电气工程及其自动化的历史与发展现状

罗君胜

摘要：电气工程带有极强的技术专业性，在社会各行业用电量骤增的背景下，要确保电力系统安全稳定运行，应紧随电气自动化技术设备的更新步伐，通过电气自动化技术的深度应用，发挥其在查验电力系统故障，提高电力系统安全性等方面的作用效能。

关键词：电力系统；电气自动化；技术应用

1电气自动化技术的应用优势

1.1节约电力系统管理成本

电力系统在传统模式下进行管理时，需要大批量技术维护人员，在进行线路检修作业时，不可避免地会采取带电作业措施，其工作风险较大。引入电气工程自动化技术后，可以减少人工维修人员的数量及工作量，同时能快速发现故障隐患，有效节约电力系统管理成本。

1.2提高了系统运行的安全系数

系统运行的安全系数是电力系统运行的一部分。一旦发生安全事故，不仅意味着自动化技术的作用无法有效发挥，而且意味着系统运行的总体成本和可能的危害将显著增加。自动化技术的应用可以大大减少由于外部环境和人为因素的影响而引起的故障，这不仅是系统运行取得良好效果的前提，也是提高系统运行整体质量的有效措施。只有消除安全问题，系统才能发挥应有的作用。

1.3大幅度提高电力系统智能化控制水平

在电力系统架构越来越复杂、供电服务需求越来越细化的背景下，电气自动化技术的穿插应用可以显著提高电力系统的智能化水平，这体现在其可控性的提高上。过去，电力系统运行控制目标的实现主要依赖于总线控制模式，这种模式的控制效果已难以满足新时期电力系统的实际运行要求。借助自动化技术，电网、变电站、发电厂等电力系统附属硬件设施可以高效串联，实现电能从生产、传输到应用的全过程信息采集与分析。在此基础上形成的电力信息数据库，借助电气工程自动化计算分析技术，在识别和处理系统故障源方面具有较高的效率和准确性。

2电气工程及其自动化的历史

19世纪以后，电力学科得到了进一步的发展和应用。上半个世纪，电流磁场感应被安培研究和论证，法拉第提出了感应定律。十九世纪底，英国物理学家提出了涡旋电场和位移电流等相关理论，为后续的研究和发展打下了良好的基础。随着科学技术的进一步发展，世界各国都认识到了电能的优势，在大学里开设了电气学科。当然，中国不甘心弱小，并加大了这一领域的人才培养计划。二十世纪初，清华大学领导的高等学校开始制定和实施机电人才培养计划。新中国成立后，大力支持人才培养计划，形成了一大批机电类院校。20世纪60年代，北京电力学院成立。最初的人才培养以发电厂为主，大部分专业为电网系统或高压电力技术。20世纪60年代初，北京电力学院启动了第一批电力专业研究生培养计划。随后，在国家政策和资金的大力支持下，电气工程专业得到进一步发展，相关学科人才获得博士学位。其中，首批工程院士授权人杨启孙教授为我国电力及自动化技术的研发做出了巨大贡献。此后，国内许多大学都获得了授予电气工程博士学位的权利。随着计算机网络的发展和广泛应用，科学技术的不断进步和发展，学科的逐步细化，电气工程与其他学科之间的交叉越来越多。同时，它在社会经济发展中发挥着越来越重要的作用。特别是进入21世纪后，它得到了大力推广，几乎遍及我们生活的每一个角落。

3电气工程自动化技术在电力系统运行中的具体应用

3.1电力工程基础电网技术

电气工程自动化技术在应用上需要电网技术作为应用基础及对象，在我国社会生产水平逐年加速提升的背景下，电气工程理论、实践及以各类电气设备取得了较好的发展。整体上看，在电网技术支撑辅助下，电网实现了更广的覆盖范围和面积，电网技术标准等级也在持续提高。为此，应利用好电力工程基础电网技术，在电网布局及电网调度上追求科学规范。一是要考虑到我国幅员辽阔，在电网工程的建设过程中，结合电力能源需求调研，在电网工程中增加一些自动化技术模块，使电能传输及电能质量能够满足基本要求。二是对电网加大管理力度，围绕电力调度，采用电网技术，对不同区域的电力进行调配，尽量避免低压台区出现。

3.2自动模拟技术

自动仿真技术是数据分析和闭环系统构建中常用的技术。作为一种重要的电气工程自动化技术，其在电力系统中的应用可以与人工智能技术形成技术合力，在保证电力系统运行质量方面具有巨大潜力。首先，电力系统技术人员在获取系统数据参数信息后，在仿真软件的支持下建立模型，然后将模型中涉及的信息与电力系统进行连接和传输。系统对数据信息进行综合分析，得出结果。第二是通过比较结果对模型进行修正。自动仿真技术具有更高的数据精度和更全面的数据分析能力，能够实现电力系统海量数据的筛选。因此，仅对影响电力系统运行的关键数据参数进行有针对性的分析。第三，通过建立和应用该技术下的闭环系统，在该技术下建立电力系统网络间的虚拟连接端口，连接电力控制系统，提高电力系统的智能控制水平。例如，在电力系统和设备的现场安装调试中，可以通过自动仿真技术和虚拟接口的支持，将不同的电气设备连接起来，从而提高调试效率。第四，数据信息通过电源系统检测并发送至控制模块。分析后，控制模块向前端发送反馈控制信息。该过程构成了电力系统的闭环控制。由此可见，自动仿真技术是保证电力系统稳定运行的重要手段。

3.3自动化在电网调度方面的应用

电网调度是保证电力稳定供应的基础，由于我国幅员辽阔，地域较大，长远距离的电网调度技术还不够发达，在电网调度领域引入自动化技术，可以利用数字和信息数据对调度距离进行合理调控和设置，能有效保证电网调度的稳定性和质量，提供稳定的电力供应，而且自动化可以有效收集调度信息，合理配置电网基础设施，基础设施分布合理，就能保证供电和配电的质量，减少安全事故的发生。

3.4人工智能技术

人工智能技术作为电气自动化技术的重要实现条件，在电力系统中的应用价值极高。人工智能技术依托计算机技术，借助计算机在程序上及分析上的快捷智能化，实现对电力系统运行数据信息的全面收集及深度分析。这一过程带有模拟人脑思考及操作的特点，因而称之为人工智能技术。在应用该技术时，应把握如下几点：第一，电力系统人工智能技术要与计算机技术的应用相结合。通过计算机技术在数据提取及分析上的快捷精准，实现对电力系统主架构及附属电力设备元件运行状况的跟踪，进而提高电力系统网络及配套设备的自动化运行水平。第二，再电力系统中应用人工智能技术，主要应用范围应放在电力系统运行故障的自检上，通过对故障信息进行收集、反馈及响应，提高故障的维修效率。具体应用时，如发现电力系统故障，人工智能技术中的馈线安装自动化终端会分析系统故障，然后借助DTU的终端和串口485或232对故障信息进行连接及传输，之后在网络基站及路由器上上传故障信息，通过电力系统对故障信息进行检测分析，查找原因及对策。

3.5PLC技术的应用

PLC控制系统和计算机控制技术联系十分紧密，该系统内部的功能主要包括下达运算指令、控制及记录等任务，具有结构简单、稳定性高的特点，该结构正在逐渐替代传统控制技术，成为自动化控制技术的核心部分。在闭环的控制过程中，系统能有效调整内部流量大小、温度等模拟量，借助I/O模块对内部模拟量完成对闭环的PID控制，同时在模拟目标和数字之间实现A/D转换。

结论

电力是关乎人民与各行各业的基础行业，离开电力系统的供电，社会生产就无法正常运转，因此研究如何保证电力的有效供应和电力系统的稳定运行对于整个人类社会有非常重大的意义。

参考文献：

[1]凤瑞.电气工程自动化技术在电力系统运行中的应用[J].价值工程,2020,39(20):189-190.

[2]周科佳.电气自动化在电气工程中的融合运用[J].城市建设理论研究(电子版),2020(19):6-7.

[3]马爽.电力系统运行中的电气工程自动化技术应用[J].数字技术与应用,2020,38(06):74-75+78.

[4]金月.论电气自动化在电气工程中的应用研究[J].设备管理与维修,2020(12):52-54.

[5]徐西睿.电气工程及其自动化的发展现状分析及发展趋势[J].通信电源技术,2020,37(12):250-252.