發(fā)布時(shí)間：2022-07-20 10:40:30
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的淺談電力工程中電力自動(dòng)化技術(shù)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電氣工程的發(fā)展水平越來(lái)越高，特別是電氣自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)不斷創(chuàng)新與實(shí)踐，我國(guó)已大大提高了電氣工程自動(dòng)化的程度。電氣工程通過(guò)把自動(dòng)化技術(shù)和電子通信、網(wǎng)絡(luò)信息等技術(shù)結(jié)合在一起的方式，強(qiáng)化了自動(dòng)化水平，還能降低資金的投入，提高人們生活水平，具有十分重要的意義。
關(guān)鍵詞：電氣工程；電氣自動(dòng)化；技術(shù)
引言
電氣自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)科技的進(jìn)步，它是一項(xiàng)具有重大意義的科技成果，電氣自動(dòng)化設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，不僅改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，為企業(yè)增加了效益。在現(xiàn)代社會(huì)中，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但事物總是雙面的，電氣自動(dòng)化在發(fā)展過(guò)程中也存在著一些問(wèn)題，不過(guò)隨著科技地不斷進(jìn)步和發(fā)展，電氣自動(dòng)化的發(fā)展會(huì)迎來(lái)屬于它的春天。
一、電氣自動(dòng)化特點(diǎn)
電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)置，大部分是把電氣設(shè)備安裝于電動(dòng)機(jī)或者配電室內(nèi)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)配件較多，而且處理信息量很大，如果發(fā)生技術(shù)的問(wèn)題，很難開(kāi)展維修工作。和傳統(tǒng)熱工體系比較，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的操作和控制，一般控制的頻率較低，而且系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，可以間隔較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行操作指令的。
電氣設(shè)備處于系統(tǒng)保護(hù)狀態(tài)下要求十分高，系統(tǒng)的運(yùn)行、操作的速率也較快。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)造角度分析，電氣設(shè)備操作復(fù)雜，具有一定難度，不過(guò)，具有較強(qiáng)的邏輯規(guī)律?？梢砸M(jìn)多種電氣自動(dòng)化的監(jiān)控技術(shù)，例如：系統(tǒng)操作過(guò)程中，要保證兩臺(tái)系統(tǒng)互相不產(chǎn)生干擾，操作要具有獨(dú)立性，可以在科學(xué)的角度考慮，進(jìn)行同步運(yùn)行的機(jī)組電氣控制，保證操作系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性及可靠性。要從多方面的角度對(duì)電氣設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行考慮，進(jìn)行控制體系構(gòu)建的過(guò)程中，應(yīng)以嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的布設(shè)，盡可能的選擇性質(zhì)有效控制方案，保持電氣自動(dòng)化的控制系統(tǒng)可以安全的，高效的保持運(yùn)行。
二、電力自動(dòng)化技術(shù)的主要應(yīng)用范圍
1、變電站及配電自動(dòng)化的應(yīng)用
變電站自動(dòng)化技術(shù)是采用現(xiàn)代通信技術(shù)、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及信息處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的二次設(shè)備的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而減少了人力資源的浪費(fèi)，減低了變電站及配電站工作人員的工作強(qiáng)度，提高變電站及配電站人員的安全性及整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。不僅如此，變電站自動(dòng)化技術(shù)還可以多層次、全方位地對(duì)多種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行安全檢測(cè)以達(dá)到高效控制的目標(biāo)。在實(shí)際的應(yīng)用中，主要通過(guò)新型的設(shè)備代替以往的電磁式裝置從而使得現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視操作更加智能化、可視化。變電站自動(dòng)化除了滿(mǎn)足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著對(duì)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用以及監(jiān)控設(shè)備的更新，種綜合性的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低運(yùn)行維護(hù)的成本，高質(zhì)量輸電過(guò)程，經(jīng)濟(jì)效益提高很多。
2、在電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用電氣自動(dòng)化
隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化被廣泛地應(yīng)用到很多領(lǐng)域當(dāng)中，其中電氣自動(dòng)化也廣泛地應(yīng)用在電網(wǎng)調(diào)度中。電網(wǎng)調(diào)度是一個(gè)非常重要的工程，它具體指的是通過(guò)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)電的調(diào)度，而電氣自動(dòng)化幫助電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。這種調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)表現(xiàn)出了比較強(qiáng)大的功能，主要表現(xiàn)為它可以很好地保障電網(wǎng)運(yùn)行，這個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)主要是依靠了電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)調(diào)度；同時(shí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)荷情況的預(yù)測(cè)，這個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)主要是依靠監(jiān)測(cè)和分析電力生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)能夠有效地保護(hù)系統(tǒng)，保障系統(tǒng)正常運(yùn)行；而且電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化可以很好地、迅速地確定整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障的地方，大大地提高了系統(tǒng)故障排除效率?？偠灾娋W(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是整個(gè)電力系統(tǒng)提高運(yùn)行效率的有力保障。
3、在發(fā)電廠發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
在現(xiàn)代生活中，電跟人們的生活是密切相關(guān)的，電成為了人們生活中的不可或缺的生活用品，它的重要性不言而喻，這就意味著發(fā)電廠的重要地位。發(fā)電廠是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要支撐，因此發(fā)電廠的安全運(yùn)行和高效率運(yùn)行是非常重要的，而在發(fā)電廠中通常采用發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)保障發(fā)電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)中，主要是通過(guò)以太網(wǎng)過(guò)程控制單元以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的發(fā)散監(jiān)控，而且這種發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)一般采用分層結(jié)構(gòu)。發(fā)散監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，它不僅可以監(jiān)視設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，這可以作為判斷設(shè)備有無(wú)存在故障的標(biāo)志，這樣就能有效地提高發(fā)電廠設(shè)備的使用壽命，大大地改善了發(fā)電廠的效益。
三、在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)
1、在電力系統(tǒng)中應(yīng)用光互連接技術(shù)
在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)控制的領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用光互連接技術(shù)。對(duì)傳統(tǒng)的基本技術(shù)要求能夠利用光互連技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)。比如說(shuō)，打印報(bào)表、打印拓?fù)?、記錄有關(guān)的數(shù)據(jù)、計(jì)算相關(guān)的內(nèi)容、全方位地采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)化地分析和處理數(shù)據(jù)的功能。此外，還有狀態(tài)評(píng)估、分析電網(wǎng)、人機(jī)界面結(jié)合處理、高級(jí)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)建模的功能，通過(guò)該技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，能夠?qū)⒏泳鹊亩ㄎ弧⒏忧逦漠?huà)面、更加靈活的操作技巧提供給電力工作人員，能夠?qū)?zhǔn)確、及時(shí)的參考信息提供給有關(guān)的工作人員。之后技術(shù)人員能夠依據(jù)測(cè)量的內(nèi)容，分析和處理有關(guān)的數(shù)據(jù)，方便調(diào)度工作者對(duì)電網(wǎng)能夠更加準(zhǔn)確地進(jìn)行判斷。同時(shí)，在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行使用的時(shí)候，能大大地提升工作的效率，電容性的負(fù)載不會(huì)對(duì)其帶來(lái)過(guò)大的影響，對(duì)電容的影響上能夠有效地進(jìn)行屏蔽，在對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和穩(wěn)定性給予保證的前提下，還能夠?qū)⑾嚓P(guān)的技術(shù)支撐提供給繼電保護(hù)裝置。在電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用光互連技術(shù)，對(duì)故障可以最大程度上予以防止，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行造成的經(jīng)濟(jì)損失上給予治理，將電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益在一定的程度上提升了上來(lái)。具有極強(qiáng)的抗電磁干擾的功能存在于光纖互聯(lián)技術(shù)、波導(dǎo)光互聯(lián)技術(shù)和自由空間互聯(lián)技術(shù)當(dāng)中，并且地理環(huán)境也不會(huì)對(duì)其帶來(lái)影響，因此在電廠的自動(dòng)化工程當(dāng)中，該技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。
2、在電力系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)
全方位的通線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的一大特征，不但控制中心的兩個(gè)場(chǎng)地的裝置和儀器存在于內(nèi)部，具體的施工現(xiàn)場(chǎng)也包含在其中。在電力系統(tǒng)當(dāng)中運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，它通過(guò)很多的設(shè)備和感應(yīng)器，準(zhǔn)確、及時(shí)地將電力系統(tǒng)需要的電壓、電流、電阻等主要的數(shù)據(jù)和信息傳輸?shù)奖旧淼目刂葡到y(tǒng)當(dāng)中，有關(guān)的技術(shù)人員依據(jù)系統(tǒng)中的具體計(jì)算方法，整理和分析采集來(lái)的一些數(shù)據(jù)，最后把主機(jī)的指示命令向?qū)?yīng)的操作設(shè)備傳遞。通過(guò)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，能夠分散處理接受到的信息，能夠?qū)⒅暗目刂颇芰τ行У叵虿煌挠?jì)算機(jī)上進(jìn)行分散，對(duì)單個(gè)計(jì)算機(jī)的負(fù)荷上能夠很好地予以降低，這就是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)所在。依據(jù)具體的經(jīng)驗(yàn)得出，在電力系統(tǒng)當(dāng)中，該技術(shù)還能夠和前置機(jī)、上位機(jī)有效地結(jié)合起來(lái)，在完成整個(gè)系統(tǒng)控制功能的時(shí)候，只需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的儀表進(jìn)行控制就能夠完成工作。在電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化中經(jīng)常地運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，對(duì)變電站少人值班或者無(wú)人值班的要求上能夠很好地予以滿(mǎn)足，將事件的控制速度利用網(wǎng)絡(luò)能夠有效地提升上來(lái)，能夠運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控控制有效地接收現(xiàn)場(chǎng)采集到的信息，Lonworks、CAN等是常用技術(shù)方式。
3、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的應(yīng)用
電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用主要是引入了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)讓整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)記錄、反饋電氣設(shè)施的實(shí)際工作情況。同時(shí)，對(duì)反饋信息進(jìn)行的誤差判定。加強(qiáng)軟件的查找、分析、測(cè)算的應(yīng)用，從而在電力工程中實(shí)現(xiàn)操作技術(shù)的使用性，更加便于電力工程的管理。在電氣自動(dòng)化技術(shù)中還要注意對(duì)監(jiān)控方式、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)監(jiān)控進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有全面加強(qiáng)電氣設(shè)備的監(jiān)控信息及監(jiān)控方式，才能提高監(jiān)控系統(tǒng)的效率以及整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。
結(jié)束語(yǔ)
總而言之，電氣自動(dòng)化跟人們的生活是密切相關(guān)的，并且它在電氣工程中發(fā)揮的作用是不可替代的，不過(guò)電氣自動(dòng)化發(fā)展中存在的問(wèn)題需要及時(shí)地解決，只有解決好存在的問(wèn)題才能發(fā)揮出更大的作用?？偟膩?lái)說(shuō)，電氣自動(dòng)化的未來(lái)前景是很積極的，一定會(huì)進(jìn)一步地改變?nèi)祟?lèi)的生活方式。
摘要：對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),電力資源是一種不可或缺的能源,與人們的日常生活息息相關(guān)。電力自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，從上個(gè)世紀(jì)五十年代開(kāi)始發(fā)展到今天，電力自動(dòng)化系統(tǒng)從開(kāi)始局限于單項(xiàng)自動(dòng)裝置，到廣泛采用遠(yuǎn)動(dòng)通信技術(shù)裝設(shè)模擬式調(diào)頻裝置和經(jīng)濟(jì)功率分配裝置，再到后來(lái)以計(jì)算機(jī)為主體的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，電力自動(dòng)化系統(tǒng)逐步邁入現(xiàn)代化發(fā)展的軌道。
關(guān)鍵詞：電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)；研究方向
引言：目前，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展之后，已經(jīng)獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。隨著電力工程的發(fā)展，電力自動(dòng)化程度將會(huì)越來(lái)越高，新一代的電力自動(dòng)化技術(shù)，即智能電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電力自動(dòng)化技術(shù)將電子技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)融為一體，在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控以及監(jiān)視管理方面發(fā)揮了很重要的作用，該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具有工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和相應(yīng)的電氣工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)，受過(guò)電工電子，系統(tǒng)控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的基本訓(xùn)練，具有解決電氣工程技術(shù)分析與控制問(wèn)題基本能力的高級(jí)工程技術(shù)人才。
1.電力自動(dòng)化技術(shù)概述
電力自動(dòng)化技術(shù)是將現(xiàn)代的電子技術(shù)、信息的處理技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)融為一體的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來(lái)的綜合技術(shù)，是在電力工程的電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控以及監(jiān)視管理的有效地途徑[1]。電力自動(dòng)化技術(shù)，為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供了良好的條件，并且隨著發(fā)展，電力系統(tǒng)也得到了更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的要求主要有： ①保證電力系統(tǒng)各部分的技術(shù)要求，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的安全以及經(jīng)濟(jì)，并以設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行為主要的依據(jù)，保證操作人員實(shí)際的控制和協(xié)調(diào)；②盡量的利用電力自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行安全性能的改善，從而可以減少事故，并能夠節(jié)省人力，避免緊急事故的發(fā)生和發(fā)展；③還要對(duì)電力系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)以及參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)、收集并對(duì)之進(jìn)行處理，保證各系統(tǒng)的正常運(yùn)行；④保證電力系統(tǒng)各部分的安全以及經(jīng)濟(jì)。
2.電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)
2.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化
現(xiàn)代的電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)信息收集和顯示系統(tǒng)，以及供實(shí)時(shí)計(jì)算、分析、控制用的軟件系統(tǒng)。信息收集和顯示系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、安全檢測(cè)、運(yùn)行工況計(jì)算分析和實(shí)時(shí)控制的功能。在發(fā)電廠和變電站的收集信息部分稱(chēng)為遠(yuǎn)動(dòng)端，位于調(diào)度中心的部分稱(chēng)為調(diào)度端。軟件系統(tǒng)由靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)、自動(dòng)發(fā)電控制、最優(yōu)潮流、自動(dòng)電壓與無(wú)功控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、最優(yōu)機(jī)組開(kāi)停計(jì)劃、安全監(jiān)視與安全分析、緊急控制和電路恢復(fù)等程序組成。
2.2變電站自動(dòng)化
電力系統(tǒng)中變電站與輸配電線(xiàn)路是聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶(hù)的主要環(huán)節(jié)。變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話(huà)人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備；二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜；操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化；運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿(mǎn)足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
2.3發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（DCS）
發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由過(guò)程控制單元（PCU）、運(yùn)行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）組成。
過(guò)程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件組成。MCU 模件通過(guò)冗余的 I/O 總線(xiàn)與智能 I/O 模件通訊。PCU 直接面向生產(chǎn)過(guò)程，接受現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。 運(yùn)行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機(jī)接口。運(yùn)行員工作站接收PCU發(fā)來(lái)的信息和向PCU發(fā)出指令，為運(yùn)行操作人員提供監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行的手段，工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改、系統(tǒng)診斷和維護(hù)等手段。
3.電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)進(jìn)展情況
一方面，現(xiàn)階段社會(huì)廣辦眾多工廠，電氣設(shè)備品種門(mén)類(lèi)多樣，門(mén)類(lèi)齊全，以業(yè)技術(shù)人員和維修人員需求數(shù)量驚人，以業(yè)人員的工資薪金也隨其以業(yè)人員的市場(chǎng)需求量上揚(yáng)，而且電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)精英人才目前我國(guó)社會(huì)上非常短缺，高精尖專(zhuān)業(yè)技能人才更是少之論文網(wǎng)又少，所以，電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)有很好的很廣闊的進(jìn)展前景，電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才也隨之層出不窮地出現(xiàn)。培養(yǎng)出一批又一批電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)高端精英人才是當(dāng)前各大高校的重要進(jìn)展課題。
另一方面，電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的科研人才也需大量培養(yǎng)，很多電氣產(chǎn)品尤其是尖端科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品的研制和開(kāi)發(fā)，需要很多有專(zhuān)業(yè)技能和革新能力的科研人才[2]，所以科研機(jī)構(gòu)逐步在全國(guó)各地廣泛建立起來(lái)，專(zhuān)業(yè)科研人員隊(duì)伍力量逐漸壯大。因而電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)進(jìn)展很快。并且在整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展中有著舉足輕重的地位，市場(chǎng)進(jìn)展情況廣闊[3]。
4.電力工程中電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
4.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用
現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是指在電力工程現(xiàn)場(chǎng)將智能的自動(dòng)化裝置以及儀表控制設(shè)備進(jìn)行連接，形成一體化的多向、串行、多站和數(shù)字化的信息網(wǎng)絡(luò)，從而可以將數(shù)字通信、控制、智能傳感器以及計(jì)算機(jī)等融為一體而形成的綜合性的技術(shù)。在電力工程中，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)可以將變送器所控制的總的用電量收集后，將信號(hào)進(jìn)行控制后集中到主控計(jì)算機(jī)上，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算進(jìn)而做出判斷，并最終將指令發(fā)送到控制設(shè)備上，從而實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用是通過(guò)分散電力工程中的控制功能，并配備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行被控設(shè)備的信息處理，將信息與計(jì)算機(jī)相連接后，便不需要實(shí)現(xiàn)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的控制，只需對(duì)信息進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度即可。實(shí)踐證明，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)前置機(jī)與上位機(jī)的配合，可以從下方進(jìn)行電力工程的控制，并且可以通過(guò)儀表進(jìn)行控制，并最終實(shí)現(xiàn)高性能的電力系統(tǒng)的控制功能。在電力調(diào)度化技術(shù)日益發(fā)展的情況下，可以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)的多樣化需求，并最終將電力系統(tǒng)中各個(gè)信息進(jìn)行交換以及共享，實(shí)現(xiàn)電力工程的順利進(jìn)行以及電力系統(tǒng)的日益完善[4]。
4.2主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用
數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用主要是用于電力系統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)中，因此，這對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、繼承、封裝等都有很大的作用，引發(fā)了軟件技術(shù)的變革。主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可，并用來(lái)支持對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)，因此與一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相比，主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)主要是對(duì)技術(shù)以及主動(dòng)功能的技術(shù)支持，因此，在電力工程中也得到了廣泛的應(yīng)用。主動(dòng)對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)是利用系統(tǒng)的監(jiān)視功能，對(duì)對(duì)象函數(shù)進(jìn)行利用，從而可以實(shí)現(xiàn)電力工程中電力自動(dòng)化的應(yīng)用，隨著觸發(fā)機(jī)制的使用，數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)視得到了很好的控制與實(shí)現(xiàn)，從而節(jié)省了數(shù)據(jù)寫(xiě)入以及讀出的時(shí)間，還對(duì)數(shù)據(jù)管理功能充分的進(jìn)行利用，并得到了技術(shù)上的保證。當(dāng)前，我國(guó)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)得到了很廣泛的應(yīng)用，并且監(jiān)視系統(tǒng)也得到了很好的發(fā)展，電力自動(dòng)化技術(shù)在電力工程以及日后的電力系統(tǒng)中并將得到更為完善的應(yīng)用。
5.結(jié)語(yǔ)
總之，電力自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，在新技術(shù)的廣泛應(yīng)用下，傳統(tǒng)的技術(shù)正在逐漸的被取代，從而更加促進(jìn)了電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)、新理論的應(yīng)用使一些概念不斷被更新和修正，傳統(tǒng)的技術(shù)界線(xiàn)逐漸模糊，各種原來(lái)看似不相關(guān)聯(lián)的技術(shù)會(huì)彼此融合和滲透，這必將推動(dòng)著電力自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和變化。
摘要：電氣自動(dòng)化是電氣信息領(lǐng)域的一門(mén)新興學(xué)科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對(duì)比較成熟。已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本文中主要針對(duì)這類(lèi)電氣自動(dòng)化技術(shù)的一些發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：電力工程；電氣自動(dòng)化；自動(dòng)化技術(shù)
一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)
（一）變電站自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化的目的是取代人工監(jiān)視和電話(huà)人工操作，提高工作效率，擴(kuò)大對(duì)變電站的監(jiān)控功能，提高變電站的安全運(yùn)行水平。變電站自動(dòng)化的內(nèi)容就是對(duì)站內(nèi)運(yùn)行的電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和有效控制，其特點(diǎn)是全微機(jī)化的裝置替代各種常規(guī)電磁式設(shè)備；二次設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，盡量采用計(jì)算機(jī)電纜或光纖代替電力信號(hào)電纜；操作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化；運(yùn)行管理、記錄統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化除了滿(mǎn)足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
（二）電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化 。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要組成部分，由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等，其主要是通過(guò)電力系統(tǒng)專(zhuān)用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備（如測(cè)量控制等裝置）等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能是：電力生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制（省級(jí)電網(wǎng)以上）、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度（省級(jí)電網(wǎng)以上）并適應(yīng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的需求等。
（三）發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（DCS ） 。過(guò)程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（ MCU）和智能I /0模件組成。MCU模件通過(guò)冗余的I /0總線(xiàn)與智能FO模件通訊。PCU直接面向生產(chǎn)過(guò)程，接受現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。
運(yùn)行員工作站（0S）和工程師工作站（ ES）提供了人機(jī)接口。 運(yùn)行員工作站接收PCU發(fā)來(lái)的信息和向PCU發(fā)出指令，為運(yùn)，行操作人員提供監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行的手段，工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改、系統(tǒng)診斷和維護(hù)等手段。
二、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展
隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應(yīng)用普通晶閘管時(shí)，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動(dòng)則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM 變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少 了高次諧波對(duì)電岡的影響，解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題。
但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用在定轉(zhuǎn)子上，使電機(jī)繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一種方法是提高開(kāi)關(guān)頻率，使之超過(guò)人耳能感受的范圍，但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導(dǎo)通或關(guān)斷，開(kāi)關(guān)損耗很大。開(kāi)關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。
1986 年美國(guó)威斯康星大學(xué) Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線(xiàn)上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開(kāi)關(guān)’，其開(kāi)關(guān)損耗較大，限制了開(kāi)關(guān)在頻率上的提高。而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過(guò)零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉(zhuǎn)換，即工作在所謂的‘軟開(kāi)關(guān)’狀態(tài)下，從而使開(kāi)關(guān)損耗降低到零。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。
三、當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化依賴(lài)IT技術(shù)向前發(fā)展的重要熱點(diǎn)技術(shù)
（一）電力一次設(shè)備智能化 。常規(guī)電力一次設(shè)備和二次設(shè)備安裝地點(diǎn)一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強(qiáng)信號(hào)電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設(shè)備智能化是指一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能就地實(shí)現(xiàn)，省卻大量電力信號(hào)電纜和控制電纜，通常簡(jiǎn)述為一次設(shè)備自帶測(cè)量和保護(hù)功能。如常見(jiàn)的“智能化開(kāi)關(guān)”、“智能化開(kāi)關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等。
電力一次設(shè)備智能化主要問(wèn)題是電子部件經(jīng)常受到現(xiàn)場(chǎng)大電流開(kāi)斷而引起的高強(qiáng)度電磁場(chǎng)干擾，關(guān)鍵技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問(wèn)題。
（二）電力一次設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè) 。對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備如發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，不僅可以監(jiān)視設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢(shì)，判斷有無(wú)存在故障的先兆，從而延長(zhǎng)設(shè)備的維修保養(yǎng)周期，提高設(shè)備的利用率，為電力設(shè)備由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)度提供保障。近年來(lái)電力部門(mén)投入了很大力量與大學(xué)、科研單位合作或引進(jìn)技術(shù)，開(kāi)展在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究和實(shí)踐并取得了一些進(jìn)展，但由于技術(shù)難度大，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)， 檢測(cè)環(huán)境條件惡劣，要開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)意的產(chǎn)品還需一定時(shí)日。
（三）光電式電力互感器。電力互感器是輸電線(xiàn)路中不可缺少的重要設(shè)備，其作用是按一定比例關(guān)系將輸電線(xiàn)路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，以便用儀表直接測(cè)量。其缺點(diǎn)是隨電壓等級(jí)的升高絕緣難度越大，設(shè)備體積和質(zhì)量也越大；信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍小，導(dǎo)致電流互感器會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，或發(fā)生信號(hào)畸變；互感器的輸出信號(hào)不能直接與微機(jī)化計(jì)量及保護(hù)設(shè)備接口。因此不少發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成功研究出新型光電式和電子式互感器，國(guó)際電工協(xié)會(huì)已了電子式電壓、電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)也有大專(zhuān)院校和科研單位正在加緊研發(fā)并取得了可喜成果。目前主要問(wèn)題是材料隨溫度系數(shù)的影響而使穩(wěn)定性不夠理想。另一關(guān)鍵技術(shù)是，光電互感器輸出的信號(hào)比電磁式互感器輸出的信號(hào)要小得多，一般是毫安級(jí)水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過(guò)較長(zhǎng)的電纜線(xiàn)送給測(cè)控和保護(hù)裝置，需要在就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過(guò)光纖接口送出，模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等電子電路部分在結(jié)構(gòu)上需要與互感器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。在這里，電磁兼容、絕緣、耐環(huán)境條件、電子電路的供電電源同樣是技術(shù)難點(diǎn)之一。
四、結(jié)語(yǔ)
眾所周知，電氣自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)今世界最活躍、最充滿(mǎn)生機(jī)、最富有開(kāi)發(fā)前景的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成。其應(yīng)用范圍十分廣泛，幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)，隨著我國(guó)科技技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也隨之提高。
摘要：我國(guó)電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)最早開(kāi)設(shè)于 50年代，一開(kāi)始名稱(chēng)為工業(yè)企業(yè)電氣自動(dòng)化，后來(lái)雖然經(jīng)歷了多次專(zhuān)業(yè)性的調(diào)整，但由于其專(zhuān)業(yè)面寬，適用性廣，所以到如今一直很受歡迎，據(jù)教育部門(mén)最新公布的本科專(zhuān)業(yè)設(shè)置目錄中，它屬于工科電氣信息類(lèi)。本文中主要針對(duì)這類(lèi)電氣自動(dòng)化技術(shù)的一些發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：電力工程 電氣自動(dòng)化 自動(dòng)化技術(shù)
1、全控型電力電子開(kāi)關(guān)逐步取代半控型晶閘管
50 年代末出現(xiàn)的晶閘管標(biāo)志著運(yùn)動(dòng)控制的新紀(jì)元。它是第一代電子電力器件，在我國(guó)至今仍廣泛用于直流和交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著交流變頻技術(shù)的興起，相繼出現(xiàn)了全控式器件 CTR、 GTO 、P-MOSEFT等。這是第二代電力電子器件。由于目前所能生產(chǎn)的電流/電壓定額和開(kāi)關(guān)時(shí)間的不同，各種器件各有其應(yīng)用范圍。
GTR 的二次擊穿現(xiàn)象以及其安全工作區(qū)受各項(xiàng)參數(shù)影響而變化和熱容量小、過(guò)流能力低等問(wèn)題，使得人們把主要精力放在根據(jù)不同的特性設(shè)計(jì)出合適的保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路上，這也使得電路比較復(fù)雜，難以掌握。
GTO 是一種用門(mén)極可關(guān)斷的高壓器件，它的主要缺點(diǎn)是關(guān)斷增益低，一般為 4～5，這就需要一個(gè)十分龐大的關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路，且它的通態(tài)壓降比普通晶閘管高，約為 Zv ～ 4.5v ， 開(kāi)通 di/d t 和關(guān)斷 dv / dt 也是限GTO推廣運(yùn)用的另一原因，前者約為 500A /us ，后者約為 500V /u s ，這就需要一個(gè)龐大的吸收電路。
由于GIR 、GTO 等雙極性全控性器件必須要有較大的控制電流，因而使門(mén)極控制電路非常龐大，從而促進(jìn)廠新一代具有高輸人阻抗的 MOS 結(jié)構(gòu)電力半導(dǎo)體器件的一切。功率 MOSFET 是一種電壓驅(qū)動(dòng)器件，基本上不要求穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電路只需要在器件開(kāi)通時(shí)提供容性充電電流，而關(guān)斷時(shí)提供放電電流即可，因此驅(qū)動(dòng)電路很簡(jiǎn)單。它的開(kāi)關(guān)時(shí)間很快，安全工作區(qū)十分穩(wěn)定，但是P - MOSFET 的通態(tài)電壓降隨著額定電壓的增加而成倍增大，這就給制造高壓P - MOSFET 造成了很大困難。
IGBT和MGT 這一類(lèi)復(fù)合型電力電子器件可以稱(chēng)為第三代器件。在器件的復(fù)合化的同時(shí)，模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規(guī)模生產(chǎn)的器件也已進(jìn)入實(shí)用。在 模塊化和復(fù)合化思路的基礎(chǔ)卜，其發(fā)展便是功率集成電路 PIC （Powerl，lntegratcd Cirrrrcute），在PIC，不僅主回路的器件，而且驅(qū)動(dòng)電路、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)、電流檢測(cè)甚至溫度自動(dòng)控制等作用都集成到一起，形成一個(gè)整體，這可以算作第四代電力電子器件。
2、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展
隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應(yīng)用普通晶閘管時(shí)，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動(dòng)則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM 變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少 了高次諧波對(duì)電岡的影響，解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題。
但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用在定轉(zhuǎn)子上，使電機(jī)繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。為了解決這個(gè)問(wèn)題，一種方法是提高開(kāi)關(guān)頻率，使之超過(guò)人耳能感受的范圍，但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導(dǎo)通或關(guān)斷，開(kāi)關(guān)損耗很大。開(kāi)關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。
1986 年美國(guó)威斯康星大學(xué) Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線(xiàn)上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開(kāi)關(guān)’，其開(kāi)關(guān)損耗較大，限制了開(kāi)關(guān)在頻率上的提高。而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過(guò)零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉(zhuǎn)換，即工作在所謂的‘軟開(kāi)關(guān)’狀態(tài)下，從而使開(kāi)關(guān)損耗降低到零。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。
3、交流調(diào)速控制理論日漸成熟
1971年，德國(guó)學(xué)者F，Blaschke 闡明了交流電機(jī)磁場(chǎng)定向即矢量控制的原理，為交流傳動(dòng)高性能控制奠定了理論基礎(chǔ)。矢量控制的基本思想是仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方式，把定子電流的磁場(chǎng)分量和轉(zhuǎn)矩分量解耦開(kāi)來(lái)，分別加以控制。這種解耦，實(shí)際上是把異步電動(dòng)機(jī)的物理模型設(shè)法等效地變換成類(lèi)似于直流電動(dòng)機(jī)的模式，這種等效變換是借助于坐標(biāo)變換完成的。它需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈的方向，且其性能易受轉(zhuǎn)子參數(shù)，特別是轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)的影響。加上矢量旋轉(zhuǎn)變換的復(fù)雜性，使得實(shí)際的控制效果難于達(dá)到分析的結(jié)果。
4、通用變頻器開(kāi)始大量投入實(shí)用
一般把系列化、批量化、占市場(chǎng)量最大的中小功率如 400KVA 以下的變頻器稱(chēng)為通用變頻器。從產(chǎn)品來(lái)看，第一代是普通功能型 U / F 控制型，多采用 16 位 CPU ，第二代為高功能型 U /F 型，采用 32位DSP或雙 16 位CPU 進(jìn)行控制，采用了磁通補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償器和電流限制拄制器.具有挖土機(jī)和“無(wú)跳閘”能力，也稱(chēng)為“無(wú)跳閘變頻器”。這類(lèi)變頻器！目前占市場(chǎng)份額最大。第三代為高動(dòng)態(tài)性能矢量控制型。它采用全數(shù)字控制，可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動(dòng)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)控制，可選擇U/F頻率開(kāi)環(huán)控制、無(wú)速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制的自?xún)?yōu)化。從技術(shù)發(fā)展看，雖然電力半導(dǎo)體器件有GTO、GTI、IGBT，但以后兩種為主，尤以 IGBT為發(fā)展趨勢(shì)：變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAs （ Reliabiliry，Availability，Serviceability）功能也由于采用單片機(jī)控制動(dòng)技術(shù)而得以提高。
5、單片機(jī)、集成曳路及工業(yè)控荊計(jì)算機(jī)的發(fā)展
以 MCS-51為代表白8位機(jī)雖然仍占主導(dǎo)地位，但功能簡(jiǎn)單，指令集短小，可靠性高，保密性高，適于大批量生產(chǎn)的 PIC系列單片機(jī)及CMS97C系列單片機(jī)等正在推廣，而且單片機(jī)的應(yīng)用范圍已開(kāi)始擴(kuò)展至智能儀器儀表或不太復(fù)雜的工業(yè)控制場(chǎng)合以充分發(fā)揮單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)另外，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)手段也更加豐富，除用匯編語(yǔ)言外，更多地是采用模塊化的（- 語(yǔ)言、PL/ M語(yǔ)言。在集成電路方面，需要重點(diǎn)說(shuō)明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環(huán)路及集成時(shí)基電路在自動(dòng)控制系統(tǒng)中運(yùn)用很廣。在電機(jī)控制方面，還有專(zhuān)用于產(chǎn)生 PWM 控制信號(hào)的 HEF4752、 TL494、E4520 和 MA818 等應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。在邏輯電路方面，值得注意的是用專(zhuān)用芯片（ASIC）進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)。 ASIC （ Appilca-，tion Specific L ntegrated Circuit）中有編程邏輯陣列 PLD （ Programrnable Logic Device ）。 PLD力現(xiàn)有四種類(lèi)型的器件： PROM 、FPLA 、PAL、GAL 。GAL是PAL的第二代產(chǎn)品，它可以在線(xiàn)電擦洗，與TTL兼容，有較高的響應(yīng)速度，有可編程的保密位等優(yōu)點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得 GAL在降低系統(tǒng)造價(jià)，減少產(chǎn)品體積和功耗，提高可靠性和穩(wěn)定性及簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)應(yīng)用的保密性方面有廠‘闊的發(fā)展產(chǎn)景，特別適合新產(chǎn)品研制及 DMA控制和高速圖表處理，其上述交流的控制最終用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)完成。
6、結(jié)束語(yǔ)
眾所周知，電氣自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)今世界最活躍、最充滿(mǎn)生機(jī)、最富有開(kāi)發(fā)前景的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成。其應(yīng)用范圍十分廣泛，幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)，隨著我國(guó)科技技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)也隨之提高。
摘 要：在電力工程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)較為重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，有必要對(duì)電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)進(jìn)行研究，分析其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞：電力工程；電氣自動(dòng)化技術(shù)；趨勢(shì)
前言
電氣自動(dòng)化是電氣信息領(lǐng)域的一門(mén)新興學(xué)科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對(duì)比較成熟。已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。電氣自動(dòng)化是電力工程重要的組成部分，在社會(huì)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。
一、電氣工程以及電氣自動(dòng)化的概念電氣工程（Electrical Engineering，簡(jiǎn)稱(chēng)EE）是當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域中舉足輕重的關(guān)鍵學(xué)科之一，更是現(xiàn)代科學(xué)研究領(lǐng)域中的熱門(mén)學(xué)科。最成功的例子就是電子通信技術(shù)的巨大進(jìn)步推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為中心的信息時(shí)代的蓬勃發(fā)展，并且在根本上改變了人們的工作和生活模式。從某些層次上來(lái)講，電氣工程的發(fā)達(dá)程度甚至可以代表一個(gè)國(guó)家的科技進(jìn)步水平。電氣自動(dòng)化（Electrical Automation）的專(zhuān)業(yè)全稱(chēng)一般為電氣工程及其自動(dòng)化，其應(yīng)用范圍涉及各行各業(yè)，小到電氣開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，大到科技航天的研究，到處都有它的身影。電力的發(fā)展是促進(jìn)生產(chǎn)和提高人們生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著電力應(yīng)用的不斷發(fā)展和深化，新時(shí)代背景下的電氣自動(dòng)化進(jìn)程成了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。
二、電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力工程中的作用1、電氣自動(dòng)化幫助科研人員開(kāi)展實(shí)時(shí)仿真工作 使用電氣化驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以在更大程度上實(shí)現(xiàn)暫時(shí)狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)的同步存在，這使得同步實(shí)驗(yàn)成為了可能。為系統(tǒng)運(yùn)行提供了大量的精確數(shù)據(jù)，增加了實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度。在這種仿真的環(huán)境中，工作人員可以進(jìn)行更多的電力裝置測(cè)試，有助于幫助科研人員建立起一個(gè)混合型的實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)室。2、實(shí)現(xiàn)了電力服務(wù)的智能化 當(dāng)今時(shí)代，幾乎每個(gè)行業(yè)都離不開(kāi)電力的使用，失去電力系統(tǒng)的支持，許多行業(yè)將陷入癱瘓的境地。電力的廣泛使用對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和自動(dòng)化程度都提出了極高的要求。電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)是電力系統(tǒng)智能化的重要組成部分，能夠幫助工作人員更精確地進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)工作，并能代替人力做到更精確的系統(tǒng)運(yùn)行故障分析。這種智能化的控制方式，使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效準(zhǔn)確。這種高度安全的自動(dòng)化運(yùn)行體系，使電力系統(tǒng)的服務(wù)能力邁上了一個(gè)新的臺(tái)階。
三、電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)
1、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化
電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要組成部分，由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備等，其主要是通過(guò)電力系統(tǒng)專(zhuān)用廣域網(wǎng)連結(jié)的，下級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備（如測(cè)量控制等裝置）等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能是：電力生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制（省級(jí)電網(wǎng)以上）、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度（省級(jí)電網(wǎng)以上）并適應(yīng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的需求等。
2、變電站自動(dòng)化傳統(tǒng)的變電站使用人工操作，從監(jiān)視到最后信息回饋均是由人工完成，設(shè)備均使用電磁裝設(shè)置，其數(shù)據(jù)的記錄、整理以及管理均是人工造作，且對(duì)變電站的監(jiān)視沒(méi)有全局性的直觀監(jiān)視，需要通過(guò)人工一個(gè)個(gè)方面監(jiān)視之后將其整合之后才能實(shí)現(xiàn)全局監(jiān)視。為了跟上現(xiàn)代化的自動(dòng)化步伐，通過(guò)利用電氣自動(dòng)化在電氣工程中使用能夠使變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，取代人工操作，降低操作人員的工作量，同時(shí)能夠減少一部分的人員投入，實(shí)現(xiàn)電氣工程的整體效益的顯著提高。通過(guò)實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化功能，除了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行代替人工操作外，還能夠?qū)鹘y(tǒng)的電磁裝置全部利用微機(jī)將其取代，并且能夠利用計(jì)算機(jī)的視頻、圖畫(huà)顯示功能，將變現(xiàn)站的監(jiān)視的所有情況通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕直觀的顯示出來(lái)，仍工作人員在較短時(shí)間內(nèi)就能夠掌握全局，并通過(guò)計(jì)算機(jī)已記錄并整理好的數(shù)據(jù)分析變電站可能存在的問(wèn)題或者有力的發(fā)展動(dòng)向等，及時(shí)采取相應(yīng)的回應(yīng)措施，從而提高其運(yùn)行效率。變電站是電氣工程中非常重要的一部分，因此利用電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)其進(jìn)行技術(shù)的更新和創(chuàng)造有力與整個(gè)電氣工程的運(yùn)行。
3、發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)（DCS ）
過(guò)程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（ MCU）和智能I /0模件組成。MCU模件通過(guò)冗余的I /0總線(xiàn)與智能FO模件通訊。PCU直接面向生產(chǎn)過(guò)程，接受現(xiàn)場(chǎng)變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量等信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算處理后進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示和打印以及輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)、控制和聯(lián)鎖保護(hù)等功能。運(yùn)行員工作站（0S）和工程師工作站（ ES）提供了人機(jī)接口。 運(yùn)行員工作站接收PCU發(fā)來(lái)的信息和向PCU發(fā)出指令，為運(yùn)，行操作人員提供監(jiān)視和控制機(jī)組運(yùn)行的手段，工程師工作站為維護(hù)工程師提供系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置和修改、系統(tǒng)診斷和維護(hù)等手段。
四、重要熱點(diǎn)技術(shù)
1、電力一次設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)
對(duì)電力系統(tǒng)一次設(shè)備如發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器、斷路器、開(kāi)關(guān)等設(shè)備的重要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，不僅可以監(jiān)視設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢(shì)，判斷有無(wú)存在故障的先兆，從而延長(zhǎng)設(shè)備的維修保養(yǎng)周期，提高設(shè)備的利用率，為電力設(shè)備由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)度提供保障。近年來(lái)電力部門(mén)投入了很大力量與大學(xué)、科研單位合作或引進(jìn)技術(shù)，開(kāi)展在線(xiàn)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究和實(shí)踐并取得了一些進(jìn)展，但由于技術(shù)難度大，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)， 檢測(cè)環(huán)境條件惡劣，要開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)意的產(chǎn)品還需一定時(shí)日。
2、電力一次設(shè)備智能化
常規(guī)電力一次設(shè)備和二次設(shè)備安裝地點(diǎn)一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強(qiáng)信號(hào)電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設(shè)備智能化是指一次設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮將常規(guī)二次設(shè)備的部分或全部功能就地實(shí)現(xiàn)，省卻大量電力信號(hào)電纜和控制電纜，通常簡(jiǎn)述為一次設(shè)備自帶測(cè)量和保護(hù)功能。如常見(jiàn)的“智能化開(kāi)關(guān)”、“智能化開(kāi)關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等。電力一次設(shè)備智能化主要問(wèn)題是電子部件經(jīng)常受到現(xiàn)場(chǎng)大電流開(kāi)斷而引起的高強(qiáng)度電磁場(chǎng)干擾，關(guān)鍵技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問(wèn)題。
五、電氣工程中電氣自動(dòng)化應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)1、 電氣工程中電力設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)隨著變壓器、短路器以及發(fā)電機(jī)等這些一次設(shè)備的應(yīng)用，往往需要對(duì)其中關(guān)鍵的參數(shù)進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這就要求監(jiān)視設(shè)備不但能夠反饋在線(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也能夠?qū)υO(shè)備的一些重要的參數(shù)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，并判斷設(shè)備中發(fā)生故障的原因，以縮短設(shè)備的保養(yǎng)周期，延長(zhǎng)設(shè)備的實(shí)際使用期限，同時(shí)也為電力設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)檢修提供了必要的保障。2、 電氣自動(dòng)化應(yīng)用下電氣工程中電力設(shè)備的智能化一般情況下，電力系統(tǒng)中的一次設(shè)備與二次設(shè)備的安裝地點(diǎn)之間都要有一定的間隔，一般要求相隔幾十米，有的甚至是要求幾百米遠(yuǎn)，兩者之間使用強(qiáng)信號(hào)電力電纜與大電流控制電纜來(lái)連接。在進(jìn)行一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往要先考慮實(shí)現(xiàn)常規(guī)的二次設(shè)備的功能，這樣做顯然能夠節(jié)約大量的電力信號(hào)電纜和控制電纜。
六、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)信息化社會(huì)，隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的要求也越來(lái)越高，電氣自動(dòng)化技術(shù)必須堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的原則，只有這樣才能在具有活力的高科技領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣的技術(shù)。
