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摘要：电气工程中自动化技术是采用各种具有控制功能和自动检测的装置，对电力系统进行远程或就地的自动控制、调节、监视和管理，以起到保证电力系统的安全经济运行和供电的质量的作用。电气自动化技术作为当今最富有开发前景、最充满活力和最富有生机的综合性学科与众多高新技术的合成，应用非常广泛，几乎渗透到当前国民经济中的各个相关领域。本文主要探讨了电气自动化技术在电力系统中的应用，并对其发展前景做了展望。
关键词：电气工程；自动化技术；电网调度；变电站；状态检修
Pick to: in the electrical engineering automation technology is used in a variety of control functions and automatic detection device, the electric power system for remote or onsite automatic control, regulation, monitoring and management, to ensure the safe and economic operation of power system and power supply quality. Electrical automation technology as the most rich development prospects, the most vibrant and rich vitality of integrated disciplines with a number of high and new technology of synthesis, application is very broad, almost penetrated into different related fields in the current national economy. This paper mainly discusses the electrical automation technology applications in power system, and its development prospects were discussed.
Keywords: electrical engineering; Automation technology; Power grid scheduling; Substation; The state overhaul
中圖分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
我国电气工程自动化技术的发展概况
我国在上世纪60年代初期就开始了对变电站自动化技术的研制，并在70年代初期先后研发出集保护、控制和信号收集为一体的装置。在80年代中期时，由清华大学所研发的35kV变电站保护自动化和微机监测系统正式投入运行。在1998年，我国总装机容量超过了277GW，跃居当时世界第二位。
现代社会，随着工业化进程的加快和人们生活品质的提高，对电能供应的“安全、经济、优质、可靠”等各项指标的要求也越来越高。相应的，对自动化技术也提出了更高的要求和标准。当今电气工程中自动化技术正趋向于：
1、由输电、发电自动化向输电、发电、配电自动化进行全面发展。
2、柔性交流输电技术（FACTS）的发展进一步提高了在输电和配电方面的自动化水平。
3、在控制策略上日益向着适应化、智能化、最优化、协调化和区域化方向发展。
4、在理论工具的应用上，越来越多的借助了当前现代化控制理论。
5、在控制手段上日益增加了对远程通信、电力电子器件和微机的应用。
电气工程中自动化技术的应用
（一）电网调度自动化
电网调度自动化是确保电网经济、优质、安全的发供电，提高电网调度运行管理水平的重要手段，也是实现管理现代化和电力生产自动化的重要基础。电网调度自动化主要包括了调度主站系统和运动装置系统，其作用主要体现在以下三个方面：
实现对电网安全运行状态的实时监控
通过调度人员控制和监管电网的电压、潮流、周波和负荷等，并观测主设备的位置状况和水、热等方面的工况指标，使之能符合规定，以保证用户计划用水、用电、用汽等的需求。
实现对电网运行的经济调度
在对电网实现安全监控的基础上，再通过自动化手段以实现电网经济调度，以达到节省能源、降低损耗和多供电、多发电的目的。
实现对电网运行安全事故的分析和处理
电网中出现异常运行或者故障的因素非常复杂，且十分迅速，如果不能及时的判断或处理措施不当，有可能会危及到设备安全和人身安全。通过电网调度自动化技术的增强，能够实现电网的安全运行分析，提供事故处理的对策和相应的监控手段，以防止事故的发生，并对已发生的事故进行及时处理，减少和避免事故的发生率。
（二）电力的自动化
1、电力一次设备的智能化
在一般情况下，常规电力一次设备与二次设备的安装地点往往相隔几十至几百米，且两者之间一般用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。对于电力一次设备的智能化来说，其主要问题是现场大电流开断引起的高强度电磁场干扰会对电子部件造成损害，关键技术是电子部件的电磁兼容、供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。
电力一次设备的智能化指的是在一次设备进行结构设计的过程中，需将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，以省却大量控制电缆和电力信号电缆，此过程通常也简称为一次设备自带测量和保护功能。常见的“智能化开关”“、智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等都是典型的电力一次设备智能化。
2、电力一次设备的在线状态检测
为了监视设备的实施运行状态，并且对各种重要参数的变化趋势进行分析，我们必须要对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器和断路器等设备的重要运行参数进行长期且连续的在线监测。而这种监测行为目的是进行有无存在故障先兆的判断，从而延长设备的维修保养周期，并最终提高设备的利用率，为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。
近年来，为了开展在线状态检测技术的研究和实践，电力部门为此投入了大量精力，并联合大学、科研单位进行科研合作，以及通过技术引进取得了一些重要进展，但由于该项工程的整体技术难度大、专业性强以及检测环境恶劣，要开发出满意的产品目前还很困难。
（三）变电站综合自动化
自动化的变电站系统主要应用自动化技术和系统，对变电站的基本数据和电能传输等工作进行二十四小时的无人系统监控，并对运行的系统进行及时的保护。自动化变电站系统主要由以下五个具体的子系统构成:
控制系统
主要是进行变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量的数据采集、故障录波和测距、故障记录、断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录的事件顺序记录、操作控制功能、安全监视功能、人机联系功能、数据处理与记录功能、谐波分析与监视、打印功能。
继电保护子系统
变电站综合自动化系统中的微机继电保护主要包括输电线路保护、电力变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸等。
电压、无功综合控制子系统
变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此电压、无功综合控制也是变电站综合自动化系统的一个重要组成部分。
低频减负荷控制及备用电源自动投入子系统
备用电源自动投入已成为变电站综合自动化系统的基本功能之一。
通信子系统
主要由内部的信息沟通和变电站与其他管理部门的信息沟通。
（四）发电厂自动化
发电厂自动化系统主要包括了自动发电量控制系统（AGC）、自动电压控制系统（AVC）和动力机械自动控制系统。我国常见发电厂主要可分为水电厂和火电厂，但无论是水电、火电或者其他的发电方式，在自动化系统中都有较多的共同点，相较而言，通常水电厂的自动化程度比火电厂要高。
1、水電厂自动化
水电厂需要调速器、水轮机以及水轮发电机力励磁控制系统等。水电厂自动化可以具体分为单机自动化、公用设备自动化、梯级水电厂综合自动化以及全厂自动化等等，通过自动化系统的使用，极大的提高水电厂运行的经济性、安全性和供电的质量。
2、火电厂自动化
火电厂的自动化也是一门综合性的技术，有信息和数据处理、自动保护、自动检测、顺利控制以及设备管理等方面的功能。自动化系统主要包括了锅炉控制系统、汽轮机控制系统、发电机控制系统、计算机监视和数据系统以及机炉系统主控系统等等。
（五）配电自动化
和传统的调度自动化比较，我国配电自动化相对较小，它整合了当代计算机技术、现代控制技术、电气设备管理以及数据传输，在信息综合的同时进行系统管理；它不仅改变了传统电能质量，同时也有效降低了人员劳动强度，在保障经济目标运行的同时，增强电气工程供电可靠性，推动电气工程自动化发展。
根据实际调查显示，国外很多国家由于电气工程起步较早，已经形成了独特的经验，在向规模转变的同时，人工智能以及光纤通信在电气工程实用化技术方面取得了纵深性发展。目前，我国电气工程发展中，主要运用集中监控、就地控制馈线自动化以及配电管理和配电自动化相结合的模式;通过在子站和主站网络联系，从而形成统筹兼顾的配电自动化系统。
我国电气工程自动化技术的发展趋势
（一）管控一体化技术在电气工程实践工作中的应用分析
从理论上来说，电气工程实践工作过程当中所涉及到的管控一体化技术主要是指针对电气工程在各个通讯环节，在自动化技术应用过程当中对于相关信息数据的集成性及整合性优势均能够得到可靠发挥。集成控制系统在于管理信息系统相融合的过程当中，能够将电气工程在正常运行状态下所应用的整个信息控制网络以一种综合且集成的方式表现出来。
一方面，在当前技术条件支持下，可以通过集团企业资源规划系统与制造执行系统运行状态的互联性方式，确保对整个电气工程在正常运行状态下所对应的各种控制信息均能够得到稳定且有效的获取。
另一方面，通过引入计算机控制管理系统的方式，能够将电气工程在整个生产过程当中所涉及到的相关检修数据信息与运行状态信息进行系统且完整的监督，按照此种方式也能够确保计算机检修管理系统与电气工程数据库间连接性能的稳定发挥。
（二）状态检修技术在电气工程实践工作中的应用分析
从电气工程的应用视角上来说，可以针对状态检修技术进行如下定义：即电气工程状态检修技术主要是指通过应用电气工程设备资产管理系统的方式，重点发挥其在状态监视与故障诊断方向的综合性应用功能，提供状态检修所对应设备在正常运行状态下所表现出的运行状态信息以及相关数据，同时也可以结合这部分数据实现对电气工程相应设备运行状态以及可能存在安全隐患或是故障的问题进行有效预测。
按照此种方式，还能够将传统意义上的故障检修模式转变成为全新的状态检修模式。从实践应用的角度上来说，将状态检修技术应用于电气工程实践工作过程中不但能够提高相应电气设备的稳定性与安全性，同时也使得传统意义上定期检修作业模式下可能存在的缺陷以及遗漏性问题得到有效克服，从而保障运行安全。
参考文献
[1]张宏喜.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[J].价值工程，2011.30.
[2]郭红生.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].科技创业月刊，2011.24.
[3]磁军详.电气工程自动化改造的重点研究[J].中国工业经济发展，2010.28.
[4]梁媛园.浅析电气工程自动化的设计与应用[J].民营科技，2012.7.
关键词：电气工程；自动化技术；电网调度；变电站；状态检修
Pick to: in the electrical engineering automation technology is used in a variety of control functions and automatic detection device, the electric power system for remote or onsite automatic control, regulation, monitoring and management, to ensure the safe and economic operation of power system and power supply quality. Electrical automation technology as the most rich development prospects, the most vibrant and rich vitality of integrated disciplines with a number of high and new technology of synthesis, application is very broad, almost penetrated into different related fields in the current national economy. This paper mainly discusses the electrical automation technology applications in power system, and its development prospects were discussed.
Keywords: electrical engineering; Automation technology; Power grid scheduling; Substation; The state overhaul
中圖分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
我国电气工程自动化技术的发展概况
我国在上世纪60年代初期就开始了对变电站自动化技术的研制，并在70年代初期先后研发出集保护、控制和信号收集为一体的装置。在80年代中期时，由清华大学所研发的35kV变电站保护自动化和微机监测系统正式投入运行。在1998年，我国总装机容量超过了277GW，跃居当时世界第二位。
现代社会，随着工业化进程的加快和人们生活品质的提高，对电能供应的“安全、经济、优质、可靠”等各项指标的要求也越来越高。相应的，对自动化技术也提出了更高的要求和标准。当今电气工程中自动化技术正趋向于：
1、由输电、发电自动化向输电、发电、配电自动化进行全面发展。
2、柔性交流输电技术（FACTS）的发展进一步提高了在输电和配电方面的自动化水平。
3、在控制策略上日益向着适应化、智能化、最优化、协调化和区域化方向发展。
4、在理论工具的应用上，越来越多的借助了当前现代化控制理论。
5、在控制手段上日益增加了对远程通信、电力电子器件和微机的应用。
电气工程中自动化技术的应用
（一）电网调度自动化
电网调度自动化是确保电网经济、优质、安全的发供电，提高电网调度运行管理水平的重要手段，也是实现管理现代化和电力生产自动化的重要基础。电网调度自动化主要包括了调度主站系统和运动装置系统，其作用主要体现在以下三个方面：
实现对电网安全运行状态的实时监控
通过调度人员控制和监管电网的电压、潮流、周波和负荷等，并观测主设备的位置状况和水、热等方面的工况指标，使之能符合规定，以保证用户计划用水、用电、用汽等的需求。
实现对电网运行的经济调度
在对电网实现安全监控的基础上，再通过自动化手段以实现电网经济调度，以达到节省能源、降低损耗和多供电、多发电的目的。
实现对电网运行安全事故的分析和处理
电网中出现异常运行或者故障的因素非常复杂，且十分迅速，如果不能及时的判断或处理措施不当，有可能会危及到设备安全和人身安全。通过电网调度自动化技术的增强，能够实现电网的安全运行分析，提供事故处理的对策和相应的监控手段，以防止事故的发生，并对已发生的事故进行及时处理，减少和避免事故的发生率。
（二）电力的自动化
1、电力一次设备的智能化
在一般情况下，常规电力一次设备与二次设备的安装地点往往相隔几十至几百米，且两者之间一般用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。对于电力一次设备的智能化来说，其主要问题是现场大电流开断引起的高强度电磁场干扰会对电子部件造成损害，关键技术是电子部件的电磁兼容、供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。
电力一次设备的智能化指的是在一次设备进行结构设计的过程中，需将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，以省却大量控制电缆和电力信号电缆，此过程通常也简称为一次设备自带测量和保护功能。常见的“智能化开关”“、智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等都是典型的电力一次设备智能化。
2、电力一次设备的在线状态检测
为了监视设备的实施运行状态，并且对各种重要参数的变化趋势进行分析，我们必须要对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器和断路器等设备的重要运行参数进行长期且连续的在线监测。而这种监测行为目的是进行有无存在故障先兆的判断，从而延长设备的维修保养周期，并最终提高设备的利用率，为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。
近年来，为了开展在线状态检测技术的研究和实践，电力部门为此投入了大量精力，并联合大学、科研单位进行科研合作，以及通过技术引进取得了一些重要进展，但由于该项工程的整体技术难度大、专业性强以及检测环境恶劣，要开发出满意的产品目前还很困难。
（三）变电站综合自动化
自动化的变电站系统主要应用自动化技术和系统，对变电站的基本数据和电能传输等工作进行二十四小时的无人系统监控，并对运行的系统进行及时的保护。自动化变电站系统主要由以下五个具体的子系统构成:
控制系统
主要是进行变电站的数据包括模拟量、开关量和电能量的数据采集、故障录波和测距、故障记录、断路器跳合闸记录、保护动作顺序记录的事件顺序记录、操作控制功能、安全监视功能、人机联系功能、数据处理与记录功能、谐波分析与监视、打印功能。
继电保护子系统
变电站综合自动化系统中的微机继电保护主要包括输电线路保护、电力变压器保护、母线保护、电容器保护、小电流接地系统自动选线、自动重合闸等。
电压、无功综合控制子系统
变电站综合自动化系统必须具有保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是电能质量的重要指标，因此电压、无功综合控制也是变电站综合自动化系统的一个重要组成部分。
低频减负荷控制及备用电源自动投入子系统
备用电源自动投入已成为变电站综合自动化系统的基本功能之一。
通信子系统
主要由内部的信息沟通和变电站与其他管理部门的信息沟通。
（四）发电厂自动化
发电厂自动化系统主要包括了自动发电量控制系统（AGC）、自动电压控制系统（AVC）和动力机械自动控制系统。我国常见发电厂主要可分为水电厂和火电厂，但无论是水电、火电或者其他的发电方式，在自动化系统中都有较多的共同点，相较而言，通常水电厂的自动化程度比火电厂要高。
1、水電厂自动化
水电厂需要调速器、水轮机以及水轮发电机力励磁控制系统等。水电厂自动化可以具体分为单机自动化、公用设备自动化、梯级水电厂综合自动化以及全厂自动化等等，通过自动化系统的使用，极大的提高水电厂运行的经济性、安全性和供电的质量。
2、火电厂自动化
火电厂的自动化也是一门综合性的技术，有信息和数据处理、自动保护、自动检测、顺利控制以及设备管理等方面的功能。自动化系统主要包括了锅炉控制系统、汽轮机控制系统、发电机控制系统、计算机监视和数据系统以及机炉系统主控系统等等。
（五）配电自动化
和传统的调度自动化比较，我国配电自动化相对较小，它整合了当代计算机技术、现代控制技术、电气设备管理以及数据传输，在信息综合的同时进行系统管理；它不仅改变了传统电能质量，同时也有效降低了人员劳动强度，在保障经济目标运行的同时，增强电气工程供电可靠性，推动电气工程自动化发展。
根据实际调查显示，国外很多国家由于电气工程起步较早，已经形成了独特的经验，在向规模转变的同时，人工智能以及光纤通信在电气工程实用化技术方面取得了纵深性发展。目前，我国电气工程发展中，主要运用集中监控、就地控制馈线自动化以及配电管理和配电自动化相结合的模式;通过在子站和主站网络联系，从而形成统筹兼顾的配电自动化系统。
我国电气工程自动化技术的发展趋势
（一）管控一体化技术在电气工程实践工作中的应用分析
从理论上来说，电气工程实践工作过程当中所涉及到的管控一体化技术主要是指针对电气工程在各个通讯环节，在自动化技术应用过程当中对于相关信息数据的集成性及整合性优势均能够得到可靠发挥。集成控制系统在于管理信息系统相融合的过程当中，能够将电气工程在正常运行状态下所应用的整个信息控制网络以一种综合且集成的方式表现出来。
一方面，在当前技术条件支持下，可以通过集团企业资源规划系统与制造执行系统运行状态的互联性方式，确保对整个电气工程在正常运行状态下所对应的各种控制信息均能够得到稳定且有效的获取。
另一方面，通过引入计算机控制管理系统的方式，能够将电气工程在整个生产过程当中所涉及到的相关检修数据信息与运行状态信息进行系统且完整的监督，按照此种方式也能够确保计算机检修管理系统与电气工程数据库间连接性能的稳定发挥。
（二）状态检修技术在电气工程实践工作中的应用分析
从电气工程的应用视角上来说，可以针对状态检修技术进行如下定义：即电气工程状态检修技术主要是指通过应用电气工程设备资产管理系统的方式，重点发挥其在状态监视与故障诊断方向的综合性应用功能，提供状态检修所对应设备在正常运行状态下所表现出的运行状态信息以及相关数据，同时也可以结合这部分数据实现对电气工程相应设备运行状态以及可能存在安全隐患或是故障的问题进行有效预测。
按照此种方式，还能够将传统意义上的故障检修模式转变成为全新的状态检修模式。从实践应用的角度上来说，将状态检修技术应用于电气工程实践工作过程中不但能够提高相应电气设备的稳定性与安全性，同时也使得传统意义上定期检修作业模式下可能存在的缺陷以及遗漏性问题得到有效克服，从而保障运行安全。
参考文献
[1]张宏喜.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[J].价值工程，2011.30.
[2]郭红生.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].科技创业月刊，2011.24.
[3]磁军详.电气工程自动化改造的重点研究[J].中国工业经济发展，2010.28.
[4]梁媛园.浅析电气工程自动化的设计与应用[J].民营科技，2012.7.