电气工程自动化的设计与应用

时间：2024-05-04

田华

电气工程及其自动化是现代工业生产领域的核心技术，通过结合运用智能信息处理技术，使企业的生产服务模式发生意想不到的变化。

【关键词】电力系统自动化人工智能

电气工程自动化是一种集计算机技术、机电一体化技术、电力电子技术、信息网络技术、以及电机电器技术等在内的综合性技术，它十分广泛地运用在每个行业，在提高中国自动化企业生产管理水平和使用者满意的服务质量水平中起着重大的作用。

1 电气工程项目管理的现况

在电气工程项目的实施上，企业实行的是粗放的管理模式，大多以为电气工程项目管理就是将任务分配给有关部门或相关人员，并想象他们会取得预期的进展，这导致了很多项目延迟或虽有目标和总体规划，但没有具体的实施方法。一些电力企业，还停留在管理不当的层面，企业的硬件和软件存放不规范，现场仪表材料放置杂乱，更不用说整个管理过程利用计算机来进行。

2 电气工程自动化设计的原则

（1）尽量的满足生产工艺和机械对控制电气的条件，但在此基础上，设计的方案要经济和简练。

（2）处理好电气和机械之间的关联。

（3）电气元件的选择。

3 电气工程自动化的设计思维

3.1 统一监控模式

统一监控模式不仅操作维修十分方便，而且控制站不需要过高的防护，系统设计起来也非常简单。不过因为这种方法是把系统的各种功能同时集中在同一个处理器中，因此难度比较大，任务比较重，同时，对处理器的处理速度也会有一定程度的影响。因为所有的电气设备都进了监督控制之中，导致主机的冗余降低，需要更多的电缆，进而使得投资的增加，长距离电缆的干扰也有可能会影响到系统的安全可靠。

3.2 远程监控的模式

远程监控模式有节约安装成本，节省原材料，节省大量的电缆、配置灵活以及较高的安全可靠性等特点。但是因为各种现场总线通信线的速度不是非常的高，从而使发电厂电气部分相关的通信量比较大，因此，远程监控模式主要用于监测小系统，并不适用于工厂电气自动化的系统建造。

3.3 现场总线控制模式

现今，现场总线、太网等已经广泛应用于变电站综合自动化体系，并且拥有了非常丰富的经验，智能化电气装备也得到了快速的发展，这些技术和装备的发展都为网络控制体系应用于发电厂电气系统打下了牢固的基础。现场总线控制模式使系统的设计更具备针对性，对于不一样的间隔有着不一样的功能，因此就可以根据间隔的不同情况来设计。这种控制方法不仅具有远程监控模式的全部优势，还能够减少许多的隔离设备，接线盒等，并且智能设备现场的安装，由通信线路连接的监控系统，节约了更多的控制电缆，节省了大量的投资以及安装维护的工作费用，进而使得成本不断减少。

4 电气工程的应用

电气工程包括电气和电机，电力系统及其自动化，高电压与绝缘技术，电力电子与电力传动，电工理论与新技术专业五二级。

发电、输送电、变电、配电、由电气设备和辅助系统构成的汇集能源生产，运输，配送和使用的系统被称为电力系统。在同一时间完成电力能源的生产和使用，过度的过程很短，具有较强的区域特性的电力系统，和国民经济息息相关等都是电力系统的特征。

5 电气工程自动化研究的偏向

5.1 智能防护以及变电站综合自动化

电力系统防护新原理的探究，把国际最新的模糊理论，人工智能，综合自动控制系统，自适应控制理论，网络通信，计算机新技术运用于新的继电保护装置上，从而使新的继电保护装置可以实现智能控制，大大提高了电力系统的安全级别。变电站自动化体系的长期钻研，开辟的分层分布式的变电站综合自动化装备可以应用于多种品级变电站。在国际领先水平的微机防护领域钻研基础上，变电站综合自动化范畴的研究已经达到了先进水平。

5.2 电力市场的理论与技术

由于中国当前经济发展形势的具体情况，电力市场的需要以及电力工业技术的经济形势，仔细地研究电力市场运营方式，深入研究、明确操作过程中每一步的具体规则；提出了适合中国目前的电力市场运作方式的期货交易，具体的数学模型和算法，紧紧地围绕着中国现阶段电力市场模拟运营中急待解决的理论性的问题。

5.3 电力系统的实时仿真

对电力负荷监控，电力系统实时仿真模型的建立等进行了钻研，建立了一个高校第一所包含实时仿真设备的实验室。这个仿真体系既可用于多种电力体系稳态和暂态尝试并提供许多的实验结论，还能和各类控制装置组合成闭环体系，帮助研究人员测试新的装置，为智能防护和快捷交流输电体系提供优良的研究条件。

5.4 运行电力系统的员工培训仿真体系

电力系统仿真培训系统是为满足中国电力企业职工岗位培训的要求，把多媒体技术、计算机以及网络的最新成就和传统理论共同结合，利用专家系统，计算机辅助智能教学理论，实施电力系统的知识培训的强有力手段。该系统设计创新，教学资源配置分布合理，系统硬件扩充容易且方便，所以学员可以在理论上无限延伸。

5.5 电气装备状态监控与故障诊断方式

通过把光纤手艺，数字信号处置手艺，传感手艺，计算机技术和模式识别等一起组合，细心研究监测的基本方法和电气设备的故障诊断机制，开发了开关设备、发电机等基本电气设备的监测体系，大大提高电力设备和供电体系的运行安全。

5.6 电力系统中的人工智能的运用

按照电力工业的发展需求，进行了专家系统、人工神经网、模糊逻辑和进化理论运用到电力系统的计划、设计和实施等方面的研究。基于该软件研究，还进行了电力智能控制理论和在电力系统智能监控中的应用的研究，来提高电力系统运行与控制水平的智能化。

5.7 电力系统中当代电力技术的运用

进行了电力装置的控制原理和算法，各类电力装置在电力系统中的功能和一些新兴技术等方面的研究。