一、電力系統(tǒng)

主要組成部分包括：發(fā)電、輸電、變電、配電及用電等。一般情況下電力系統(tǒng)的一次設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)與輸電線路等設(shè)備，通過對一次設(shè)備進(jìn)行在線測控、保護(hù)等方式，可以起到穩(wěn)定、保護(hù)一次設(shè)備的作用。電力系統(tǒng)二次設(shè)備是指測控裝置、保護(hù)裝置、通信設(shè)備、電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，其包括電力系統(tǒng)自動化的主要技術(shù)內(nèi)容。

計(jì)算機(jī)技術(shù)作為電力系統(tǒng)自動化的重要技術(shù)，目前主要在電力系統(tǒng)電網(wǎng)的智能化中應(yīng)用，也就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)內(nèi)的傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)及控制技術(shù)等對電網(wǎng)運(yùn)行智能化的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持。計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能化電網(wǎng)內(nèi)最常用到的技術(shù)包括：通信、測量、能源接入及傳感等技術(shù)，這些技術(shù)在整個智能化電網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

二、電力工程電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用分析

1、電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度的自動化

由電網(wǎng)調(diào)度中心的服務(wù)器、大屏幕顯示器、工作站以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等共同組成的稱之為電網(wǎng)調(diào)度的自動化系統(tǒng)。而實(shí)現(xiàn)自動化的表現(xiàn)方式是通過電力系統(tǒng)上專用的局域網(wǎng)將其處于在調(diào)度范圍內(nèi)的夏季電網(wǎng)調(diào)度中心、發(fā)電廠以及測量的控制設(shè)備等變電站終端實(shí)現(xiàn)有效連接。由此我們可以知道，將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程中有著很重要的作用，主要就是能過實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)評估電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)所積累的數(shù)據(jù)來對電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，故而在此基礎(chǔ)上將發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動化，但是這樣的一個要求只有在省級以上的電網(wǎng)才給予要求。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)上的采集和處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，且在數(shù)據(jù)支持的情況下對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和安全進(jìn)行掌握，使其能夠很好的適應(yīng)現(xiàn)代電力市場的運(yùn)營需求。

2、電氣工程中發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

電氣工程中發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中一般采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，其組成是由以太網(wǎng)、遠(yuǎn)行人員工作站、過程控制單元以及高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)等等方面。而這里說的遠(yuǎn)程控制單元就是由只能做輸入和輸出的模件與可冗余配置上的主控模件一起共同組合而成，且主控模件又是通過冗余智能上的輸入與輸出和總線上的輸入與輸出來進(jìn)行通訊的。其中過程控制單元是可以直接用于生產(chǎn)運(yùn)行過程中的，并且直接接受熱電偶、熱電阻、開關(guān)量和現(xiàn)場變送器等等設(shè)備上的信號，還可以再運(yùn)算完成以后在對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)來進(jìn)行實(shí)時(shí)的打印、顯示和信號的輸出，以此來直接驅(qū)動其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)電氣自動化在電氣工程中的生產(chǎn)運(yùn)行過程的聯(lián)鎖保護(hù)、控制和檢測等方面的功能。

3、電氣工程中變電站的自動化

電氣工程中的變電站應(yīng)用的是自動化技術(shù)，其主要的目的在于取代人工操作、人工監(jiān)視和電話通訊，并根據(jù)相應(yīng)的情況來加強(qiáng)對變電站的監(jiān)控能力，并且還可以實(shí)現(xiàn)在變電站上運(yùn)行的水平和效率都有所提高。這也就是說，變電站中應(yīng)用自動化技術(shù)就是為了全方位的，多層次的來監(jiān)視變電站各種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，完成有效地控制。該自動化的特點(diǎn)有：以全微機(jī)化的設(shè)備來代替以前使用的電磁裝置，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)屏幕化操作上的監(jiān)視，在數(shù)據(jù)傳輸過程中實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行的管理和統(tǒng)計(jì)記錄，是利用計(jì)算機(jī)電纜來代替電力信號的電纜來實(shí)現(xiàn)的。這也就是說電氣工程中變電站自動化是電力現(xiàn)代生產(chǎn)中一項(xiàng)不可獲取的部分，也是因?yàn)榭梢院芎玫臐M足變電站中的各項(xiàng)操作任務(wù)而成為了電網(wǎng)調(diào)度自動化中的一個不可分割的重要部分。

三、電力工程電氣自動化的發(fā)展趨勢

1、全控型電力電子開關(guān)逐步取代半控型晶閘管

IGBT和MGT這一類復(fù)合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復(fù)合化的同時(shí)，模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規(guī)模生產(chǎn)的器件也已進(jìn)入實(shí)用。在 模塊化和復(fù)合化思路的基礎(chǔ)卜，其發(fā)展便是功率集成電路 PIC(Powerl， lntegratcd Cirrrrcute)， 在PIC，不僅主回路的器件，而且驅(qū)動電路、過壓過流保護(hù)、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起，形成一個整體，這可以算作第四代電力電子器件。

2、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應(yīng)用普通晶閘管時(shí)，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少 了高次諧波對電岡的影響，解決了電動機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題。

1986年美國威斯康星大學(xué)Divan教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開關(guān)’，其開關(guān)損耗較大，限制了開關(guān)在頻率上的提高。而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉(zhuǎn)換，即工作在所謂的‘軟開關(guān)’狀態(tài)下，從而使開關(guān)損耗降低到零。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。

3、通用變頻器開始大量投入實(shí)用

一般把系列化、批量化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從產(chǎn)品來看，第一代是普通功能型U/F 控制型，多采用16位CPU，第二代為高功能型U/F型，采用32位DSP或雙16位CPU進(jìn)行控制，采用了磁通補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償器和電流限制拄制器.具有挖土機(jī)和“無跳閘”能力，也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器!目前占市場份額最大。第三代為高動態(tài)性能矢量控制型。它采用全數(shù)字控制，可通過軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動設(shè)定，實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)控制，可選擇U/F頻率開環(huán)控制、無速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制的自優(yōu)化。從技術(shù)發(fā)展看，雖然電力半導(dǎo)體器件有GTO、GTI、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發(fā)展趨勢：變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAs( Reliabiliry，Availability，Serviceability)功能也由于采用單片機(jī)控制動技術(shù)而得以提高。

四、結(jié)束語

綜上所述，電氣工程是一項(xiàng)在技術(shù)性、專業(yè)性上都是要求很高的設(shè)施工程。我們應(yīng)積極關(guān)注并吸收國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢，并綜合當(dāng)前電氣工程中的實(shí)際運(yùn)用情況，開拓新理論、新技術(shù)的運(yùn)用思路，為我國的電氣自動化技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。