劉東　周曉磊　楊斌

摘要：近年來，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化已經(jīng)在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。作為一門現(xiàn)代新興學(xué)科，電氣自動(dòng)化已經(jīng)與人們的生活密切相關(guān)，并且發(fā)展相對成熟。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的各方面應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛。本文闡述的是電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢及應(yīng)用進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電力系統(tǒng)；未來發(fā)展趨勢

一、電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

我國經(jīng)歷過幾十年的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了很好的成績，但是如果要和國外那些發(fā)達(dá)國家比起來仍舊有著不小的差別，隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)方面的競爭也因此越來越激烈。所以，我國電氣自動(dòng)化控制技術(shù)研發(fā)必須結(jié)合自身的實(shí)際狀況，發(fā)揮出本身的優(yōu)勢，這樣才能在行業(yè)中搶占重要的位置。目前，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)用中，DCS仍然占據(jù)著重要地位。

1.半控型晶閘管逐漸被全控型電力電子開關(guān)所取代

從最開始使用的第一代電力電子器件（晶閘管），到現(xiàn)在國內(nèi)一直使用于直流與交流傳動(dòng)的控制系統(tǒng)，直到如今的第二代全控式器件（CTR、GTO）和第三代復(fù)合型器件（IGBT、MGT），最后才出現(xiàn)的廣泛使用的第四代電力電子器件，不但將主回路的器件，還包括驅(qū)動(dòng)電力、過壓過流保護(hù)、電流檢測、溫度自動(dòng)控制等均集合為整體。

2.由低頻到高頻發(fā)展的變頻器電路

高頻變頻器電路在不改變逆變器提高工作頻率的前提下，也能大大降低開關(guān)損耗降，從而減小逆變器尺寸的大小，高效的節(jié)約了使用成本，使得逆變器在較高功率下實(shí)現(xiàn)集成化工作，因此對于直流逆變器電路來說，其發(fā)展前景非常可觀，發(fā)展趨勢不容小覷。

3.通用變頻器使用規(guī)?；?/p>

通用變頻器指的是使用批量化、系列化、在市場供求較大的中小功率變頻器，從變頻器使用情況來分析，從最早使用的普通功能型轉(zhuǎn)變成為高功能型變頻器，到高動(dòng)態(tài)性能矢量控制型，直到如今的電力半導(dǎo)體器件IGBT，其獨(dú)特高效的可靠性、操作性、維修方便等優(yōu)勢使得單片控制技術(shù)得以進(jìn)一步提升。

4.計(jì)算機(jī)電子信息技術(shù)推動(dòng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展

20世紀(jì)70年代，單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用推動(dòng)著電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備的全面發(fā)展，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出來的應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)了對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的匯總分類、顯示打印等日常操作，然而電氣自動(dòng)化仍存在一些自身的問題，比如：不同廠家的相同設(shè)備之間無法相互聯(lián)系，因?yàn)樵O(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的通信方式大多采用點(diǎn)對點(diǎn)的星形連接，因此導(dǎo)致系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性不強(qiáng)和設(shè)備配置的靈活性不好，另外相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏現(xiàn)象也日益突出。

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)電子信息技術(shù)的高速迅猛發(fā)展直接導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化技術(shù)、配電自動(dòng)化的水平迅速提升，相對于之前的舊產(chǎn)品來說很大程度上降低了電力電纜和通信電纜的使用量，并且在設(shè)備體積方面和占地面積均有不同程度的縮減，節(jié)約了大量的經(jīng)濟(jì)成本。計(jì)算機(jī)電子信息技術(shù)不但大大提升了系統(tǒng)的技術(shù)性能，還不同程度的提高了設(shè)備配置的靈活度、交互性、可操作性和可維護(hù)性等諸多方面。

總而言之，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在朝著不斷創(chuàng)新的方向穩(wěn)步發(fā)展，推動(dòng)事物發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力是創(chuàng)新，無論在哪方面想要不斷地向前發(fā)展只有創(chuàng)新。對于電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)而言更是如此。只有不斷創(chuàng)新才能使電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)更快更好的發(fā)展。我國為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展提供了充足的條件并且在不斷的完善相關(guān)的法律法規(guī)，促進(jìn)了電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的更好發(fā)展。創(chuàng)新將推動(dòng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)朝著更加標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一化的方向發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化將有效的提高工作效率并減少工程的成本。與時(shí)間統(tǒng)一化的發(fā)展方向?qū)τ陔姎庾詣?dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展也是特別有必要的，可以在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中構(gòu)成必要的網(wǎng)絡(luò)體系，從整體上進(jìn)行電氣自動(dòng)化的控制。

二、電氣自動(dòng)化技術(shù)未來應(yīng)用方向

1.實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)

該仿真系統(tǒng)在提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，也可以同時(shí)進(jìn)行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)實(shí)驗(yàn)，亦可用來協(xié)助檢測新設(shè)備、新裝置，能與多種控制裝置配置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，真正達(dá)到了為靈活輸電系統(tǒng)提供便利可行的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。同時(shí)，引進(jìn)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)來對電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真建模和電力系統(tǒng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)監(jiān)測等多方面深層次的研究提供便利條件和軟件設(shè)施。

2.智能保護(hù)技術(shù)和綜合自動(dòng)化技術(shù)

就目前而言，我國有關(guān)綜合自動(dòng)化方面的研究已達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平，研發(fā)出來的分層式綜合自動(dòng)化裝置完全適用于現(xiàn)階段各種電壓等級電站，可以將國內(nèi)外的綜合自動(dòng)控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能、自適應(yīng)理論等科技研究應(yīng)用于保護(hù)裝置中，在此基礎(chǔ)上對自動(dòng)化保護(hù)的新原理、新技術(shù)、新理念進(jìn)行科學(xué)研究，使電力系統(tǒng)的安全性能得到全面提升，以致新型保護(hù)裝置的智能控制特點(diǎn)得到了有效的保護(hù)和更好的應(yīng)用。

3.人工智能

非線性問題在電力系統(tǒng)中是普遍存在的，里面的方程式比較復(fù)雜，可以應(yīng)用人工智能技術(shù)來解決這些問題。原來的繼電保護(hù)裝置時(shí)運(yùn)用普通計(jì)算機(jī)，后來運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)檫@種技術(shù)跟普通的計(jì)算機(jī)相比，更加的可靠和穩(wěn)定。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率特別高，運(yùn)行過程中速度也很快。另外，還可以實(shí)現(xiàn)精確度較高的算法，從而更好地保護(hù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝置。

4.配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)

該技術(shù)實(shí)驗(yàn)所用的模型是國際上最新的標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，高級應(yīng)用軟件與配網(wǎng)實(shí)際結(jié)合的方法是輸電網(wǎng)普遍采用的理論算法，在負(fù)荷預(yù)測時(shí)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法，而配網(wǎng)遞歸虛擬流算法是最后進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)所采用的算法。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)性突破主要集中表現(xiàn)在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字方面、配網(wǎng)模型、配網(wǎng)一體化、高級應(yīng)用設(shè)備等方面，解決了實(shí)際操作中在配電網(wǎng)上應(yīng)用衰耗等技術(shù)難題，也正因?yàn)椴捎昧诵滦蛿?shù)字信號(hào)處理技術(shù)，才使載波接收靈敏度得到了大幅度提高。

結(jié)束語

本文主要結(jié)合現(xiàn)代電氣自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r的時(shí)代背景，對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的未來應(yīng)用發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡要的分析，并就當(dāng)代的電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)及其發(fā)展現(xiàn)狀兩個(gè)方面，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的操作呈現(xiàn)出高度信息集成化特點(diǎn)。集中監(jiān)控和分布式控制系統(tǒng)是目前電氣自動(dòng)化工程主要的控制系統(tǒng)。最后，本文分別從四個(gè)方面分析了電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢?？傊覈姎庾詣?dòng)化工程控制系統(tǒng)始終朝著創(chuàng)造創(chuàng)新的方向發(fā)展，未來電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)仍需要更精尖專業(yè)的高素質(zhì)人才，最后標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、精確化也將必然成為電氣自動(dòng)化發(fā)展的未來趨勢。

（作者單位：國網(wǎng)河南登封市供電公司）

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