自动化技术在电气工程中的应用分析

2021-03-26冯雨桐李芮孙艳冯思涵郑舒怡张如意石玉香

电子元器件与信息技术 2021年2期

冯雨桐，李芮，孙艳，冯思涵，郑舒怡，张如意，石玉香

（1.河南师范大学电子与电气工程学院，河南新乡 453007；2.河南师范大学教育学部，河南新乡 453007；3.国网河南省电力公司漯河供电公司，河南漯河 462000）

0 引言

要想确保电气工程的安全运行，将自动化技术应用其中的过程中，有关工作人员应充分掌握自动化技术的种类和实际运用范围，结合电气工程的实际需求解具体工作内容，确保电气工程与自动化技术之间的有机结合，从而实现对电力的有效控制。与此同时，结合电力运输的实际情况给出相应方案，确保电气工程整体系统的良好运行。

1 电气自动化技术的特点

伴随信息技术的逐步发展，电气自动化技术亦得到一定进步，并在众多领域中进行了应用，促进了电气工程的良好发展，确保了远程控制和集成化控制的有效实现，显著提升了电气工程相关工作开展的效率，同时变换了电气工程的控制管理模式。所以，通过自动化技术的远程控制，可以实现集成化控制，使电气工程现代化的实际发展需要得到了良好满足。电气自动化技术主要具备如下几个方面的特点：

1.1 依托于信息技术实现远程控制

电气自动化技术发展的过程中，远程控制是其中最为主要的内容，是保证自动化技术良好应用的基础。依托于物联网、大数据和计算机等现代化信息技术，创建相应的自动化远程监控体系，使电气工程的实际控制效率得到了有效提升[1]。所以，实际创建电气自动化的过程中，可以将远程监控作为基础，缩减人力资源成本投入，且对以往所采用的控制模式加以优化，有效提升了工作开展效率，可以满足更高强度的作业要求，同时在一些环境相对复杂的条件下依然可以实现有效控制。

1.2 将集成化当作中心，实现集成化控制

关于电气集成化控制，其是新的形势背景下自动化技术的主要发展趋势，同时亦是确保自动化控制得以有效实现的基础性保障。目前，伴随电气自动化技术的不断成熟发展，集成化程度也在日益提升，通过集中控制保证了电气工程自动化创建的良好实现。首先，将集成化当作中心，通过集成化控制保障电气工程自动化模块的合理创建。其次，集中控制可以给自动化功能系统的运转营建较好的环境，通过技术集成，针对功能实施管理和控制，确保了电气自动化工程运行的安全性。

1.3 依托于大数据技术实现智能化控制

伴随自动化技术的日益发展，智能化逐渐变成了电气工程的主要发展方向。首先，依托于物联网和大数据等先进信息化技术，确保电气工程智能化远程控制的实现，可以将以往集成化控制作为基础，保证电气自动化创建的有效实现。其次，智能化技术的日益进步，在众多行业中都获取了较好地运用，将其应用于电气工程中，是新形势下的电气自动化发展的基本要求。

2 电气自动化常用技术

目前，电气自动化技术的发展日渐成熟，集中控制技术、远程监控以及现场总线技术均是电气自动化中常用的技术，给电气工程的运行提供了有力保障。

2.1 集中控制技术

随着信息技术的不断发展，电气自动化程度也在逐渐提升，可以在集中控制技术的运用中，确保电气工程集中控制的有效实现，从而更加良好地保证电气工程运行的安全性[2]。以往电气工程控制管理工作中，主要采用分散式的控制方式，很难保证控制的高效性，同时系统的运行存在一定不稳定性。而通过集中控制技术的运用，在技术方面为电气自动化控制提供了保障，利用系统的不断调整及优化，保证了电气工程控制的稳定性，缩减了系统运行的成本投入。

2.2 远程监控技术

自动化技术的应用中，远程监控是其中的主要特点之一。通过远程监控系统，可以使自动化控制得以实现，确保了电气工程系统整体运行的高效性。首先，在远程监控系统中，信息化技术是基础，全方位监控电气工程各终端设备。其次，电气工程系统相对较为复杂，利用远程监控技术，可以保证系统的稳定运行。当前，远程监控技术的应用依然处在初期发展时期，在一些规模相对较大的电气工程中应用存在一定困难，主要应用于小型电气工程中，确保电气工程自动化的有效实现。

2.3 现场总线技术

自动化控制技术中，现场总线技术是其中一个主要的构成部分，结合具体情况编制相应的管理方案，从而确保电气工程自动化的高效运转。目前，现场总线技术的发展已经较为成熟，在单独的控制模块中，不但保证了系统的高效运行，同时有效规避各相关系统之间的影响，可以在稳定且安全的系统运行中，充分展现自动化技术的重要作用。利用现场总线技术，可以更加良好地控制电气工程，确保电气工程的高效运行，同时这亦是新形势下电气工程发展的基本需要。

3 电气工程中自动化技术的具体应用

3.1 变电站运行中自动化技术的应用

以往变电站的运转中采用的是人工监控的管理模式，但这样管理模式很难保证管理的实效性[3]。而将电气自动化技术应用其中，可以更加有效监控变电站的实际运行情况，确保变电站运行的稳定性和安全性。一方面，将电气自动化技术作为基础，创建远程监控系统，实时监测变电站运转的实际情况，保证变电站中相关设备的运行更加具有安全性。另一方面，利用自动化监测管理方式，实行自动化预警监测，全方位监控变电站的整体运行情况。最后，利用自动化技术可以对以往变电站中的相应电磁设备加以取代，充分展现了电气自动化的重要作用。

3.2 电网调度中自动化技术的应用

电网调度管理工作的开展中，充分运用自动化技术，可以确保电力的稳定运输，保证电力运输的安全性，并显著提升了实际工作效率，满足了自动化控制实效性的需求。如下图所示，创建的系统服务中，利用规约驱动，完成了针对电力实际运转状态的调度和监控，令电网调度管理更加高效，并通过远程监控，确保了电网运转状态的安全性，有效保障了现代化电网的稳定地运行。所以，电网调度中应用自动化技术，对以往的人工调度模式进行了转变，高效化管理电网调度管理控制工作的开展，提升了电网调度的实际工作效率，缩减了人力资源成本投入，利用远程监控技术，针对电网的运行实施全方位的监测，真正意义上实现了“无人值守”，确保了电气工程现代化建设更进一步的发展。

3.3 发电厂中自动化技术的应用

现如今，发电厂的运转控制工作中，运用自动化控制技术可以发挥十分重要的作用，可以在以往控制系统组合的前提下，满足系统集中化控制的要求，不再采用以往分散的控制方式，有效弥补了以往工作中存在的不足。一方面，发电厂中含有众多电气运行设备，且这些设备比较特殊，利用电气自动化技术，可以通过相应运行模块的监控，确保发电厂整体运转的安全性。与此同时，利用大数据分析以及模型创建等新型科学技术，针对发电厂相关运行模块实现了更加良好的监控。另一方面，自动化控制可以对系统参数进行科学设定，将目标管理当作基本要求，设置相应的工作任务参数，如此可以更加准确地对目标指令进行发送，确保远程化监控的良好实现。最后，发电厂中包含很多机械设备，利用自动化控制技术，可以有效监控这些设备的运行状态，如此不但保证了设备运转的稳定与安全，并给远程监控提供了相应的数据支持，有效提升了发电厂实际运转效率，与电气工程的现代化建设不谋而合，是今后主要的发展方向。

4 强化自动化技术应用效果的相关策略分析

充分意识到电气工程中自动化技术应用重要作用的情况下，应采用科学的自动化技术运用措施，以使自动化技术的优势得以最大限度发挥，保证电气工程系统的有效创建。

4.1 采用统一化的系统调控方式

就自动化技术具体应用的情况而言，这一技术的应用提升了电力系统的自动控制能力，并实现了远程控制。自动化控制中，确保了系统各不同功能模块之间的有机结合，为电力系统中各相关工作的开展提供了有力保障[4]。电气工程建设的初始时期，相应自动化方案的设计是主要工作内容之一，应保证电气设备的统一化管理，从整体上保障调控工作的有效开展。不同种类的电气设备所存在的问题不尽相同，所以，相关工作人员需要结合过往工程施工经验，根据电气工程建设的实际情况编制自动化监控方案，合理处理其中涉及的相关问题。在自动化控制系统的建设中应用专家系统，能够针对电气工程实际运行中出现的故障问题进行自动分析，同时给出合理化的应对措施。未来电气工程自动化系统的创建中，更加注重的是数据信息的分析及处理能力，保证自动化控制可以有效处理电气工程实际运行的各相关问题，确保电气工程的良好运转。

4.2 确保自动化的统一性

针对电气工程来讲，其中涉及的控制对象会因环境改变而发生一定变化。因此，确保自动化的统一性是十分关键的。通过自动化控制方式，控制设备运转中的每一节点，令管理工作具有统一性的特点，对控制系统实际运转中每一阶段的数据进行采集，从而给管理工作的有效开展提供保障。与此同时，各相关节点间需要可以进行灵活地调整，满足多项功能的实际需求，从而加强电力系统之于环境的适应能力。在电气工程中应用自动化技术，会在一定程度上影响电气控制的流程及效率。另外，控制对象发生变化，所产生的信息也会存在一定差异。而在确保自动化控制统一性的基础下，可以对众多不同节点所产生的数据信息进行统一，给数据信息的分析及处理提供了方便。电力系统具体运转中，通过自动化技术可以自动检测相关设备的实际运转状况，精准找出发生故障的位置，在不会对系统整体运行造成影响的前提下使故障问题得到有效处理。