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電氣專業(yè)論文電氣工程自動化應(yīng)用與展望論文
前言
當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展速度較快，社會生產(chǎn)和生活的節(jié)奏也在不斷加快，各類以電力為能源的設(shè)備對于供電系統(tǒng)的要求不斷提高，諸如生產(chǎn)企業(yè)、建筑企業(yè)等，大功率、長時間、變性大的用電為電力行業(yè)的日常管理和運營帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。新時期的供電企業(yè)必須考慮如何對自身的實際操作進行改進，大力發(fā)展信息化建設(shè)，才能應(yīng)對社會發(fā)展下的各種需求，實現(xiàn)自身的當(dāng)代價值。據(jù)《中國電力配網(wǎng)自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及十三五規(guī)劃研究報告2016-2021年》反映，我國當(dāng)前電力行業(yè)自動化水平較低，資金投入不足，自動化效果仍需提高，這就意味著當(dāng)前電力行業(yè)的發(fā)展要想與世界接軌，就必須加大自動化研究和建設(shè)力度。
1.電氣工程及其自動化的特點與意義
1.1特點
電氣工程及其自動化的特點在于利用了先進的信息科學(xué)技術(shù)，對電力系統(tǒng)的控制實現(xiàn)了效率提升和成本節(jié)約，主要表現(xiàn)為：①通過對控制方式的設(shè)計，研發(fā)了配套與電氣設(shè)備運行相匹配的系統(tǒng)，提高了設(shè)備管理與運行的合理性，同時增強了配電網(wǎng)的可靠性及穩(wěn)定性。②通過自動化技術(shù)的支撐，實現(xiàn)了對電力設(shè)備的高效利用，而在適用自動化技術(shù)的過程中，對原來的配電網(wǎng)進行合理整改，選擇一些節(jié)能、高效的新設(shè)備，減少了在電能傳輸時的耗損。③通過設(shè)計和控制合理的電能參數(shù)，對符合進行控制，針對一些特殊情況可自動采取可變性的節(jié)電措施，同時減少了相應(yīng)設(shè)備在配電網(wǎng)異常情況下的損壞幾率。
1.2意義
我國現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展有著兩個重要的特征，即工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，大規(guī)模的集成化生產(chǎn)設(shè)備對能源要求較高，例如大型的流水線生產(chǎn)機械、工程施工中的各類設(shè)備等，可見電力能源關(guān)系到社會基礎(chǔ)經(jīng)濟與建設(shè)。在信息技術(shù)革命時代，倡導(dǎo)和重視電氣工程自動化發(fā)展，實現(xiàn)電力生產(chǎn)與運營的自動化監(jiān)管，促進各項設(shè)備高效運行，是電力企業(yè)與時俱進的表現(xiàn)，也是對電力企業(yè)核心競爭力的一種強化�？梢哉f，電氣工程及其自動化的使用水平，是電力企業(yè)現(xiàn)代化的一種標(biāo)志，對于電氣走出傳統(tǒng)邁向全面工業(yè)化有著重要意義。
2.應(yīng)用現(xiàn)狀
現(xiàn)代電氣自動化主要采用集成——分管的方式，一定程度上實現(xiàn)了電力企業(yè)的信息化管理。在控制方面，通過總控制系統(tǒng)對子系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備進行動態(tài)監(jiān)控和管理，通過匹配實時信息與預(yù)設(shè)目標(biāo)實現(xiàn)自動調(diào)控，促進了系統(tǒng)資源的有效配置，針對一些其他復(fù)雜的需求，能夠以軟硬件系統(tǒng)調(diào)整的方式進行體現(xiàn)出不同的功能。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，采用通用化的設(shè)計，將企業(yè)管理系統(tǒng)與設(shè)備管理進行連接，實現(xiàn)了高效通訊，提高了企業(yè)管理的效能。主要適用的技術(shù)與系統(tǒng)如下：
2.1信息集成
信息集成技術(shù)是電力系統(tǒng)控制主要使用的技術(shù)，該技術(shù)具有較強的實用性，且短時間內(nèi)不能被完全取代。從整體統(tǒng)籌上來看，通過對信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，企業(yè)能夠?qū)嶋H的環(huán)節(jié)和場景進行數(shù)據(jù)采集，以圖像、視頻的形式進行實際監(jiān)控，對于一些設(shè)備運行或電能傳輸狀態(tài)，也可以通過特定的數(shù)字信息進行反饋，此外不僅是生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對于人力資源、財務(wù)信息、資源狀態(tài)等都能夠通過一個綜合平臺進行信息的整合和分析，有助于企業(yè)進行全面的管理。從縱向單一管理來看，集成技術(shù)有助于企業(yè)運用通訊設(shè)備與實際的設(shè)備、系統(tǒng)之間形成關(guān)聯(lián)，能夠?qū)我荒稠椆芾砉ぷ鬟M行綜合調(diào)度，增強了業(yè)務(wù)能力。
2.2系統(tǒng)語言
在長期的實踐和研究中，為了提高檢修維護的效率，采用IE與WindowsNT為主要系統(tǒng)語言，基于這兩種系統(tǒng)語言的特點，使管理平臺更為標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一了操作規(guī)范和專業(yè)技能，管理更為便捷。而PC系統(tǒng)在電氣自動化系統(tǒng)中的運用，將管理界面變得更加直觀便捷，利用PC對電氣化系統(tǒng)進行操控，不僅能夠快速地對系統(tǒng)中的異常情況進行掌握，同時還能夠及時地采取應(yīng)對措施，減少故障排查和維護的時間，從而提高生產(chǎn)效率。此外，采用PLC技術(shù)對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行采集、分析、整理及傳輸，通過將模擬數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間的比對和轉(zhuǎn)換，對電力系統(tǒng)進行可變性智能控制，其中模擬閉環(huán)是控制中最具特點的，可實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)。
2.3電網(wǎng)適用
�、僖杂嬎銠C和信息技術(shù)為依托，對整個電網(wǎng)進行監(jiān)控和管理，采用分級別的自主調(diào)動方式，實現(xiàn)以行政區(qū)域為分級的地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度模式，依靠電氣自動化技術(shù)不僅可以對大范圍的電網(wǎng)狀況進行掌握，同時還能真對單一區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)根據(jù)實際需求進行專門調(diào)度。該技術(shù)目前主要是依據(jù)實時監(jiān)控數(shù)據(jù)來運行。②在電網(wǎng)的改造建設(shè)方面，配電系統(tǒng)發(fā)生了較大的變化，采用了配電主、子站和光纖終端三層式的結(jié)構(gòu)模式，確保了通訊質(zhì)量。通過自動化技術(shù)，將配電轉(zhuǎn)化成為一種數(shù)字信息，進而快速下到端點，直接控制設(shè)備產(chǎn)生功能變化，整個過程通過預(yù)設(shè)程序完成，提高了配電效率和質(zhì)量。③由于變電站工作最為復(fù)雜，電力處理量最大，因此使用自動化技術(shù)最多，主要是防止操作失誤和提高能效，通過關(guān)聯(lián)各項設(shè)備并進行分類，實現(xiàn)了同時監(jiān)控、同時管理、高效運行和快速維護，減少了人力工作的負(fù)擔(dān)，提高了能源質(zhì)量。
2.4綜合自動化
一方面，依靠自動化技術(shù)將設(shè)備監(jiān)控、管理、故障排查、維護等進行串聯(lián)，實現(xiàn)一體化的操作，這就對整個管理系統(tǒng)提出了一體化要求，通過對系統(tǒng)的精密推演和設(shè)計，讓系統(tǒng)替代人對完成工作，很大程度上實現(xiàn)了智能操作過程。另一方面，由于實時通訊和控制技術(shù)的支持，因此可以支持暫時與穩(wěn)定兩種狀態(tài)同步存在，因此能夠組建一個仿真的試驗環(huán)境，以滿足技術(shù)人員的試驗需求。
3.未來展望
3.1智能技術(shù)的發(fā)展
智能技術(shù)可以說是自動化技術(shù)的升級，追求電網(wǎng)智能控制和保護對于電力企業(yè)未來發(fā)展意義深遠�；诖�，應(yīng)加強研究和學(xué)習(xí)，主要是利用人工智能、模糊控制技術(shù)、信息通訊技術(shù)、電腦技術(shù)等為支撐，對控制系統(tǒng)進行不斷升級，根據(jù)電網(wǎng)運行環(huán)境及相關(guān)設(shè)備的屬性針對性地對系統(tǒng)進行調(diào)整，提高電網(wǎng)運行的可靠性，并且確�？刂萍夹g(shù)能夠具備更強的適應(yīng)能力，在各種電壓、負(fù)荷情況下其工作能力不會發(fā)生削減。例如分層式的綜合自動化裝置的研發(fā)和使用，就是在我國研究人員在多年的研究和實踐過程中自主研發(fā)的，它突破了原來的技術(shù)限制，具有更強的實用意義。因此在未來的發(fā)展道路上，加強自主研發(fā)，積累各項經(jīng)驗必不可少。而智能技術(shù)最終的目的就是最大限度地提高運行效果，減少人力工作的負(fù)擔(dān)。
3.2配電網(wǎng)自動化的完善
目前我國關(guān)于配網(wǎng)成型、中低級的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字和信息配網(wǎng)的一體化等方面的研究取得了不俗的成果。其中，采用高級的應(yīng)用型軟件，通過輸電網(wǎng)理論算法對配電網(wǎng)真實數(shù)據(jù)進行處理，再通過人工智能進行負(fù)荷運算和預(yù)測，多方面保證了計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和計算過程的快速性。該模式下，信息的傳遞變得更為精準(zhǔn)，增強了控制系統(tǒng)的實際效果。而未來發(fā)展中，肯定還會對該方面進行深入研究，主攻方向是討論如何綜合設(shè)計計算方式，簡化其中的某些步驟，使計算和數(shù)據(jù)信息的處理及指令信號的傳輸更加快捷。
3.3管理平臺建設(shè)
�、訇P(guān)于大型綜合性平臺的構(gòu)建。需考慮平臺在功能和范圍上的突破，例如互動功能，及平臺可與外部用戶關(guān)聯(lián)，通過平臺交互電力供求信息，企業(yè)能最快掌握用戶實際需要，從而預(yù)設(shè)供電指令，以確保滿足用戶要求；集電力企業(yè)所有管理于一體，在系統(tǒng)中區(qū)分日常管理、技術(shù)設(shè)備、企業(yè)狀況、人力資源等多個區(qū)間，各個區(qū)間之間又互為關(guān)聯(lián)，能夠方便各方面的統(tǒng)一調(diào)度；對單獨項目進行縱向全面控制，即流水線式的監(jiān)督和控制，所涉及的內(nèi)容須全面，信息傳輸和反饋功能可靠。②對仿真系統(tǒng)進行開發(fā)，著重研究負(fù)荷動態(tài)建模和仿真實時建模兩種，即創(chuàng)設(shè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)數(shù)字模擬實驗環(huán)境，以提供實驗保障。
4.總結(jié)
電氣工程及其自動化相關(guān)技術(shù)在發(fā)展和適用的過程中，逐漸出現(xiàn)一些瑕疵，這些小瑕疵就是推動該技術(shù)不斷發(fā)展的根本，雖然目前已經(jīng)擁有相對成熟的系統(tǒng)和匹配技術(shù)，但是在未來社會中，電力行業(yè)不斷發(fā)展以及電力系統(tǒng)基礎(chǔ)性能的不斷提升乃至于電力系統(tǒng)本身新功能的出現(xiàn)等，都要求自動化技術(shù)還要不斷研究和完善。目前看來始終堅持高效、安全、專業(yè)的原則對自動化技術(shù)進行改進是必不可少的。
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