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電氣專(zhuān)業(yè)論文電氣工程自動(dòng)化應用與展望論文
前言
當前經(jīng)濟發(fā)展速度較快，社會(huì )生產(chǎn)和生活的節奏也在不斷加快，各類(lèi)以電力為能源的設備對于供電系統的要求不斷提高，諸如生產(chǎn)企業(yè)、建筑企業(yè)等，大功率、長(cháng)時(shí)間、變性大的用電為電力行業(yè)的日常管理和運營(yíng)帶來(lái)了前所未有的挑戰。新時(shí)期的供電企業(yè)必須考慮如何對自身的實(shí)際操作進(jìn)行改進(jìn)，大力發(fā)展信息化建設，才能應對社會(huì )發(fā)展下的各種需求，實(shí)現自身的當代價(jià)值。據《中國電力配網(wǎng)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀及十三五規劃研究報告2016-2021年》反映，我國當前電力行業(yè)自動(dòng)化水平較低，資金投入不足，自動(dòng)化效果仍需提高，這就意味著(zhù)當前電力行業(yè)的發(fā)展要想與世界接軌，就必須加大自動(dòng)化研究和建設力度。
1.電氣工程及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與意義
1.1特點(diǎn)
電氣工程及其自動(dòng)化的特點(diǎn)在于利用了先進(jìn)的信息科學(xué)技術(shù)，對電力系統的控制實(shí)現了效率提升和成本節約，主要表現為：①通過(guò)對控制方式的設計，研發(fā)了配套與電氣設備運行相匹配的系統，提高了設備管理與運行的合理性，同時(shí)增強了配電網(wǎng)的可靠性及穩定性。②通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)的支撐，實(shí)現了對電力設備的高效利用，而在適用自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程中，對原來(lái)的配電網(wǎng)進(jìn)行合理整改，選擇一些節能、高效的新設備，減少了在電能傳輸時(shí)的耗損。③通過(guò)設計和控制合理的電能參數，對符合進(jìn)行控制，針對一些特殊情況可自動(dòng)采取可變性的節電措施，同時(shí)減少了相應設備在配電網(wǎng)異常情況下的損壞幾率。
1.2意義
我國現代經(jīng)濟的發(fā)展有著(zhù)兩個(gè)重要的特征，即工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，大規模的集成化生產(chǎn)設備對能源要求較高，例如大型的流水線(xiàn)生產(chǎn)機械、工程施工中的各類(lèi)設備等，可見(jiàn)電力能源關(guān)系到社會(huì )基礎經(jīng)濟與建設。在信息技術(shù)革命時(shí)代，倡導和重視電氣工程自動(dòng)化發(fā)展，實(shí)現電力生產(chǎn)與運營(yíng)的自動(dòng)化監管，促進(jìn)各項設備高效運行，是電力企業(yè)與時(shí)俱進(jìn)的表現，也是對電力企業(yè)核心競爭力的一種強化�？梢哉f(shuō)，電氣工程及其自動(dòng)化的使用水平，是電力企業(yè)現代化的一種標志，對于電氣走出傳統邁向全面工業(yè)化有著(zhù)重要意義。
2.應用現狀
現代電氣自動(dòng)化主要采用集成——分管的方式，一定程度上實(shí)現了電力企業(yè)的信息化管理。在控制方面，通過(guò)總控制系統對子系統及相關(guān)設備進(jìn)行動(dòng)態(tài)監控和管理，通過(guò)匹配實(shí)時(shí)信息與預設目標實(shí)現自動(dòng)調控，促進(jìn)了系統資源的有效配置，針對一些其他復雜的需求，能夠以軟硬件系統調整的方式進(jìn)行體現出不同的功能。在系統結構方面，采用通用化的設計，將企業(yè)管理系統與設備管理進(jìn)行連接，實(shí)現了高效通訊，提高了企業(yè)管理的效能。主要適用的技術(shù)與系統如下：
2.1信息集成
信息集成技術(shù)是電力系統控制主要使用的技術(shù)，該技術(shù)具有較強的實(shí)用性，且短時(shí)間內不能被完全取代。從整體統籌上來(lái)看，通過(guò)對信息網(wǎng)絡(luò )的建設，企業(yè)能夠對實(shí)際的環(huán)節和場(chǎng)景進(jìn)行數據采集，以圖像、視頻的形式進(jìn)行實(shí)際監控，對于一些設備運行或電能傳輸狀態(tài)，也可以通過(guò)特定的數字信息進(jìn)行反饋，此外不僅是生產(chǎn)環(huán)節，對于人力資源、財務(wù)信息、資源狀態(tài)等都能夠通過(guò)一個(gè)綜合平臺進(jìn)行信息的整合和分析，有助于企業(yè)進(jìn)行全面的管理。從縱向單一管理來(lái)看，集成技術(shù)有助于企業(yè)運用通訊設備與實(shí)際的設備、系統之間形成關(guān)聯(lián)，能夠對單一某項管理工作進(jìn)行綜合調度，增強了業(yè)務(wù)能力。
2.2系統語(yǔ)言
在長(cháng)期的實(shí)踐和研究中，為了提高檢修維護的效率，采用IE與WindowsNT為主要系統語(yǔ)言，基于這兩種系統語(yǔ)言的特點(diǎn)，使管理平臺更為標準，統一了操作規范和專(zhuān)業(yè)技能，管理更為便捷。而PC系統在電氣自動(dòng)化系統中的運用，將管理界面變得更加直觀(guān)便捷，利用PC對電氣化系統進(jìn)行操控，不僅能夠快速地對系統中的異常情況進(jìn)行掌握，同時(shí)還能夠及時(shí)地采取應對措施，減少故障排查和維護的時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。此外，采用PLC技術(shù)對電網(wǎng)數據進(jìn)行采集、分析、整理及傳輸，通過(guò)將模擬數據與實(shí)際數據之間的比對和轉換，對電力系統進(jìn)行可變性智能控制，其中模擬閉環(huán)是控制中最具特點(diǎn)的，可實(shí)現對整個(gè)電力系統的有效調節。
2.3電網(wǎng)適用
�、僖杂嬎銠C和信息技術(shù)為依托，對整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行監控和管理，采用分級別的自主調動(dòng)方式，實(shí)現以行政區域為分級的地區電網(wǎng)調度模式，依靠電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅可以對大范圍的電網(wǎng)狀況進(jìn)行掌握，同時(shí)還能真對單一區域內的電網(wǎng)根據實(shí)際需求進(jìn)行專(zhuān)門(mén)調度。該技術(shù)目前主要是依據實(shí)時(shí)監控數據來(lái)運行。②在電網(wǎng)的改造建設方面，配電系統發(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構模式，確保了通訊質(zhì)量。通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，將配電轉化成為一種數字信息，進(jìn)而快速下到端點(diǎn)，直接控制設備產(chǎn)生功能變化，整個(gè)過(guò)程通過(guò)預設程序完成，提高了配電效率和質(zhì)量。③由于變電站工作最為復雜，電力處理量最大，因此使用自動(dòng)化技術(shù)最多，主要是防止操作失誤和提高能效，通過(guò)關(guān)聯(lián)各項設備并進(jìn)行分類(lèi)，實(shí)現了同時(shí)監控、同時(shí)管理、高效運行和快速維護，減少了人力工作的負擔，提高了能源質(zhì)量。
2.4綜合自動(dòng)化
一方面，依靠自動(dòng)化技術(shù)將設備監控、管理、故障排查、維護等進(jìn)行串聯(lián)，實(shí)現一體化的操作，這就對整個(gè)管理系統提出了一體化要求，通過(guò)對系統的精密推演和設計，讓系統替代人對完成工作，很大程度上實(shí)現了智能操作過(guò)程。另一方面，由于實(shí)時(shí)通訊和控制技術(shù)的支持，因此可以支持暫時(shí)與穩定兩種狀態(tài)同步存在，因此能夠組建一個(gè)仿真的試驗環(huán)境，以滿(mǎn)足技術(shù)人員的試驗需求。
3.未來(lái)展望
3.1智能技術(shù)的發(fā)展
智能技術(shù)可以說(shuō)是自動(dòng)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(lái)發(fā)展意義深遠�；诖�，應加強研究和學(xué)習，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，對控制系統進(jìn)行不斷升級，根據電網(wǎng)運行環(huán)境及相關(guān)設備的屬性針對性地對系統進(jìn)行調整，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能力，在各種電壓、負荷情況下其工作能力不會(huì )發(fā)生削減。例如分層式的綜合自動(dòng)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(shí)踐過(guò)程中自主研發(fā)的，它突破了原來(lái)的技術(shù)限制，具有更強的實(shí)用意義。因此在未來(lái)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，減少人力工作的負擔。
3.2配電網(wǎng)自動(dòng)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，采用高級的應用型軟件，通過(guò)輸電網(wǎng)理論算法對配電網(wǎng)真實(shí)數據進(jìn)行處理，再通過(guò)人工智能進(jìn)行負荷運算和預測，多方面保證了計算結果的準確性和計算過(guò)程的快速性。該模式下，信息的傳遞變得更為精準，增強了控制系統的實(shí)際效果。而未來(lái)發(fā)展中，肯定還會(huì )對該方面進(jìn)行深入研究，主攻方向是討論如何綜合設計計算方式，簡(jiǎn)化其中的某些步驟，使計算和數據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
�、訇P(guān)于大型綜合性平臺的構建。需考慮平臺在功能和范圍上的突破，例如互動(dòng)功能，及平臺可與外部用戶(hù)關(guān)聯(lián)，通過(guò)平臺交互電力供求信息，企業(yè)能最快掌握用戶(hù)實(shí)際需要，從而預設供電指令，以確保滿(mǎn)足用戶(hù)要求；集電力企業(yè)所有管理于一體，在系統中區分日常管理、技術(shù)設備、企業(yè)狀況、人力資源等多個(gè)區間，各個(gè)區間之間又互為關(guān)聯(lián)，能夠方便各方面的統一調度；對單獨項目進(jìn)行縱向全面控制，即流水線(xiàn)式的監督和控制，所涉及的內容須全面，信息傳輸和反饋功能可靠。②對仿真系統進(jìn)行開(kāi)發(fā)，著(zhù)重研究負荷動(dòng)態(tài)建模和仿真實(shí)時(shí)建模兩種，即創(chuàng )設電網(wǎng)數據數字模擬實(shí)驗環(huán)境，以提供實(shí)驗保障。
4.總結
電氣工程及其自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)在發(fā)展和適用的過(guò)程中，逐漸出現一些瑕疵，這些小瑕疵就是推動(dòng)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和匹配技術(shù)，但是在未來(lái)社會(huì )中，電力行業(yè)不斷發(fā)展以及電力系統基礎性能的不斷提升乃至于電力系統本身新功能的出現等，都要求自動(dòng)化技術(shù)還要不斷研究和完善。目前看來(lái)始終堅持高效、安全、專(zhuān)業(yè)的原則對自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)是必不可少的。
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