展奠定堅實的基礎[3]。

圖1 電氣自動化技術的廣泛性

1.2 自動化控制操作精度較高

在眾多工業技術領域內，電氣自動化技術的自動化控制操作精度相對較高，因此能夠間接推進相關工程項目以及工業產品的創新變革，但是對相關企業單位以及專業機構的工作人員提出了更高的要求。尤其在現場部署和應用總線系統的過程中，很多工業企業的電氣自動化控制操作系統普遍存在較多技術難題和安全隱患因素，因此需要合理運用電氣自動化技術資源和儀器儀表系統，才能快速界定各項自動化控制操作模式的具體應用流程和產品操作精度。電氣自動化技術的整體控制操作精度相對較高，與其信息管理水平直接相關，還會間接受限于工業企業內部橫向以及縱向管理模式的精確度[4]。因此在集中部署和應用電氣自動化控制系統裝備的過程中，相關生產管理部門的工作人員需要對標準化的通信數據接口以及語言規范內容進行嚴格界定，才能充分凸顯電氣自動化技術與電氣工程之間的強關聯性，還能夠顯著提升各項自動化儀器設備的控制操作精度級別。

1.3 信息共享與交換機制較為完善

在電氣電力工程相關技術領域內，信息共享以及數據交換機制能夠直接影響到不同生產管理部門之間的業務共享水平，因此也會間接限制工業企業內部管理部門的各項業務工作流程完整性。因此相關企業和單位機構需要合理運用電氣自動化技術資源科學籌劃以及設計各項業務操作流程，才能夠實現節能減排以及低碳環保的生產管理目標。電氣自動化技術的廣泛應用，能夠進一步完善相關工業企業的信息共享與數據交換機制，還能夠及時構建更加科學合理的計算機系統網絡架構體系，但是會直接受限于企業自身信息化建設管理水平以及信息素養能力水平，還會對電氣工程的各項實施目標產生一定影響。信息共享與數據交換機制更加完善的電氣自動化技術和管理系統，能夠呈現更加安全穩定以及協同化的信息集成管理模式，能夠根據企業實際生產經營管理需求，合理劃分各項內部數據信息資源，確保企業各項業務流程以及數據集成結果的安全穩定性。

2 電氣自動化技術在電氣工程中的應用要點

2.1 在發電廠中的應用

電氣自動化技術在電氣工程相關技術領域內的應用相對比較廣泛，其中在發電廠中的應用，普遍集中在數據監控、生產資源管理、數據統計分析以及過程監督等相關系統單元之中，能夠協助相關單位機構對發電廠中的生產物料以及能源轉換效率進行動態監測和量化統計分析。如圖2所示，發電廠需要及時部署和應用電氣自動化技術和自動控制系統裝置，對生產管理功能模塊以及運行監控功能模塊進行動態協調，并確保電力生產狀況的穩定性和安全性，還能夠快速收集相關基礎數據信息資源，對電氣工程建設指標的完成情況進行客觀評測和量化統計分析。發電廠的相關工作人員可以根據各項系統數據信息了解到控制單元的運行和動態變化趨勢，還能夠及時整合生產物料的庫存管理狀態，最大限度提升系統數據信息資源的綜合利用率。在電氣工程相關技術領域內，發電廠中的各項電氣自動化技術資源能夠呈現分布式控制操作模式，也能夠間接限定生產操作空間內的電力資源以及能源損耗比例，并呈現更加安全穩定以及節能高效的系統運行狀態。

圖2 輸配電自動化系統結構示意圖

2.2 在變電站中的應用

電氣自動化技術能夠在眾多電氣工程項目中廣泛應用，其中變電站是相對比較典型的代表，能夠直接限定系統自動運行監控參數以及人工操作控制模式的協同性，還需要最大限度提升變電站全微機化儀器設備的自動操作控制精度[5]，如圖3所示。但是在不同建設規模的變電站工程項目中，電氣自動化技術資源和自動控制系統需要呈現不同功能和性能需求指標，也需要對全自動運行控制參數進行嚴格設定，還需要對分布式控制系統（Distributed Control System, DCS）技術平臺中的信息資源進行監控分析和運行分析。在眾多變電站工程項目中，電氣自動化系統控制操作功能相對比較強大，還能夠適用于不同工業生產和加工制造場景之中，但是需要對高標準的電力系統網絡接入形式進行規范化處理，才能夠最大限度提升電力自動化技術資源的綜合利用效率和安全質量等級，還需要定期開展環境影響評價等相關質量監測工作。在眾多變電站基礎設施建設工程項目中，電氣自動化控制系統的響應靈敏度級別相對較高，因此能夠對周邊設備運行操作環境進行動態監控和數據信息采集操作，但是需要對各項冗余數據信息資源進行集中處理和風險預測分析。

圖3 變電站綜合自動化系統

2.3 在電氣工程設計中的應用

電氣自動化技術和控制系統也能夠在電氣工程設計工作過程中進行廣泛應用，但是需要對電路系統和電氣系統中的相關理論基礎內容進行創新整合，才能夠最大限度提升電氣系統設備的運行效率和安全性。相關工作人員在開展電氣工程設計工作的過程中，需要合理運用計算機輔助設計軟件和電氣自動化技術資源，有效縮短整體電氣工程的設計周期，還能夠對各項設計元素的功能性能需求指標進行重點評測和量化統計分析。相關專業人員在進行電氣工程設計工作的過程中，需要詳細分類不同功能系統中的電氣系統設備，并對電氣線路的具體敷設方向和安全隔離措施進行嚴格設定，避免影響到相關控制儀器儀表的安全穩定運行狀態。很多電氣工程項目中的設計資源相對比較有限，因此設計師需要結合實際應用需求，對不同時間段內電氣系統設備和控制儀器儀表裝置的實際運行功率以及能源損耗比例進行動態協調，才能進一步提升電氣工程的整體生產管理質量，還需要進一步凸顯電氣工程設計中的功能結構和安全架構體系是否存在一系列弊病和通病問題，并需要根據實際情況給出更加科學合理的解決方案。

2.4 在電網調度中的應用

電氣自動化技術和控制系統也能夠在電網調度層面進行廣泛應用，其中繼電保護裝置以及運行監控裝置，都能夠呈現自動化以及智能化的運行控制操作模式，但是需要根據電力系統網絡的各項應用軟件基礎設施規格以及技術參數指標進行系統配置，才能夠實現更加節能高效的運行目標。如圖4所示，在進行電網系統規劃以及資源調度工作的過程中，電力企業以及管理部門工作人員，需要充分重視電氣自動化技術的核心軟件系統工具，是否能夠呈現安全穩定的運行狀態，并需要動態協調不同電力系統網絡之間的資源沖突問題。很多電力系統網絡之間的區域差異特征相對比較明顯，因此相關工作人員需要在執行電網資源調度和運行監控分析工作的過程中，對不同網格地理區域之間三相電壓運行不穩定的安全風險問題進行集中解決，還需要結合當前天氣氣候條件和地理地質條件因素的影響，對本區域內的電力系統網絡進行科學合理以及綜合性的電網資源調度操作。

圖4 企業電力調度自動化系統結構圖

2.5 在能源設備自動化中的應用

在電氣工程項目相關技術領域內，能源設備的自動化控制操作模式非常關鍵，也能夠直接影響到各類清潔能源設備以及生產原料的實際應用效率，還需要對全自動化的控制操作系統裝置進行動態協調，才能夠高效率運用太陽能工程、風能工程等相關新能源系統。相關單位機構需要進一步提高各類新能源設備的綜合利用率，因此需要進一步加強各類電器系統設備的運行監控力度，實現更加智能化的操作控制目標。如圖5所示，尤其在引進太陽能工程以及光伏發電技術的過程中，相關電力企業需要及時調整發電裝置和輸變電裝置之間的穩定連接形式，避免影響到儲能設備以及充換電設備的自動化運行操作狀態，若系統內部出現異常的通信數據信號，則需要精準定位到存在故障問題的通信鏈路之中，并對能源設備的自動化告警和風險預警機制進行動態協調。充分提升電氣自動化技術資源的綜合利用效率。

圖5 太陽能工程以及光伏發電技術原理圖

2.6 在管控一體化中的應用

在電氣工程相關技術領域內，管控一體化平臺是電氣自動化技術資源的主要應用方向之一，因此能夠直接影響到繼電保護裝置以及運行監控裝置的整體運行效率，還會對電氣系統設備的故障檢修模式產生深遠的影響。相關電力企業和單位機構，在構建管控一體化技術平臺的過程中，需要根據自身實際生產經營管理需求，對各項電氣自動化技術資源和儀器設備裝置進行精細化管理和資源調度管理，還需要集中部署和應用綜合遠程監控技術和在線檢修技術，才能充分保障管控一體化平臺中各項信息資源的真實性和有效性。相關企業單位需要進一步優化管控一體化信息平臺中的傳輸控制和通信鏈路，并需要對通信傳輸渠道進行精細化管理，確保電氣系統設備以及控制單元能夠及時響應管控一體化平臺中的請求和命令。在統一部署和應用管控一體化平臺的過程中，相關電力企業和機構部門需要保障各項電氣自動化技術資源的完整性和真實有效性，避免影響到電氣工程建設指標的可追溯性以及科學性。

2.7 在電廠分散測控系統中的應用

很多發電廠普遍選用分散式的測控系統，因此能夠直接影響到高速數據通信傳輸過程的安全性和穩定性，還需要單獨配置以太網以及實時運行監控工作站等基礎設施。相關單位機構在部署和應用電氣自動化技術資源的過程中，需要對分散式測控系統中的過程控制單元模塊進行精細化管理，因此還需要對主控模塊以及輸入輸出模塊的邏輯控制規則進行嚴格設定。發電廠中的分散式測控系統裝置，需要呈現更加安全穩定的實時運行狀態，因此需要對通信連接強度以及安全性進行重點評測，還需要對過程控制單元的數字信號接收以及發送頻率進行動態監控。除此之外，電氣自動化技術在電廠分散測控系統中的應用，更偏向于運行監控，因此相關企業單位和技術管理人員，還需要重點整合生產管理體系中的各項數據信息資源。

3 結語

綜上所述，為了滿足經濟的發展就需要提高對整個電力系統相關技術和運行模式的創新。而電力工程中電力電氣自動化技術屬于一種獨特的技術，它對于整個電力工程的穩定發展具有重要意義。在電力工程中電力電氣自動化技術的應用可以保證整個企業運行的穩定和安全。