分析電氣工程及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀與未來展望

辛春雷

摘 要：電氣工程及其自動化學(xué)科的發(fā)展日新月異，已經(jīng)成為高新科技產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，但在專業(yè)發(fā)展過程以及專業(yè)建設(shè)過程中也面臨著許多問題和挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動化 發(fā)展現(xiàn)狀

一、電氣工程及其自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)及其自動化作為電氣工程及其自動化的另一個(gè)延伸學(xué)科也獲得了長足的發(fā)展。21 世紀(jì)是知識與科技的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力在社會發(fā)展中起著核心作用。無論是國家的進(jìn)步還是個(gè)人的發(fā)展，只有依靠科技的進(jìn)步和知識的力量，才能立足于世界，在社會中謀得一席之地。近年來，隨著科技的不斷更新和發(fā)展，電氣工程及其自動化的技術(shù)平臺也取得了長足的發(fā)展，電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)周期越來越短，設(shè)備工作效率越來越高。PLC 工業(yè)控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)等計(jì)算機(jī)技術(shù)使電氣工程學(xué)科涉足更多領(lǐng)域，使工業(yè)控制更加精益化、智能化。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷更新，電氣工程及其自動化建立了靈活的集成控制系統(tǒng)，滿足了工業(yè)自動化領(lǐng)域的技術(shù)需求，另外，也滿足了商業(yè)企業(yè)從管理層到電氣工程及其自動化系統(tǒng)的底層之間的數(shù)據(jù)存取、介質(zhì)的訪問控制方式等，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)，讓工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制網(wǎng)絡(luò)更加快捷方便，從而降低了成本。成本控制是工業(yè)中一個(gè)非常重要的因素，電氣工程及其自動化的應(yīng)用就是節(jié)約工業(yè)成本，提高工業(yè)效率的一種重要途徑。

二、電力系統(tǒng)及其自動化的重要性

電能與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，其自動化程度的重要性可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：第一點(diǎn)，電力系統(tǒng)比較龐大，當(dāng)其中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障都有可能帶來較大影響，甚至不斷擴(kuò)大的事故范圍，最終導(dǎo)致電網(wǎng)解列，為此采用自動化技術(shù)瞬間快速的切除故障，將極大的保證供電可靠性和安全性。第二點(diǎn)，確保良好的電能質(zhì)量。實(shí)際運(yùn)行的電力系統(tǒng)需要依靠多個(gè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)頻率、無功和有功的測量，以此及時(shí)做出調(diào)整來保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。第三點(diǎn)，自動化裝置的大量應(yīng)用可以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。電力系統(tǒng)是一個(gè)綜合的大系統(tǒng)，在何時(shí)、何地投建機(jī)組或機(jī)組發(fā)電多少等與自動化裝置分不開，僅僅依靠現(xiàn)場值班人員來進(jìn)行宏觀調(diào)度顯然比較慢，且容易發(fā)生人為事故。

三、電氣工程及其自動化發(fā)展中的不足及建設(shè)策略

電氣工程及其自動化是工業(yè)發(fā)展不可或缺的一種技術(shù)。隨著社會的發(fā)展，商業(yè)間的交流越來越多，交易也越來越復(fù)雜，商業(yè)和工業(yè)的發(fā)展帶動了經(jīng)濟(jì)的騰飛，從而促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，反過來也使電氣工程及其自動化技術(shù)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。但是電氣工程及其自動化技術(shù)在發(fā)展過程中仍然面臨著一些困難與挑戰(zhàn)：①現(xiàn)階段的電氣工程及其自動化的建設(shè)沒有針對性，面對各個(gè)不同的企業(yè)的實(shí)際需要，在現(xiàn)有的技術(shù)成果上再逐個(gè)進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)不但使成本增加，對于電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、調(diào)試、使用也增加了不必要的困難，加大了人力、物力的投入，最終使工程的總成本增加，沒有達(dá)到企業(yè)成本控制最優(yōu)化的目標(biāo)，給企業(yè)造成了一定的損失。②現(xiàn)今社會是一個(gè)講求效率的社會，在保證質(zhì)量的前提下提高運(yùn)行效率，加快社會發(fā)展的步伐是時(shí)代的迫切需求。面對不同的對象進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，要力爭做到操作方法簡便易懂，更容易讓人接受，使每個(gè)企業(yè)在缺乏或者沒有相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)人員時(shí)也可以安全地進(jìn)行操控，這樣的電氣工程及其自動化的設(shè)計(jì)才能體現(xiàn)出其自動化的成功性。③電氣工程及其自動化專業(yè)的發(fā)展為人民生活帶來了巨大便利，與此同時(shí)也給環(huán)境造成了巨大污染。如何發(fā)展低能耗、高效、無污染的電氣設(shè)備，也是電氣工程及其自動化學(xué)科的熱點(diǎn)話題。④網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多樣化，對電氣工程及其自動化產(chǎn)品造成了一定的影響，這是電氣工程及其自動化發(fā)展與建設(shè)過程中不可忽視的問題。電氣工程及其自動化現(xiàn)在普遍應(yīng)用于商業(yè)中，而在商業(yè)用途中數(shù)據(jù)傳輸是非常重要的，既要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確，更要求信息傳輸?shù)陌踩?。電氣工程及其自動化在?shù)據(jù)傳輸方面還是存在一定問題的：在不同企業(yè)等商家制造的硬件和軟件等產(chǎn)品在信息交換的過程中，受開發(fā)商程序接口不同的影響，給數(shù)據(jù)之間的傳輸和通信造成了一定的困難，從而增加了電氣工程及其自動化數(shù)據(jù)通信的困難。面對當(dāng)代電氣工程及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀所面臨的困難，在開發(fā)設(shè)計(jì)電氣工程及其自動化系統(tǒng)時(shí)，要以正確的思想為指導(dǎo)，要充分了解所涉及行業(yè)的信息與需求，再進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃、實(shí)施與運(yùn)行，從而將成本控制在合理的范圍內(nèi);網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是電氣工程及其自動化系統(tǒng)中最為重要的部分，通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)中的設(shè)備控制系統(tǒng)、技術(shù)監(jiān)管系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的高效、快捷、安全的交換。通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還可以對中心控制系統(tǒng)及其它通信管理系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的配置，可以使信息及時(shí)正確地傳輸，做到真正的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)互通。

四、電力系統(tǒng)及其自動化的發(fā)展方向

4.1采用實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)。電力系統(tǒng)由于過于大，為了測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性或可靠性不可能進(jìn)行實(shí)地測量，因此采用仿真系統(tǒng)進(jìn)行模擬是目前電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的趨勢，來用該系統(tǒng)不僅可以保證對電力系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)的驗(yàn)證，而且可以幫助科研工作者驗(yàn)證各種新型自動化設(shè)備，構(gòu)成的模擬系統(tǒng)可以為靈活輸電提供必要的條件，此外，值得一提的是該仿真系統(tǒng)引入可以對負(fù)荷進(jìn)行動態(tài)控制，為下一步的模型建立提供基礎(chǔ)。

4.2利用智能保護(hù)及綜合自動化技術(shù)。我國的自動化技術(shù)在國際處于先進(jìn)的研究水平，目前智能自動化技術(shù)也處于領(lǐng)先水平，綜合裝置在各等級電站的應(yīng)用比較普遍，國內(nèi)將最新的智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自適應(yīng)及微機(jī)技術(shù)均應(yīng)用在電氣自動化設(shè)備中，通過不斷研究新理論、新技術(shù)，可以提升電力系統(tǒng)整體安全性、可靠性。

4.3電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)。我國采用的配電網(wǎng)自動化技術(shù)模型完全符合國際標(biāo)準(zhǔn)，將一些高級軟件與輸電網(wǎng)理論緊密結(jié)合，對于負(fù)荷的預(yù)測則采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或細(xì)菌趨藥性算法，潮流計(jì)算采用虛擬流算法。此外，在技術(shù)方面，我國配電網(wǎng)自動化技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，在信息一體化、配網(wǎng)和中壓網(wǎng)數(shù)字化方面領(lǐng)先與世界其他國家，并最后突破了線路損耗大、傳輸空間有限的問題。當(dāng)然，支持這項(xiàng)技術(shù)成功的關(guān)鍵是數(shù)字信號處理技術(shù)。

4.4供電及一次設(shè)備和二次設(shè)備自動化技術(shù)。依據(jù)不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形式，我國配電網(wǎng)基本上可以分為以下兩類：第一類城市電網(wǎng);第二類農(nóng)村電網(wǎng)。前者主要以電纜為基本的供電模式，而后者則多是采用架空線路為主，雖然這兩類存在不同，但其配電網(wǎng)主要由電源、自動化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)構(gòu)成，根據(jù)不同的形式組成了多種配網(wǎng)方案。第一類配網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)柜等自動化裝備為主，第二類則主要依據(jù)重合器、分段器等自動化裝備為主，其線路開關(guān)以斷路器為主。電力系統(tǒng)中選用自動化技術(shù)可以有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測和控制功能，保護(hù)設(shè)備如繼電器是遠(yuǎn)動設(shè)備實(shí)現(xiàn)可靠運(yùn)行的根本，一般在室外場合的應(yīng)用多，且需要不間斷電源來保證系統(tǒng)長久的工作，配電自動化設(shè)備應(yīng)用較廣泛，目前采用 CDT、POLLING 規(guī)約，但自動化系統(tǒng)與規(guī)約兩者之間不協(xié)調(diào)，需要科研人員不斷研究，以研究出新的規(guī)約達(dá)到對系統(tǒng)自動化約束的目的。

五、結(jié)束語

綜上所述，目前，國家實(shí)力之間的競爭日趨激烈，主要就體現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域的科技發(fā)展發(fā)展上。電氣工程及其自動化學(xué)科的長足發(fā)展逐漸使電能成為利用最多、應(yīng)用最為方便的能源。因此，以電能為研究對象的電氣工程及其自動化學(xué)科有著廣泛的發(fā)展前景和巨大的生命力

參考文獻(xiàn)：

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