柯希釗

摘 要：隨著市場需求和科技發(fā)展，電氣工程及其自動化技術(shù)成為了當(dāng)前電力行業(yè)研究的重點(diǎn)，本文通過對電氣工程及其自動化技術(shù)概述，詳細(xì)分析我國在這方面的發(fā)展情況和目前現(xiàn)狀，并對其在電力系統(tǒng)自動化未來發(fā)展趨勢應(yīng)用進(jìn)行探究，供電力行業(yè)發(fā)展參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);電氣工程;自動化;智能化

能源是促進(jìn)人類社會發(fā)展的重要動力之一，隨著對電現(xiàn)象的不斷深入研究，人們逐漸開始利用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換，依靠燃燒煤炭等化石能源產(chǎn)生熱能，通過蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)換為動能，然后通過發(fā)電機(jī)產(chǎn)生定向電流，還有利用太陽能、地?zé)崮堋⑺?、風(fēng)力等自然能源來實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換。電的應(yīng)用對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展產(chǎn)生了極大的促進(jìn)作用，對人們的日常生活有著深刻影響[1]。隨著企業(yè)設(shè)備生產(chǎn)用電規(guī)模不斷擴(kuò)大，家用電器日漸豐富，電子設(shè)備的不斷更新，人們電能的依賴程度也越來越高，有經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)用電、平時隨身攜帶必不可少的手機(jī)、辦公所需要的電腦及打印設(shè)備、生活所需的各類家用電器等等，一旦發(fā)生停電，人們的生活將受到嚴(yán)重影響，企業(yè)將受到巨大的財產(chǎn)損失，因此研究電氣工程及其自動化技術(shù)，將電力輸送智能化、安全化、穩(wěn)定化具有重要意義。

1電氣工程及其自動化技術(shù)概述

電氣工程及其自動化技術(shù)涵蓋了目前電力控制系統(tǒng)、機(jī)電一體化、電子科技、計算機(jī)技術(shù)等主流的電氣科技工程類目，是隨著電子科技的發(fā)展逐漸衍變成為的一種綜合性和復(fù)雜性較強(qiáng)的學(xué)科，目前隨著電力的廣泛應(yīng)用，研究電器工程及其自動化技術(shù)對改善電力轉(zhuǎn)換利用率，提升電力能級具有重要意義。

1.1定義

在近些年隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越多的研究機(jī)器智能，以此來替代人工勞動力，提升生產(chǎn)效率，電氣工程自動化技術(shù)這一概念就來源于此，指的是在電力行業(yè)在發(fā)展過程中逐漸應(yīng)用電子科技設(shè)備，對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行控制和維護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力穩(wěn)定有序持續(xù)輸出，進(jìn)一步解放人力資源，控制生產(chǎn)成本。電氣工程及其自動化技術(shù)的發(fā)展對人們生活帶來個翻天覆地的變化，不斷滲入到社會各行各業(yè)中去，成為影響社會發(fā)展進(jìn)步的重要指標(biāo)之一[2]。

1.2特點(diǎn)

1.2.1精確性。電氣工程及其自動化技術(shù)的不斷改進(jìn)，在日常生產(chǎn)生活用電量控制分析上，越來越精準(zhǔn)，由于電力能源沒有辦法進(jìn)行長期存儲，所以需要及時輸送并實(shí)時應(yīng)用，傳統(tǒng)的電力行業(yè)在企業(yè)生產(chǎn)和人們生活用電方面沒有辦法進(jìn)行準(zhǔn)確估量，常常需要發(fā)電設(shè)備進(jìn)行過量發(fā)電，以滿足電力峰值波動造成的電壓影響，但是自動化技術(shù)的發(fā)展可以進(jìn)行精確控制，通過切換多條電路滿足用電需求，提升電力應(yīng)用效能。

1.2.2低運(yùn)營。電氣自動化對設(shè)備操作方面也有積極的影響，雖然自動化技術(shù)在初期投入研發(fā)成本較高，但是從長期發(fā)展方面看，自動化技術(shù)可以有效促進(jìn)設(shè)備能耗的降低，延長設(shè)備使用壽命，同時自動化技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了部分簡單工作的不間斷無人操作，降低了人力成本，在長期應(yīng)用自動化技術(shù)進(jìn)行電力生產(chǎn)，可以使電力部門運(yùn)行成本逐漸降低，提高了整體工作效率[3]。

1.2.3智能化。自動化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展就是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化運(yùn)行，不但能夠通過人們設(shè)定好的程序進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行，還能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析研判，采取有效措施進(jìn)行故障清除和系統(tǒng)維護(hù)，例如當(dāng)前發(fā)展已經(jīng)逐漸走向市場的無人駕駛技術(shù)，便是基于電子自動化技術(shù)，利用傳感設(shè)備對周邊環(huán)境的檢測，自動控制汽車發(fā)動機(jī)和轉(zhuǎn)向等各種操作，實(shí)現(xiàn)智能化駕駛。

2電力系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀分析

2.1發(fā)展趨勢

2.1.1起步階段

電氣工程及其自動化技術(shù)發(fā)展于上世紀(jì)70年代，我國的相關(guān)技術(shù)研究起步較慢，隨著改革開放不斷深入，國外的先進(jìn)的電氣工程控制技術(shù)逐漸流入我國，并開始廣泛應(yīng)用，在初期由于國家經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)發(fā)展程度較低，在自動化技術(shù)方面自主研發(fā)的成果較少，僅能通過購買國外先進(jìn)電力設(shè)備進(jìn)行部分關(guān)鍵電力樞紐控制，企業(yè)發(fā)展用電和人們生活用電極不穩(wěn)定，常常出現(xiàn)大范圍停電情況，一方面是產(chǎn)能跟不上，另一方面是設(shè)備技術(shù)跟不上，故障排查解除效率低下，在后期維修維護(hù)時常常需要靠人數(shù)和工時彌補(bǔ)技術(shù)方面的短板[4]。

2.1.2發(fā)展階段

在進(jìn)入二十一世紀(jì)后，我國各行業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，使得電力自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，初步實(shí)現(xiàn)了對電力資源的自動化控制、輸送、數(shù)據(jù)分析、故障排除等功能。利用自動化技術(shù)電力系統(tǒng)的發(fā)電輸送效率和穩(wěn)定程度大大提升，同時在故障發(fā)生后能夠及時進(jìn)行原因分析，最短時間排除故障，大大解放了人力資源，對危險區(qū)域?qū)崿F(xiàn)機(jī)械自主操作，這在安全生產(chǎn)方面具有重要意義。

2.1.3深化階段

隨著電氣工程及其自動化技術(shù)在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其電力輸送和配電管理都發(fā)生了較大變化，市場對電力行業(yè)也提出了更高的要求，更加穩(wěn)定的電力輸送、更加安全的電力資源以及更加低廉的電力成本。因此實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的電氣工程自動化也是當(dāng)前電力行業(yè)的日程安排，加大對供電、電力輸送、電壓監(jiān)測、設(shè)備監(jiān)管等方面的自動化控制，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，提升電能供應(yīng)質(zhì)量。在后期維護(hù)上，能夠利用高度發(fā)展的自動化設(shè)備進(jìn)行關(guān)鍵部位監(jiān)控，一旦某些設(shè)備出現(xiàn)問題，第一時間進(jìn)行反應(yīng)，及時中斷故障電路，自動切換到備用電路中，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致企業(yè)和居民區(qū)大規(guī)模停電事故[5]。

2.2自動化關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.2.1管理設(shè)備智能化

自動化發(fā)展的核心技術(shù)是設(shè)備的智能化，隨著當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)搭建和廣泛應(yīng)用，“線”上操控，設(shè)備上“云”成為了發(fā)展主流，其市場潛力巨大。在電氣工程自動化行業(yè)中，智能化技術(shù)主要是用于操控和管理電網(wǎng)系統(tǒng)，這種高度自動化的技術(shù)能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)電網(wǎng)行業(yè)管理方面的缺失和不足，只需要確保設(shè)備正常運(yùn)行，便能一天24小時不間斷進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和傳輸，這方面人力管理遠(yuǎn)不能及，其次對出現(xiàn)的異常行為能夠進(jìn)行精確辨認(rèn)，及時判斷異常來源，對其危害程度進(jìn)行準(zhǔn)確評估，并判斷進(jìn)行警報級別，當(dāng)前不少地區(qū)電力行業(yè)開展了智能化設(shè)備轉(zhuǎn)換試點(diǎn)工作，實(shí)踐證明，通過智能化設(shè)備能夠有效降低30%故障率，具有重要發(fā)展意義。

2.2.2電力傳輸智能化

確保電力穩(wěn)定輸出是保障安全用電的第一步，當(dāng)前電氣工程行業(yè)對柔性交流輸電系統(tǒng)研究較多，尤其是其串聯(lián)補(bǔ)償、svc、facts等成熟技術(shù)，能夠有效保證輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且對設(shè)備要求限制較低，通過規(guī)模化輸電設(shè)備提升輸出功率，在提升穩(wěn)定性的同時降低了設(shè)備成本。由于柔性交流輸電系統(tǒng)本身也是自動化系統(tǒng)的重要組成部分，所以與其他系統(tǒng)進(jìn)行銜接時兼容度高，在實(shí)際工作中，相互配合程度較好，能夠有效發(fā)揮各組件運(yùn)行功率，也有利于電氣工程行業(yè)各方面設(shè)備升級和調(diào)換。同時其涉及到的電子傳輸技術(shù)、高精度傳感技術(shù)和微型設(shè)備處理技術(shù)在其他行業(yè)也有積極作用[6]。

2.2.3在線清障智能化

傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)需要定期進(jìn)行維護(hù)，投入巨大人力物力進(jìn)行細(xì)致排查，同時對企業(yè)生產(chǎn)和居民生活也會造成一些影響，在應(yīng)用了當(dāng)前發(fā)展的高科技技術(shù)后，對電路可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控和網(wǎng)格化管理，通過電磁暫存技術(shù)可以分析判斷電路運(yùn)行狀況，并將結(jié)果及時傳輸至設(shè)備終端。這種動態(tài)監(jiān)測方式能及時發(fā)現(xiàn)電路故障和其具體位置，方便及時開展修繕工作，保障電路運(yùn)行安全穩(wěn)定。

3自動化技術(shù)發(fā)展制約因素

3.1技術(shù)成本投入高

電氣工程的自動化技術(shù)對實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)要求較為嚴(yán)格，在發(fā)展過程中經(jīng)常會出現(xiàn)由于某個關(guān)鍵技術(shù)和零件技術(shù)數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致自動化水平一直上不去，受到的限制和影響較大，發(fā)展比較緩慢，必須加大投入，集中力量才能攻破關(guān)鍵技術(shù)，這就導(dǎo)致自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用初期成本較高，但是以發(fā)展眼光看，實(shí)現(xiàn)自動化技術(shù)應(yīng)用市場要求和是大勢所趨。

3.2自動化基礎(chǔ)設(shè)備水平發(fā)展不完備

從目前我國電力系統(tǒng)方面對自動化技術(shù)的應(yīng)用程度可知，自動化水平還停留在人工設(shè)置程序控制階段，對突發(fā)情況應(yīng)急處理方面還不完善，一方面是操作人員專業(yè)素質(zhì)整體水平還有待提升，對設(shè)備的操控還停留在最基本的功能實(shí)現(xiàn)水平，創(chuàng)新實(shí)踐能力不足，另一方面是設(shè)備程序智能化水平較低，僅能夠?qū)Σ僮骱唵蔚牧鞒虒?shí)現(xiàn)自主操控，對復(fù)雜問題，程序算法還不夠準(zhǔn)確，不能有效解決問題。因此在關(guān)鍵的環(huán)節(jié)中，還需要人力進(jìn)行管控。

3.3技術(shù)復(fù)雜程度高

電氣工程是一項(xiàng)規(guī)模大、復(fù)雜程度高的綜合工程，技術(shù)涉及方面較多，需要對整個電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和分析，才能實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行，因此必須加大對電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)方面的梳理，將電子科學(xué)技術(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行深入融合，滿足相關(guān)技術(shù)前置要求，并利用經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全面提升電氣工程自動化效率，促進(jìn)電力系統(tǒng)邁向智能化發(fā)展。

4電力系統(tǒng)自動化未來發(fā)展

4.1提升專業(yè)化程度

實(shí)踐證明，電氣工程及其自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)未來發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，因此必須加大投入研究相關(guān)技術(shù)，一是要對電力系統(tǒng)員工進(jìn)行培訓(xùn)，目前自動化技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能完全替代人工操作，因此必須在關(guān)鍵流程加大對員工的綜合素質(zhì)和技術(shù)研發(fā)培訓(xùn)，提升其對高精尖設(shè)備的操控能力和對自動化技術(shù)的研發(fā)能力，只有滿足了電力系統(tǒng)自動化發(fā)展需求才能最大化實(shí)現(xiàn)其對電力發(fā)展的推動作用，提升電力行業(yè)整體水平。

4.2建立自動化電力發(fā)展平臺

由于涉及的行業(yè)和技術(shù)較多，因此電力行業(yè)必須搭建一個具有溝通協(xié)調(diào)、互通有無的技術(shù)平臺，供廣大電力從業(yè)者進(jìn)行交流互動，集合社會閑置資源和精英人力資源，解決各方面技術(shù)的難題，避免出現(xiàn)技術(shù)“孤島”。在科技不斷發(fā)展中，同步實(shí)現(xiàn)電氣工程的技術(shù)完善和改進(jìn)，并廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)領(lǐng)域中去。同時，通過平臺也對社會資源進(jìn)行了有效整合和優(yōu)化。

4.3創(chuàng)新自動化設(shè)備和技術(shù)

目前電氣工程自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于整個配電網(wǎng)絡(luò)，但是在更深層次方面的自動化程度還不足，在未來還是要加強(qiáng)對自動化技術(shù)的創(chuàng)新研究，使其真正實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)、輸送、控制、故障排除無人化，節(jié)約電力企業(yè)生產(chǎn)成本，保障供電區(qū)域企業(yè)用電和居民生活。

5結(jié)語

根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，我國社會各個領(lǐng)域和行業(yè)也開始不斷深入應(yīng)用電氣工程自動化技術(shù)，電力行業(yè)作為重要能源供應(yīng)必須加大對自動化模式的研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能自動化，滿足我國日益增長的電量資源需求。

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