电气自动化技术研究

李家阳

【摘 要】随着智能化、信息化技术的快速发展，电气自动化技术将不断向科技化、信息化、开放化的趋势发展，电气自动化涉及的领域将不断增多，技术更新将不断加快，电气自动化控制技术也将得到快速发展并不断完善。笔者结合多年工作经验，对电气自动化技术应用问题进行分析，总结一些粗浅见解，仅供借鉴参考。

【关键词】电气技术；特点；趋势

【Abstract】With the rapid development of intelligent and informatization technologies， electrical automation technology will continue to develop toward technology， information， and openness. The areas involved in electrical automation will continue to increase， technology will continue to accelerate， and electrical automation control technology It will be rapidly developed and continuously improved. Combining years of work experience， the author analyzes the application of electrical automation technology and summarizes some superficial insights for reference only.

【Key words】Electrical Technology；Features；Trends

1. 引言

社會在不断的发展进步，科学技术水平也在不断的提高，科学技术在各个工程领域所占的比重也越来越大，许多行业实行的智能化、自动化技术都离不开电气化与之配合设置。我国的电气自动化技术经历了几十年的发展之后，已经获得了不错的成绩。与国际水平相比我国的电气自动化技术水平还是不够高的，伴随着市场经济规模地不断扩大，电气自动化市场中出现了大量的竞争对手，加剧了企业的市场竞争环境。企业要充分发挥自身的生产优势，才能在一些行业中占有重要的位置。

2. 电气自动化控制系统的特点、功能

2.1 特点。

与热机设备相比，电气控制系统的控制对象少、信息量小、操作频率低，但具有快速、准确的优势。由于电气设备要求较高的保护自动装置可靠性和快速反应能力以及较高的抗干扰能力，电气控制系统具有较多连锁保护，能够满足有效控制的要求。

2.2 功能。

基于电气控制的特点，电气自动化控制系统要实现对发电机-变压器组等电气系统的有效控制，必须具备以下的基本功能：发电机-变压器组出口隔离开关及断路器的有效控制和操作；发电机-变压器组、励磁变压器、高变保护控制；发电机励磁系统起励操作、灭磁操作、增减磁操作、稳定器投退、控制方式切换；开关自动、手动同期并网；高压电源监视和操作及切换装置的监视、启动、投退等；低压电源监视和操作及自投装置控制；高压变压器控制及操作；发电机组控制及操作；LPS、直流系统监视等等。

3. 电气自动化技术应用方向

3.1 电力系统自动化实时仿真系统的应用。

该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下，还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行，还能用以协助科研人员测试新装置，且多种控制装置都能与其构成闭环系统，从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进，方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究，从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。

3.2 综合自动化技术与智能保护的应用。

目前，国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平，智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平，研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中，对电力系统自动化保护的新原理进行了研究，可以大大提高电力系统的安全水平，使得新型保护装置具有智能控制的特点。

3.3 电力系统中人工智能的应用。

电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究，并且结合电力工业发展的需要，开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。

3.4 电力系统配电网自动化技术。

该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型，输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合，负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行，最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破，主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面，最终，解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题，正是因为采用数字信号处理技术，才得以提高了载波接收灵敏度。

4. 电气自动化技术应用范围

4.1 智能电网技术的应用。

信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一，电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术，也就是智能电网技术，是一个最具典型性的技术，涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机技术的系统中，同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。目前这种数字化电网建设，一定程度上可以说是智能电网的雏形，实际上也为我国建设智能电网做着准备工作。智能电网中较为典型的有智能电网的通信技术，同时在建设的过程中需要很多依托计算机的技术，需要具备实时性、双向性、可靠性的特征，需要先进的现代网络通信技术的应用，而且该系统也是完全依托计算机技术而存在的，同时具有信息管理系统。

4.2 变电站自动化技术的应用。

可以说，变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的，要实现电力生产的现代化，一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化，在实现的过程中计算机也得到了充分利用，二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化，完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化，实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化，另外两个组成部分是操纵以及监视，变电站的整体自动化才得以实现，正是如此多的組成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户，变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现，不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分，更是为了满足变电站的运行操作任务。

4.3 电网调度自动化的应用。

电网调度自动化是电力系统自动化中最主要的组成部分，目前我国将电网调度自动化分为五级，其中各级电网的自动化调度都是与计算机技术的应用分不开的，从高到低分别是：国家电网、大区、省级、地区以及县级调度。其中最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统，这些装置在计算机系统的连结下形成一个自动化的电网调度系统，将整个的结合起来。其他的主要组成部分有工作站、服务器、变电站终端设备、调度范围内的发电场、大屏蔽显示器、打印设备。计算机在电网调度自动化的作用不仅要实现对电网运行安全分析的监控，还要实现实时数据的采集，更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计等功能。因此种种这些，都是通过电力系统专用广域网连结的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。

5. 综合电气自动化技术发展趋势

由于我国电力系统综合自动化技术起步较晚，在很多方面与国外技术水平还有很大差距，所以需要我们在学习和借鉴国外先进技术的同时，结合我国的实际情况，研究和开发更加符合我国国情的综合自动化系统。

5.1 保护、控制、测量一体化。

鉴于目前的运行体制、人员配备、专业分工，我国的自动化系统主要采用站内监控采集数据而保护相对独立的模式，以提供较清晰的事故分析和处理的界面。但是从技术合理性、减少设备重复配置、简化维护工作量以及发展趋势等方面考虑，将保护与控制、测量结合在一起会更有优势。

5.2 国际标准的应用。

近年来，IED电力自动化方面有了广泛应用。为了实现不同厂家 IED 设备的信息共享和互操作性，使厂站电气综合自动化系统成为开发系统，国际电工委员会制定了IEC61850国际标准。为了与国际接轨，国内已经开始了基于IEC61850标准的电气综合自动化系统的产品研发，相信这将是未来自动化系统的一个发展方向。

5.3 以太网技术的兴起。

随着电力系统的发展，综合自动化系统需要传输的数据越来越多，对通讯的实时性要求越来越高，以速度快、传输数据量大为特点的以太网满足了这一要求。以太网最典型的应用形式是 Ethernet+TCP/IP。未来的发展应该是在继承了以太网技术的基础上，结合工业过程应用，产生新一代以以太网为核心的现场总线技术。

6. 结语

自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛而深入，这也使电网管理方式产生翻天覆地的变化。新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正，传统的技术界线逐渐模糊，各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透，这些推动着电力自动化系统的不断发展和变化。

参考文献

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[2] 徐鹏，电气自动化控制方式的研究[J]，科技广场，2009.

[3] 刘永强，浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J]，黑龙江科技信息，2011.

[文章编号]1619-2737（2018）03-01-701