有关电力工程中电气自动化探析

河北机电职业技术学院毕业论文有关电力工程中电气自动化探析姓名班级学号专业指导教师电气工程系年月有关电力工程中电气自动化探析摘要在我国，电力系统中的电气自动化技术是一项重要的技术，需要各个环节的合作和努力，在电力系统的运行过程中，整个的面貌都会由于不同的流程发生一定的改变，尤其是在电气化部分，对其深入的研究会得出不同的结果。电气工程及其自动化专业是一门电气信息领域新兴学科，是一种基础性和工程性都很强的专业学科。电气工程与工业生产以及人们的日常生活密切相关，随着信息通信技术、微电子技术、计算机科学与技术的广泛发展，电气工程及其自动化学科的发展日新月异，科技方面的不断发展也推动了电气自动化的进步，尤其是在进入工业现代化的时代后，电气自动化技术逐渐受到人们的重视，它本身的优越性也为它的迅速发展打下了良好基础。电气工程自动化促进了工业生产的速度，提高了生产效率，创造了更大的经济效益。已经成为高新科技产业的重要组成部分，在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用，为我国工业发展的主要动力来源，必须有效的解决电气工程发展过程中存在的问题，为实现我国经济的发展做好充分的准备。但在专业发展过程以及专业建设过程中也面临着许多问题和挑战。关键词：电气工程，自动化，特点，问题，解决措施目录TOC\o"1-3"\h\u30141第1章概述 iii5179第2章电气工程自动化技术的发展现状及特点 iv222192.1电气工程及其自动化技术的发展现状iv30562.2电气自动化技术特点iv12595第3章电气自动化在电力系统中几项应用方向简介 vi4543.1自动化实时仿真系统在电力系统中的应用简介vi255113.2综合自动化和智能保护技术在电力系统中的应用简介vi177083.3电气自动化技术在配电网系统中的应用简介vi17746第4章电气自动化技术在电力系统中的应用前景分析 vii266704.1电子计算机在电力系统中的应用vii85404.2电气自动化中PLC技术在电力系统的应用viii11643第5章电气工程及其自动化存在的问题 ix192855.1有关电气节能的发展问题ix121825.2电气工程及其自动化实施过程中工作效率有待提高ix317725.3企业实际需求不同，导致成本增加ix211495.4环境污染x253585.5网络结构的多样化x23890第6章电气工程及自动化存在问题的应对策略 xi300656.1建立科学、统一的自动化运用系统xi151696.2建立电气工程及其自动化的通用网络系统xi57566.3电气自动化的节能措施xi146466.4严格把控设备的设计开发xii175236.5提高和加强信息系统集成化及应用功能综合化的力度xii221256.6远程监控xii70726.7电气工程及其自动化专业的人才培养xii225486.8发展中的建设策略xiii17982第7章总结和展望 xiv31263致谢 xv26765参考文献 xvi第1章概述电气自动化技术所运用的领域很广泛，是建立在电子信息技术之上的。电气系统是由这样几个环节组成：发电、配电、变电和输电变电等的电能生产与消费系统。电气系统的功能是将自然界中的一次能源利用电动力装置再转化成电能，经输电、变电和配电之后将电能供应到千家万户。为了更好的实现这一功能，电力系统在各个环节、不同层次之间还有相应的信息与控制系统，以实现对电能的生产过程的测量、调节、保护、控制、通信以及调度，有效保证用户获得优质、安全、高效、经济的电能。要建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。第2章电气工程自动化技术的发展现状及特点2.1电气工程及其自动化技术的发展现状电气工程及其自动化学科自成立至今，已逾两个多世纪，电气工程学科的发展已日趋精细化。电气工程及其自动化的延伸学科包括：电力电子与电力传动、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电机与电器及其控制。随着电力电子器件的发展，电力电子技术经历了由电器件、半导体器件、集成电路、到超大规模集成电路的变革，电力电子与电力传动广泛应用于电能变换、钢铁、冶金、电力牵引、船舶推进等领域；电机与电器及其控制主要研究步进电机、无刷励磁直流电机、感应同步器等特种电机的控制、调速，在电机驱动方面，如电动汽车、高性能可靠电机等领域有较好的发展前景；电力系统及其自动化作为电气工程及其自动化的另一个延伸学科也获得了长足的发展。21世纪是知识与科技的时代，科学技术作为第一生产力在社会发展中起着核心作用。无论是国家的进步还是个人的发展，只有依靠科技的进步和知识的力量，才能立足于世界，在社会中谋得一席之地。近年来，随着科技的不断更新和发展，电气工程及其自动化的技术平台也取得了长足的发展，电气设备的设计周期越来越短，设备工作效率越来越高。PLC工业控制技术、单片机技术等计算机技术使电气工程学科涉足更多领域，使工业控制更加精益化、智能化。2.2电气自动化技术特点所谓的电气自动化技术就是指将电子信息技术及以信息技术作为主要内容的电气工程进行有机结合的一类应用技术。就其技术特点而言，电气自动化技术主要具备以下几个重要的特点：其一是技术的涵盖而相对较宽。由于电气自动化技术不仅是一种应用性较强的技术，又是一种较为普遍的技术，大多数与工业相关的企业都会或多或少地涉及到这一方面。同时，因为这门技术的科技含量比较高的缘故，一般在电气自动化的系统设计中，都既需要硬件的设计又需要进行软件设计，并且应用于不同收集整理的行业及场合时都需要选用不同的技术性方案，由此可见，这门技术是需要相对较宽的知识面的。其二是对电子技术的依赖程度比较高。我们都知道，对于一种较为典型的电气自动化控制系统来说，不论是从专门采集信号用的传感器到单独进行信号的处理和运算的控制器，还是到运行运算结果的系统执行机构之类等等都和电子技术本身的发展紧密相关。因此，可以说电气自动化技术的进步和发展离不开电子技术的进步，这两者是紧密关联的，并且前者依赖于后者。第3章电气自动化在电力系统中几项应用方向简介3.1自动化实时仿真系统在电力系统中的应用简介通过自动化数字模拟实时仿真系统，工作人员可以得到很多的相关实验数据；通过该系统实验人员可以进行电力系统的稳态和暂态的同步实验；电力系统科研开发人员还可以通过该系统做新装备的开发测试工作；自动化数字模拟实时仿真系统能与多种控制系统组合使用，并形成反馈闭环系统，为科研人员研究开发电力系统中的智能化、高效、灵活的输电系统及智能化控制提供先进的开发平台。电力系统中电气自动化数字模拟实时仿真系统的应用，能够很好的实现负荷动态特性的监测与仿真实验，为科研人员提供实验数据。【张雷，李大伟.电力系统配电网自动化的应用现状及展望[J].职业技术，2023(7).张雷，李大伟.电力系统配电网自动化的应用现状及展望[J].职业技术，2023(7).3.2综合自动化和智能保护技术在电力系统中的应用简介我国的综合自动化与技术研究现在已经达到了美、日等国家的技术水平，领先与其它国家，走在了世界的前列。在智能自动化保护技术方面的开发利用也走在了其它各国的前列，由我国自主研制开发具有分层式结构的综合自动化智能保护输电装置已经应用于我国不同地区不同电压等级电站中。在研究综合自动化和智能保护技术方面领域的研究上应用新的科学理论，如人工智能网络系统理论、网络通信技术理论、微电技术理论、自适应控制理论、等，可以在很大的程度上提高我国电力系统的技术水平，对电站的工作效率和安全性都有很重要的现实意义。人工智能理论应用于电力系统是未来的发展趋势，人工智能在故障分析、故障排除、自动检测等方面有很大的技术优势。3.3电气自动化技术在配电网系统中的应用简介在配电网系统中的电气自动化技术，应用的是和国际接轨的公共信息模型。输电网的理论算法应用先进的计算机软件环境，人工智能灰色神经元算法在电网负荷预测时应用理论和实际结合的方式进行。潮流计算的过程中应用的是配网递归虚拟流算法。第4章电气自动化技术在电力系统中的应用前景分析4.1电子计算机在电力系统中的应用现代控制系统中，电子计算机在其中有着不可替代的重要作用，电力系统中电子计算机的应用能够更好的提高电力系统的工作效率。21世纪以来，电子计算机的更新换代越来越快，新技术的应用越来越频繁。计算机技术在电力系统中用输电、发电、配电、变电等重要环节中都起到了中流砥柱的作用。电力系统运行过程中的配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节应用最广泛的就是计算机技术种的信息管理系统。电力系统自动化技术与计算机技术相结合所形成新技术必将是整个电力系统智能控制的技术，它将应用于整个电力系统运行的各个环节当中。计算机自动化技术在变电站自动化系统、稳定控制系统、调度柔性交流输电等得到了大规模的应用。目前我国正在进行的电网改革，实际上就是传统的电网向数字化电网系统的转化，也可以说是向智能化的转变，因为我国是一个区域特别复杂的国家，所以这个转变将会是一个相对长期的工作。数字化智能化电网应用最为广泛就是计算机通信技术，它具有实时性、双向性、可靠性的特点，该电网可以说完全依赖于计算机技术，计算技术的发展也一定会促进数字化智能化电网的蓬勃发展。计算机技术的应用可以使变电站实现生产自动化。变电站生产自动化实际上就是计算机屏幕化的运行管理和记录统计数字的自动存储。操纵和监视也是变电站自动化过程中的重要组成部分。只有实现了计算机完全管理运行，才能实现变电站的整体自动化，目前我国的大部分变电站都是半自动化，就是计算机辅助办公，人是主体部分。而自动化的重要标志就是实现无人办公的局面，我国在这方面还需要进一步的发展。【王君鹏.电气工程自动化系统控制方式的研究[M].科学出版社,2023.王君鹏.电气工程自动化系统控制方式的研究[M].科学出版社,2023.电力系统自动化中最重要组成部分是自动化实现。目前我国将电网调度自动化系统主要分为国家电网、大区、省级、地区以及县级调度五级系统。在各级系统中计算机都占据了主导作用。计算机网络系统是电网调度系统中最重要的组成部分，它位于电度控制中心。计算机自动化网络系统将整个电网各个节点连接在一起，形成一个整体的电力系统网络。系统的其他硬件组成主要包括有变电工作站、系统服务器、变电站终端设备、可调自动发电场、显示设备及打印设备，这些硬件设备也都并入整个计算机自动化网络系统，并由系统调节各部分协调工作。4.2电气自动化中PLC技术在电力系统的应用PLC技术是电子计算机技术与继电接触控制技术相互配合而产生的一门新兴的技术手段，主要应用于电气自动化中。它的采用可编逻辑程序存储器，实现内部的可控存储，进行控制、运算、记录等命令。在整个电力系统自动化中使用PLC技术，使系统具有内高可靠性、接线简单、有较好的灵活性和低耗能等优点。PLC技术具有数据排序、查表、采集、图像分析处理，同时有对数据的数学运算、数据传送和位操作等功能。智能装置通过计算机通信功能接受这些数据，进行一定操作控制。智能计算机输出的数据还应用于过程控制系统，调节大型控制系统等。开关量控制和顺序控制多用于火力发电站能发电系统的辅助的工艺流程。现在，PLC技术广泛的应用于企业的各个生产设备上，大大的提高了生产效率，提高了经济效益，减小了生产成本。PLC开关的应用也非常的广泛，它输出和输入信号都是通/断的开关控制信号，例如，我们平时做的升降电梯，机床、汽车装配生产线及饮料灌装线等等。近年来，各个国有大型发电企业，尤其是大型的火电厂，响应国家节能减排的号召，应经都陆续的将传统的开关控制系统升级换代成了PLC技术的现代开关控制系统。该系统的应用大大的降低了不可再生自然资源的耗损，使生产效率得到了大大的改善，提高了整体的经济效益，为企业带来了实际的收益和口碑。第5章电气工程及其自动化存在的问题5.1有关电气节能的发展问题我国工业的持续发展和电气工程的进步有着密切的关系，在生产过程中各个环节的运转都需要电气工程的参与和配合，电气工程担任着整个工程正常运转的基础。现阶段的电气工程及其自动化的建设没有针对性，面对各个不同的企业的实际需要，在现有的技术成果上再逐个进行针对性的设计不但使成本增加，对于电气设备的设计、运行、调试、使用也增加了不必要的困难，加大了人力、物力的投入，最终使工程的总成本增加，没有达到企业成本控制最优化的目标，给企业造成了一定的损失。尤其是工程项目中一些先进的技术设备能够提高电气工程的工作效率，这些智能化的先进设备有着不可取代的作用和价值。在实际的工业生产活动中，电气工程扮演着非常重要的角色也满足了一些实际的生产需要，能源的浪费就成了亟需解决的问题，为建立一个绿色的环境而将未来的节能发展问题作为重点考察内容，这与电气工程的发展存在分歧。5.2电气工程及其自动化实施过程中工作效率有待提高电气工程及其自动化实施过程中，效率的高低影响着整个工程的的完成效果。现今社会是一个讲求效率的社会，在保证质量的前提下提高运行效率，加快社会发展的步伐是时代的迫切需求。面对不同的对象进行不同的设计，要力争做到操作方法简便易懂，更容易让人接受，使每个企业在缺乏或者没有相应的专业技术人员时也可以安全地进行操控，这样的电气工程及其自动化的设计才能体现出其自动化的成功性。目前的企业在电气工程及其自动化的技术上都是因企业而宜，不同的企业，电气工程及其自动化的技术水平也不一样。要想在这些企业中脱颖而出，效率的提高可见显得十分重要。那个企业在最短的时间里设计出更让人操作简便，更让人明白的设计，在离成功的大门前就会胜出一筹。哪个企业效率低下注定就是失败的。这个时候，企业的技术人员的技术水品就得到了检测。【王星力.电气工程及其自动化问题研究[J].中国电子商务，2023(10).王星力.电气工程及其自动化问题研究[J].中国电子商务，2023(10).5.3企业实际需求不同，导致成本增加目前我国电气工程及其自动化系统的建设没有针对性，只是一项综合的技术，企业在使用时需要相关人员根据现有的技术成果，按照企业的实际需求，进行有针对性的设计，无形中增加了成本。电气工程及其自动化的开发平台系统是多样的，这就使电气工程及其自动化在具体设计、实施、和调试、开机、运行及维护过程中，无形中延长相关软件的实际开发时间，增加了各个环节的成本费用，最终使工程的总成本增加，没有达到企业成本控制最优化的目标，给企业造成了一定的损失。5.4环境污染电气工程及其自动化专业的发展为人民生活带来了巨大便利，与此同时也给环境造成了巨大污染。如何发展低能耗、高效、无污染的电气设备，也是电气工程及其自动化学科的热点话题。5.5网络结构的多样化对电气工程及其自动化产品造成了一定的影响，这是电气工程及其自动化发展与建设过程中不可忽视的问题。电气工程及其自动化现在普遍应用于商业中，而在商业用途中数据传输是非常重要的，既要求数据传输的准确，更要求信息传输的安全。电气工程及其自动化在数据传输方面还是存在一定问题的：在不同企业等商家制造的硬件和软件等产品在信息交换的过程中，受开发商程序接口不同的影响，给数据之间的传输和通信造成了一定的困难，从而增加了电气工程及其自动化数据通信的困难。【李娜娜.电气工程及其自动化的建设与发展的若干思考[J].电气自动化,2023.李娜娜.电气工程及其自动化的建设与发展的若干思考[J].电气自动化,2023.第6章电气工程及自动化存在问题的应对策略6.1建立科学、统一的自动化运用系统通过对电气自动化中存在问题的分析和研究，了解到环境会对电气自动化的生产提出比较高的要求。针对这一问题将解决的措施引向系统的完善和健全上去，建立一个统一的系统平台，将目前的各种先进的技术都充分的运用进去，进而实现系统的科学化管理目标。在测试、开机和运行的各个环节都以更加高效的工作模式来完成，将这些先进的设计思想都用在实际的管理系统当中，能够最大程度的完成系统的开发利用，将降低系统管理中的相关费用。【罗宇杰.浅谈电气自动化在电力系统中的应用[J].广东科技，2007(10).】企业在发展和精进的道路上也越走越顺，有关企业工程中不同系统的运用都能够满足各种企业产品的生产需求，在执行统一平台和系统的管理过程中也实现了运用平台的独立性。罗宇杰.浅谈电气自动化在电力系统中的应用[J].广东科技，2007(10).6.2建立电气工程及其自动化的通用网络系统建立电气工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置，使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制，技术监管，企业管理等许多步骤，要想使这些步骤得到资源的合理化配置，就要使这些系统通过网络联系起来。通过建立电气工程及其自动化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效，快捷的交换，促使整个企业的优化发展。【卞宝东.解决电气工程及其自动化存在问题的措施[J].今日科苑，2023(6).卞宝东.解决电气工程及其自动化存在问题的措施[J].今日科苑，2023(6).6.3电气自动化的节能措施电能在传输的过程中，一般情况下导线上存在着电阻就会产生有功功率损耗。然而，线路上的电流是不能改变的，因此，为了有效减少电能在线路上的传输损耗，就只有减小导线的电阻。实际上，导线的电阻是与导线的截面积成反比，而与电导、导线长度成正比的。具体来说，要有效减少导线的电阻，就应该从以下几个方面入手：一是选用电导率较小的材质做导线，这样可以减少电能在来回的电路上的损失;二是减小导线的长度。这可以在进行布线时，让导线尽量走直路，避免过多的走弯路，从而减少导线的长度;三是变压器应该尽量接近负荷中心，从而减小供电距离。四是增大导线的横截面积,在各方面条件允许的情况下，尽量选择横截面积较大的导线，从而通过减小电阻减少损耗，达到节能的目的。【杨利利.刍议杨利利.刍议电气工程及其自动化[J].中国新技术新产品，2023(4).6.4严格把控设备的设计开发控制设备设计开发阶段是设备可靠性的关键阶段，只有设计的合理与科学才有可能生产出合格的产品，因此此阶段，需要仔细研究设备、元器件、零部件的技术条件、技术环境，以分析出产品的设计参数，进而制定出合理的设计方案。其二在全面掌握产量设定产品结构形式和产品类型的基础上，进行综合、全面的构思，设定出产品的结构。使产品具有良好的操作维修性能和使用性能，以降低设备的维修费用和使用费用。6.5提高和加强信息系统集成化及应用功能综合化的力度为降低供电成本,必须打破以往各单项自动化工程相互独立、功能重叠的弊端,将配网自动化系统的信息进行集成,对其功能进行重组与综合。实现SCADA系统与CIS系统的一体化设计、融合现有的CIS系统、线损管理系统、可靠性管理系统及生产MIS系统,实现一体化的配电管理系统。6.6远程监控在未来发展中，电气工程自动化技术会更为重视提高其远程监控的能力。通过加强远程监控能力，可以使电气工程管理系统大大节省电缆设施，从而极大地节省了安装费用，节约了材料。进而有效地提高了系统的可靠性及灵活性。但是，这种方法受到了各种现场总线通讯速度不高的限制，不适合大的系统监控。因此，在对该技术进行完善时，一定要积极提高线路的通讯速度。施工工程都是非常庞大的，使用远程监控可以大大提高监控效率。程监控方式的运用具有节约电缆、减少安装费用的支出、节约材料、提高了可靠性高、组态较为灵活等优势，使施工管理更为有效。6.7电气工程及其自动化专业的人才培养随着世界经济的不断发展和能源的紧缺的现状，因此就继续人才来满足社会的需求。专业培养人才的基本要求就需要扎实地学好自然科学基础知识，掌握好人文社会科学和一定的管理科学知识，并具有较强的计算机应变能力。还要通过理论学习、时间训练和社会实践，培养出全面的人才来。电气工程专业人才应具有以下几方面的素质：首先具有扎实的数学、物理基础，掌握电磁基础理论、高等数学、矩阵理论等电气工程专业必须的理论基础；其次需要掌握电工理论、电子技术、自动控制理论、电机学等电气工程必须的专业知识；还应具有实际操作动手能力，做到理论与实践相结合，能通过实践理解和验证理论知识的正确性、完备性；最后应具备较高的工作适应能力和团队沟通、协作能力。6.8发展中的建设策略面对当代电气工程及其自动化的发展现状所面临的困难，在开发设计电气工程及其自动化系统时，要以正确的思想为指导，要充分了解所涉及行业的信息与需求，再进行科学的规划、实施与运行，从而将成本控制在合理的范围内；网络结构是电气工程及其自动化系统中最为重要的部分，通过网络可以实现生产企业中的设备控制系统、技术监管系统、企业管理系统等各个系统之间数据的高效、快捷、安全的交换。通用的网络结构还可以对中心控制系统及其它通信管理系统进行网络资源的配置，可以使信息及时正确地传输，做到真正的网络结构互通。【王晓辉.浅析电气工程及其自动化的建设与发展[J].电气工程,2023.王晓辉.浅析电气工程及其自动化的建设与发展[J].电气工程,2023.第7章总结和展望我国电气系统自动化技术在电气工程中的发展前景是十分广阔的，在科技领域突飞猛进的今天，电气工程及其自动化一定会构建出一个完善的，独立的系统，成为我国社会主义现代工业化社会构建的助手，实现电气工程及其自动化跨越式的发展。为了使这种美好的愿景在实际生产生活中更好的实现，需要注意这样几方面因素的影响：首先，信息技术起着决定性的影响;其