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1 電力電子技術的應用

1.1 一般工業

工業生產中，一般都會使用到各種交流電動機，這些動力設備性能比較好，在，可以提供直流斬波電源，或者提供可控整流電源。但是提供的主體是電力電子裝備。眾所周知，交流電機變頻調速技術是整個電氣節能最關鍵之技術，相對于傳統的大型機器而言，使用的是電力電子交流節能技術，將其作為電力驅動電源，可以節能電能達到30%。近年來，隨著電力電子技術得以發展，使得交流電性能得以發揮出來，隨著社會不斷發展，交流調速技術得到廣泛應用，逐漸占據市場。

1.2 在電力系統中的應用

當電力系統離開了電力電子技術之后，電力現代化建設將很難實現。電力系統建設發展中，得到了電力電子技術支撐，現代化建設目的得以實現。高壓輸電是基于發電廠借助變壓器，將發電機發出的電壓將其升壓之后再輸出的一種全新方式。高壓直流輸電端位置以及受電端位置，一般都是使用晶閘管變流裝置，這可以避免了大容量以及長距離輸送導致電力系統出現損耗問題出現，為輸電系統使用奠定技術基礎，從而為良好輸電提供保障。在配電網系統中，電力電子裝置還可以被使用于電能質量控制，例如，使用于閃變、瞬間停電以及電壓跌落等等電能質量控制中，更好的保障供電質量。

1.3 交通運輸

電子電力技術交通中被廣泛使用，DC/DC變換技術被大量使用于地鐵、動車以及無軌電車中。在使用中，可以更好的控制無極變速，提升控制質量。在使用中，最常表現在于電氣機車中的直流機車選擇了整流裝置將其作為供電設備。但是，交流機車如果采用了變頻裝置進行供電，那么需要借助電力電子裝置做好電力驅動和和電力控制。例如：直流斬波器被廣泛使用于軌道車輛中，常見的磁懸浮列車中電力電子技術使用，這是一項技術要求較好，關鍵之技術使用案例。其中借助電動汽車將其作為蓄電池，提供能源，需要做好電力驅動控制工作。那么使用蓄電池進行充電，不能離開電源。因此，航海、航空也離不開電子技術。

2 電力電子技術未來的發展

觀看技術發展進程中看出，半導體器件使用推動了電子技術得以快速發展。當前晶閘管等電力半導體器件有著重要的角色，尤其是在電力電子技術使用過程中。進入的到79年代之后，半控型晶閘管使用開始有新的改變。之前從低壓的小電流逐漸向高壓大電流方向發展，而且還研究出大量的電子產品。這些產品被成為電子器件，隨著電子技術不斷發展，這些產品被廣泛使用。因此，被稱為第一代電力電子器件，隨著電力電子技術不斷發展，該技術使用范圍不斷擴大，將其使用于電子技術理論研究和半導體制造使用，使得工藝水平逐漸提高。我國隨后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE等等電子器件，這些器件都是全控制型的電子器件，被成為第二代電力電子器件。近年來，隨著技術水平不斷發展，研究出了絕緣柵雙極晶體管（IGBT）為代表的第三代電力電子器件，逐漸向響應快、高頻率方向發展，這是一個質的飛躍，在我國國民經濟發展中具有重要作用，它推動了我國經濟不斷發展，使得我國電子自動化進程邁進一部。進入90年代之后，電子電力器件發展更快速，逐漸朝復雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發展，以此形成了電力電子技術的理論研究、器件開發研制、應用的高新技術領域等，在國際上形成了新的技術熱門。目前世界上許多大公司已開發出IPM智能化功率模塊，日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產品推出。我國國產的電力半導體器件研究水平相對于西方國家，我國的電力電子技術水平相對較低，我國應該不斷創新技術，不斷進行研究，提升科研水平，更好的保障經濟建設。我國電力半導體器件如果沒有跟上社會發展步伐，將會影響我國經濟發展水平。因此，我國的電力半導體產業發展任務艱巨。在未來發展中，應該進一步研究使用新材料，提升器件功率以及溫度范圍，之間降低器件價格，使得器件被使用的范圍更廣。系統實現集成化，當獲得更好的集成化之后，才更好保障系統可靠性和安全性。

3 結束語

綜上所述，電力電子技術是一門信息、智力、知識密集型的技術，對該技術掌握對提升我國經濟可持續發展有重要作用。從當前的發展前景上看，將半導體器件作為核心技術的電力電子行業，在我國政策支撐下，科研工作深度加深，相信在不久的將來，該技術發展水平會得以提升，更加推動我國經濟發展。

參考文獻

[1]趙陽，謝少軍.高性能傳導EMI噪聲分離網絡及其在電力電子電磁兼容中的應用[J].南京航空航天大學學報，2010（1） .

[2]王成山，高菲.電力電子裝置典型模型的適應性分析[D] .中國電機工程學會電力系統自動化專業委員會三屆一次會議暨2011年學術交流會議.2011.

篇2

引言

在現在電氣自動化的發展中，數字技術被運用得較為廣泛，現在信息化發展中，電氣自動化產業有較高科技含量，它和人們生活有密切聯系，對社會發展的貢獻與重要性得到人們的認同和重視。對于現在的社會狀態，電氣自動化有較好的發展前景，并且在信息工程和電力系統領域獲得運用，探討數字技術應用在電氣自動化中并進行創新關系到多個方面，大體上有數字系統研發、分析、設計和管理等。在電氣自動化中深入利用數字技術時，會極大改善人們的生活。

1、數字技術的發展歷史與涵義概述

將數字技術應用于電力電氣自動化中，能夠對電力電氣的發展起促進作用。電力電氣自動化的發展離不開數字技術的應用。現如今，數字技術被廣泛地運用于多個領域中，例如在電子數字中的計算機、數控技術、各類電子產品、數字儀表、通訊設備等方面，同時數字技術在裝備中也得到應用，此外在國民經濟其他各部門中也涉及到了數字技術的應用。數字技術應用如此廣泛，那么何為數字技術呢？數字技術又稱數碼技術、計算機數字技術等，通過數字技術的名稱我們不難看出數字技術是一種與電子計算機是密不可分的科學技術，眾所周知，電子計算機只能識別二進制數字“0”和“1”，因此數字技術必然要通過一定的設備將各種信息轉化成二進制數字“0”和“1”，由于在此轉化過程中還需要計算機對信息進行壓縮、編碼、還原等處理，所以又將其稱為數碼技術、計算機數字技術。21世紀我們生活在一個信息時代，一個數字化的時代，計算機無處不在，它融入到我們生活的每一個細節中，計算機的發展一直在發生著日新月異的變化，計算機被更多人所掌握操作方法，它變得越來越高級，越來越智能，為人們帶來了更大的便利，人和人以媒體為介質，我們的生活、學習、工作都不能與互聯網脫節，無論在任何地點我們都可以感受到數字技術，作為一個社會人我們在享受著數字化時代為我們帶來的便利的同時，也應該對數字技術的發展歷史有所了解。數字技術在我國的迅猛發展不過是近幾年的事，計算機快速地步入許多具體設備中得以應用和操作，它改變了社會大環境，帶來了機遇和挑戰。很多行業都在數字技術中得以發展，電力電氣自動化就是其中的一個典型的代表。縱觀數字技術的發展歷程，我們可以看出數字技術在電力電氣自動化中的應用必然能夠對企業的信息化進程起到推動作用，使得企業的自主設計開發能力得以提高。

2、數字技術在電氣自動化中的應用優勢

2.1、可操作性和控制性

數字技術的基礎是計算機技術，它擁有很高的操作性和控制性的特點，可操作性指的是，只需寫進相應的操作指令，計算機的程序就會按照指令的先后順序開始執行，利用傳輸裝置把指令傳給電氣設備，電氣設備在指令的作用下就會有序的運行，所以說，數字技術在電力電氣設備上擁有可操作性和控制性的特點，除此之外，數字技術本身能進行條理分析，自動的對信息條數、精確度進行校對，削減損耗的成本，并且還確保了安全。除此之外，數字化平臺的公開性進一步規范了操作代碼，有利于提高程序的可控性，因為在對電氣設備進行控制時，必須按照要求輸入正確的設置密碼和相應的操作指令，所以對于那些沒有得到許可的用戶，是無法對電氣系統進行操作的。這就是為什么我們會經常在電氣設備上看到有問題請咨詢程序管理員之類標簽的原因。

2.2、性價比高

和其他技術相比，電力電氣技術擁有專業的特殊性和危險性的特點，所以在實際的工作管理中，我們一定要準確的測定和計算對控制所達到的精確度和安全方面的性能，以保證工作人員的人身及財產安全，隨著計算機技術和通信技術的不斷發展和進步，數字技術逐漸得以完善和創新。電力公司可以利用先進的數字技術和設備對公司所采用的科學方法和管理方法進行檢查和控制。不僅如此，數字技術具有較高的通信能力，不僅能供應充足的信息資源，擁有很高的智能化功能，而且還利于企業節省人力、物力，避免了時間上的浪費，提高了工作效率，削減了公司投資和管理的成本。

2.3、可靠性

數字技術是一項最近興起的高科技產品，它是以計算機和互聯網技術作為基礎和前提的，當前在應用數字技術時，通常會和智能化緊密聯系，數字技術不僅減少了對以前設備的使用程度，而且還使電力電氣自動化控制系統的操作變的簡單化、高準確度和高效率，特別是在光纖技術的基礎上，數字技術進一步得到完善，譬如，把數字技術應用在電力鍋爐儀表上帶來了很多好處，操作人員無需去現場就可以通過網絡和儀表數字來實現對設備控制和操作的目的，不僅如此，儀表上所顯示的數據都具有非常高的可信度，從有關公司和部門的統計數據可以看出，目前在電力電氣化中應用數字技術越來越受到人們的重視，而且它還為公司發展現代化管理指明了方向。所以數字技術擁有高可靠性的特征。

3、數字技術應用在電氣自動化過程中的創新與發展

隨計算機越來越普遍的應用在電力電氣自動化行業中,使數字技術獲得飛速發展,將數字技術應用在其中,是電力電氣自動化控制系統變得方便化、迅速化以及實用化的獨一方法,自從把數字技術應用在電力電氣上之后,它的工作效率明顯得到改善。所以數字技術在電力電氣行業中具有很大的空間以供發展,需要不斷的在工作實踐中剖析和探究,使應用在電力電氣運作系統中的數字技術更完善、更先進、更高效。

3.1、運用程序操作確保數字處理準確性

電氣自動化運行中，有關指令輸出前，工作人員要把檢測好的數據輸到電腦中，并進行一定干預，科學的設備設施，對運行系統實施改進與完善，最后對其各項功能做出測試，使系統達到設定要求。隨著社會發展和進步，更加開放與完善的管理已經成為電氣自動化的發展方向，這樣可以完成和網絡技術的融合，從而提高綜合性能，實現實時監控和管理目的。做好風險管理，對其進行良好控制，有助于解決模塊的相互干擾問題，更有助于流程科學化，從而更充分地表現出數字技術優點，實現數字處理的準確目的。

3.2、利用智能終端進行遠程操作

電氣自動化中，最好的介質是光纖，可以選擇智能終端和間隔層某些功能，達到數據采集、傳輸與控制目的，進而有效運用數字技術的系統化和智能化。選擇該操作模式，較適合利用擁有雙功能的終端，一個功能是保護；另一個功能是偏重于兩種功能的配合，并不斷增強系統穩定性。在較好解決接口標準化問題后，電子自動化就能獲得較高效率運行。隨著操作系統不斷完善給數字技術管理與自動控制提供了較好性能的接口。程序接口逐步標準化與統一化，滿足大多數用戶選擇不同軟硬件來交換與傳輸數據，較大程度上完善系統通訊功能，達到智能化技術的要求。

3.3、GOOSE虛端子

該虛端子理念的誕生與應用，是數字技術應用在電氣自動化中在設計和裝置方面的進步，主要表現在以下三個方面：（1）該虛端子能改善二次回路，不但使工程調試更方便理解，而且在運用中更加簡單；（2）電子自動化中，在智能終端與測控裝置實施信息交換過程中，該虛端子技術就會表現出其優點。這項技術能對所有線路與開關做出有效控制，并且有開啟跳合閘功能，可以合理保護遙控裝置，還能有效利用閉鎖間隔層；（3）該虛端子能利用高效終端系統的設置，準確對非電量信息進行控制，比以往二次回路更簡潔。

3.4、采用光纖連接

利用智能終端自動對數據進行采集和控制的特點，讓光纖設備和智能終端相互協調，其中一個的作用是保護電力中斷、信號傳遞和遠程監控，另外那個的作用則是給跳閘提供了兩層保護，進一步提升了數字化技術在電力電氣自動化中的智能度與可信度。除此之外，數字化程序接口的規范化是電力電氣自動化能正常運行的基礎和前提，從而針對個人計算機平臺的自動化問題找到了解決辦法，有助于公司的事件相關電位系統與制造執行系統兩者間的連接，把TCP/IP 標準設置為通訊標準。

3.5、加大程序化操作

數字技術的可操作性直接關系著電氣自動化的可靠性。所以，在對指令進行調度時，應事先嚴肅而認真的對票據進行核查，之后再將沒有錯誤的票據輸入到電腦中，在進行實際操作界面時，應嚴格查看閘刀、開關等重要部位是否完善，通過這樣的方式，可以逐漸健全系統的應用功能，更有利于電力電氣自動化實現信息化和開放化。

結束語

隨著科技的進步，數字技術得到了飛速發展，而數字技術的應用領域也在不斷擴大。當前，數字技術與電力電氣自動化相結合在市場發展中已經逐漸成為一種不可阻擋的趨勢，這與計算機操作可以為企業帶來更大的便利，降低生產成本，提高收益等優點是密切相關的，且相對于其他傳統操作而言計算機操作明顯更加穩定便捷，這也是數字技術能在電力電氣自動化中應用情況良好的一大原因。總體上講，電力技術正朝著數字化方向發展，數字化技術應用在電力電氣自動化中的范圍越來越大，逐漸被更多企業所接受，但在此應用過程中也伴隨著一些問題，功能技術水平還需要日臻完善。

參考文獻

[1]張福旺.電氣自動化中數字技術的應用及創新[J].科技致富向導，2013，12:120.

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電氣工程；電子電子技術;應用

0引言

高速發展的社會經濟是源于科學技術的進步，科學引領著社會發展腳步的進程，在各個領域中，電子技術科技都在以其強大的應用能力得到社會的重視，尤其是電氣工程，電氣工程能夠發展至今，離不開電力電子技術的支持，本文對電力電子技術進行深入研究并對其在電氣工程中的應用情況作出分析。

1電力電子技術的概述及發展

1.1電子電力技術概述

電子電力技術有三個領域，分別為電子、電力與控制，它是利用電子技術控制電能變化。技術特點是強電力被弱電子控制。該技術目前被廣泛應用于各大領域，對于國防與能源、工業和農業甚至交通方面都有極大的貢獻，在電氣工程中對于電子電力技術的應用也在不斷深入，對于提高發電機和電動機對于電能的利用、生產及轉換等方面電能效率發揮著巨大的作用，還可以提高生產率、節約能源。電力系統的穩定與安全是工作中重點關注因素，電子電力技術可以對穩定性和安全性進行增強，使理想中靈活可控的電力系統工作模式成為現實[1]。

1.2電子電力技術發展

電子電力技術的發展包括器件制造的發展與應用電路對于電子電路的發展，這兩個方面共同構成了電子電力技術的發展軌跡。電子電力技術由最初的半控型部件逐漸發展為全控型，隨著不斷進步最終發展到復合型，在這一過程中，電子電力技術的驅動與控制、防護電路與功率部件完成了一體化，形成先進的功率集成化電力，盡管目前技術水平還無法使功率達到最高，但是電子電力技術仍有超大的發展空間，科技的進步指日可待。

2電力電子技術的應用意義

2.1適合系統操作

電子電力技術的操作與傳統電氣技術相比，有更加方便的優勢，傳統操作空間相對狹窄造成操作十分困難，對于工作進程起到了阻礙，影響工作效率，電子電力技術的出現使工作人員的效率得到了顯著提高，簡單的操作方式與開闊的空間減小了工作壓力的同時也避免了過多的操作失誤，電氣的運行故障也不再頻繁出現。

2.2性能較好

因其極具科學性的技術構造使電子電力技術的性能十分穩定與良好，它的優越性造就了業界良好口碑，在電氣工程乃至社會各領域都得到廣泛應用于認可，為適應社會的發展使電氣工程的進步得到推動，電子電力科技在其中的應用的必不可少的。

3電子電力技術在電氣工程中的應用

3.1靜止無功補償裝置

這個裝置可以通過無功補償沖擊性負荷達到穩定電網的效果，因功率加大使多數電網變化頻繁，此項裝置對電能質量提供了保證，晶匣管控制電抗器、靜止同步補償器、晶匣管投切電容器與可控串聯補償裝置共同構成了靜止無功補償裝置。其中晶匣管由一個電抗器與兩個反向并聯晶匣管串聯組成，電抗器電流的大小可以通過晶匣管而得到控制，晶匣管能夠改變觸發延遲角進而控制電流。這樣就可以連續調節電抗器的基波無功功率，晶匣管可以通過控制支路使三相交流調壓電流得到控制與聯接。晶匣管投切電容器結構為單相，電網投入到電容器時會出現沖擊電流，小電感可以抑制沖擊電流，無機磨損、平滑投切、響應快速與高效的綜合補償等都是晶匣管投切容器的優點。靜止同步補償器能夠實現動態無功補償，裝置為它的電力半導體的橋式變流器。其優點為調節速度快，運行范圍廣等。其中的PWM技術與多重化對含量低的電流諧波進行補償。工作原理是并聯自換相橋式電流與電網的方式吸收或發出無功電流通過輸出電壓調節實現動態無功補償。可控串聯補償裝置，由晶匣管控制電控器，電控器與電容器的聯接方式為并聯，晶匣管改變電抗器的電流是通過調節導通角實現的，使補償裝置基頻等效電抗變化，可控串聯補償裝置能夠對參數進行補償，還能夠改善系統阻尼的狀況，可以通過對環境進行控制的方式，有效抑制低頻振蕩，提高系統的暫態與靜態的穩定性[2]。

3.2有源電力濾波器

其原理是檢測補償對象，獲得等分量諧波電流，通過產生一個與諧波相等但極性相反的電流分量對諧波電流進行抵消，使電網電流無諧波電流只剩基波電流，理論基礎為瞬時無功功率這一理論，有源電力濾波器的優點是多樣化的補償功能和非常快的動態響應速度，這種優點使電網阻抗影響減小，因此研究諧波電流抑制發現前景十分可觀。有源電力濾波由兩部分構成，為別為指令電流運算電路和補償電流發生電路，其中指令電流運算電路可以檢測補償電流，從檢測結果中得到無功電流與電網中諧波電流的等分量，檢測結果還可以在發生電路中通過電流產生實際的補償[3]。

3.3高壓直流輸電技術

高壓直流輸電技術，它的功能主要是通過在換流器的工作下使輸出的交流電變成轉化后的直流電，并且將直流電輸送給受電端，受電端將直流電逆變，結果形成交流電以供用戶接受使用，高壓直流輸電的優點是線路造價低于輸送功率大，并且很容易控制，對于距離長，容量大的高壓電能夠發揮其優勢，而且成本與損耗都較小，穩定性卻很強。

4結束語

要深入的了解電子電力技術才能確保其在電氣工程中的應用效果，目前電子電力技術的應用領域還僅在機電能力與電力系統兩大方面，還需對其進行不斷探索，使電子電力技術在電氣工程中發揮更多優勢，得到更多的應用為社會的發展做出貢獻。

作者：胡欣然 張海濤 劉洋 單位：安徽理工大學

參考文獻：

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2電力電子技術的優勢剖析

在電氣工程中應用電力電子技術，其優勢較為突出，主要表現在以下幾點：其一，推動電氣工程發展。電力電子技術在不斷發展和創新過程中，應用范圍不斷擴大，在整合資源的同時，可以有效降低電氣工程的人力、物力和財力投入，在縮短電氣系統運行周期同時，創造更大的經濟效益和社會效益。其二，應用操作便捷。隨著社會經濟的持續增長，電能需求不斷增長，各個行業領域生產規模不斷擴大，不可避免地會產生電能供應矛盾。電力系統覆蓋面較廣，內部結構復雜，各個環節聯系較為密切，任何一個環節出現故障，都可能影響到電力系統安全穩定運行，不利于社會生產生活正常用電。而在電氣工程中應用電力電子技術，在優化操作流程的同時，為電氣系統營造安全穩定運行環境，切實提升電氣工程運行水平。其三，提升電氣工程性能。在電氣系統運行中，通過電力電子技術的應用，綜合分析影響電氣系統運行因素，與其他技術之間的協調控制，發現問題后第一時間上報和解決。通過電力電子技術應用，優化系統設計，在降低電氣工程運行故障概率的同時，提升整體運行效率。因此，在電氣工程中應充分發揮電力電子技術的優勢，對現有電氣工程結構優化和完善，改善電氣工程運行性能，為電氣工程穩定運行奠定基礎。

3電氣工程中電力電子技術應用路徑

3.1軟開關控制裝置

在電氣工程施工過程中，施工技術水平滯后，由于不合理的施工技術和設備應用，嚴重影響到電氣工程運行性能。通過系統開關裝置的應用，可以有效降低電容，減少變壓器元件占據的空間面積，但是高頻開關轉換會在一定程度上增加電能損耗，影響電能生產效率。在這個過程中，可能產生電磁干擾，影響到電氣系統穩定運行。通過軟開關控制裝置的應用，可以最大程度地降低系統開關裝置電能損耗，避免噪聲干擾。如果采用串聯方式將多個電路聯系在一起，則可以有效提升電力系統性能，有助于軟開關裝置更大范圍應用。

3.2靜止無功補償裝置

社會經濟持續增長下，社會生產力水平顯著提升，對于電能需求度不斷增長，靜止無功補償裝置的應用，可以為電網運行穩定性和安全性提供堅實保障，將功率變化控制在合理范圍內。靜止無功補償裝置具有較強的抗干擾性能，對沖擊性負荷無功補償，提升電力系統運行效率，為電力輸送系統穩定運行提供保障。與此同時，靜止無功補償裝置的應用，有助于提升電力系統的運行性能和功率因數，最大程度地降低電力系統功率損害，減少不良干擾，保證電網輸電壓安全穩定性。當前靜止無功補償裝置包括晶閘管投切電容器、靜止同步補償器、晶閘管控制電抗器和可控串聯補償裝置等。靜止同步補償器與電網并聯在一起，輸出電壓調節來吸收無功電流，滿足無功補償需要。晶閘管投切電容器自身具有無機磨損和快速響應的優勢，具有良好的無功補償效果，最大程度地降低對電網的沖擊電流。可控串聯補償裝置的應用，電容器和電控器并聯在一起，調節電抗器電流，可以有效提升補償裝置基頻等效電抗特性。

3.3有源電力濾波器

有源電力濾波器的應用，適用于動態抑制諧波需要，將電力裝置劃分為補償電流發生電路和指令電流檢測電路兩部分。根據相應指令電流檢測電路，可以將諧波電流分量和基波分量電流分離開，發揮反極性作用來抵消負載電力，電網最后僅存基波電流。與此同時，源電力諧波器是由PWM逆變器構成的，盡管結構較為復雜，但是具有多樣補償和動態相應特點，改善電網組抗力和功率補償不良影響，最大程度地抑制諧波電流的出現。

3.4高壓直流輸電技術

高壓直流輸電技術是借助電子換流器來轉變輸出電流，轉換為直流電，將直流電傳輸到各個受電端，并借助電子換流器轉化為交流電，輸送到千家萬戶。在高壓直流輸電過程中，傳輸功率高于直流電，傳輸過程中具有較強的穩定性和安全性，對于輸電線路的要求不高，受到相關工作者的高度關注和重視。需要注意的是，高壓直流輸電技術輸電過程在保證線路安全穩定運行的同時，最大程度地降低電能損耗，滿足不同額定頻率電網聯結需要。從當前電氣工程中高壓直流輸電技術的應用情況來看，多為直流聯絡線。

3.5電路保護裝置

篇5

1 電力電子器件以及變頻技術的發展

電力電子技術通常有四個方面分別是：功率半導體器件；IC技術；功率轉換技術；自動控制技術，而電力電子技術是實現這些技術基礎。普通晶閘管是最早投入使用的電力電子器件，是奠定電力電子器件的基礎。變頻技術最早是在上世紀70年代出現的，技術的產生一開始是為了實現交流電機的無極調速，但是隨著研究的深入，很多研究學者對脈寬調制變壓變頻調速進行了深入的研究。直到八十年代，PWM模式的優化逐漸成為了研究的重點方向，并且也取得了較好的成果。電力電子器件從最初的控制晶閘管、雙極功率晶體管、SIT等逐漸的向HVIGBT進行轉變，使得變頻技術得到了發展。隨后產生的VVVF變頻器的操作不并不難，而且也能夠達到硬度上的標準，并逐漸的得到重視，但是其在最大輸出轉矩、靜態調速等方面還有著很大的不足。矢量控制法的出現極大的改善了這些問題，但是在現實應用中由于電動機參數和系統特性有關，矢量轉換的效果并不理想。直接轉矩控制是由德國的Dcpen.教授研究的，操作理念先進，結構簡單，獲得了廣泛的應用。

2 變頻技術在家電中的應用

（1）電冰箱，因為電冰箱需要長時間運行狀態，當壓縮機完成變頻制冷后，可以將運行速度控制到低速狀態，這樣就可以有效的降低壓縮機引起的噪聲現象，而且也非常的利于節能。

（2）空調器，變頻技術最大好處就是擴大了空調器中壓縮機的工作范圍，壓縮器的運行不再是冷、暖操作斷續狀態，因此大大提升了電力資源的利用率。當前空調器上的變頻調速已經可以實現無刷直流電機運行，相比于以往的電機變頻，其節能效果進一步提升。為了進一步的提高空調的功能轉換效率，日本的研發者已經開始采用PWM+PAM的方法取代原來單一PWM的操作方法。其控制的方法是，當速率較低的時候采用U/f恒定控制，如果轉速超過了臨界值，則調節到最大值從而增加逆變器的輸入直流電壓值，所以就必須先調整直流斬波器的導通占空比，從而使變頻器轉速隨輸出電壓的增大而增加，通常這個區域被叫做PAM區。進行這樣的操作和技術后，使得變頻器的綜合效率、輸入功率因素等相比于以往的控制進一步增加。

變頻技術的應用給家電帶來很大的便利，可以說是對家電領域的一次技術革新。而且隨著變頻技術與其他學科的交叉越來越深入，其對于太陽能發電系統、新型能源拓撲、濾波技術等也會越來越大。

3 變頻技術的核心問題和解決對策

3.1 諧波調控

要實現對電子設備諧波的控制，首先的措施就是通過諧波補償將輸入電流轉換成正弦波。其次是運用單位功率對交流器內部進行改造，在提高功率因數的同時控制諧波。多重化技術對大容量變流器的諧波有著很好的消除作用，通過疊加方波的方法減少次數不高的諧波，保持階梯波在正弦附近，隨著重數增加讓波形更加接近于正弦波。PWM技術則應用于更高功率的因數變流器上，輸入電流幾乎等同于正弦波，并由PWM來控制整流橋的各個電子器件，因此輸入電流幾乎等同于正弦波，經由正弦PWM控制著整流橋上的各器件。如此，則高次諧波成為輸入電流中唯一的諧波，而這些諧波更加的方便于濾除。PWM逆變器通常采用整流器，好處是電流頻率和輸入電壓保持不變，而輸出電壓則并不確定，在運行時可以達到四象限，完成雙向傳輸能量。

3.2 電磁干擾的抑制策略

解決電磁干擾的主要辦法是盡量減少開關器件開合時產生的過大電流以及電壓上升率，當前應用最為廣泛也是最有效的兩種方法是零電流開關和零電壓開關電路。其中具體的實現辦法為：首先可以改變開關器件上的串聯電感，這樣就能有效的削弱電流開關器件到導通時的電流上升率，并讓器件喪失了電壓、電流重疊區，從而達到減少開關損耗、抑制電磁干擾的目的。同樣也可以在開關器件上并聯電容的方法來實現，這樣的方式能夠削弱器件關閉時的抑制電壓上升率（du/dt），同樣也會避免其出現電壓、電流重疊區，減小開關損耗。目前變頻技術中存在的軟開關技術：部分諧振PWM，為了讓效率更加的接近硬開關，必須避免器件電流有效值的升高。因此在一個開關周期內，電路諧振僅存在于器件開關和斷開的時候，所以稱之為部分諧振。無損耗緩沖電路是串聯電感或者并聯電容在進行電能釋放的過程中并不經過開關或者電阻，因此也被稱為無損耗緩沖電路，一般不會采用反并聯二極管。在電機控制中主開關器件多采用IGBT、IGBT關斷時有尾部電流，對關斷損耗很有影響，因此通常采用零電流時間較長的ZCS。

4結語

電力電子器件和變頻技術不僅在家電領域，在輸送泵、風機類、工業鍋爐等都有著廣泛的運用，我們介紹了電力電子器件和變頻技術的發展和應用，并在此技術上分析了變頻技術中的難點，提出了相關問題目前的解決辦法，為其應用提供了參考。

參考文獻：

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一、電氣自動化技術簡介

電氣自動化技術這一概念提出已經有了很長一段時間了，人們為了實施這一概念，并將其深化，做出了不少的努力和貢獻，在這幾十年的過程當中有了不少的研究成果，從機械化控制到計算機控制，從計算機控制再到微電子技術，直到今日業內人士所暢談和期待的人工智能，可以看出，電氣自動化技術自提出以來，一直處于發展狀態。進入21世紀以后，電氣自動化技術得到了飛速的發展，實現了與計算機技術的充分結合，其在電力企業當中的運用范圍也更加的廣泛，能夠自行解決較為復雜、高端的電氣設備運作問題，對電氣設備實現了高效化的自動控制，并逐步面向智能化方向發展。如今的電氣自動化技術集通信、數據采集、管理與控制等功能為一體，將復雜龐大的電氣系統統歸到幾臺自動化設備的管理之下，解決了人工管理強度高、難度大、工作條件差等問題。超強的運算程序幾乎可以對電氣系統的細微問題進行預測，包括一些感應系統、警報系統的使用，都可以不斷的提升電力企業的運行效率。

二、電氣自動化技術在電力企業當中的運用

電氣自動化技術在電力企業當中的運用范圍比較廣泛，諸如電力工程、電氣控制系統、火力發電系統等都是電氣自動化技術可以涉及到的地方。下文，筆者就將從這三個方面對電氣自動化技術的應用進行分析。

（一）電力工程

在電力工程當中，電氣自動化技術主要被運用于變電站和配電自動化技術與電網調度自動化技術當中。其于變電站和配電自動化技術中作用主要是：自動控制變電站電壓調節、控制配電系統電氣配置與調度，檢測二者實時動態，預防故障發生， 它的最大優勢在于降低變電站與配電系統的人工管理壓力。其于電網調度自動化技術中的作用則是：管理電網線路、監控電網電壓與電流量。其優勢則在于：提升電網系統的安全性能，優化國家電網，評估和預測電網運作狀態，防止故障的發生。其中分散監控系統更是充分的運用了局域網的優勢條件，提升了單元電網的控制和管理力度。

（二）電氣自動化控制系統

電氣自動化控制系統主要是以電氣自動化技術搭建起來的電氣設備控制平臺。該平臺的優勢在于：精準控制、定位控制、效率高，反饋速度快。電氣自動化控制系統一般以計算機技術和計算機監控系統、運算技術為主要載體，實現對電氣設備的數字化監控。一方面，它通過傳感器反饋電氣設備運行數據和狀況，另一方面則利用計算機系統和技術對數據進行整理和分析，通過遺傳算法，辨別電氣設備是否存在故障，而后再通過指令輸出實現對電氣設備的定時、點位控制。

（三）火力發電系統

火力發電系統的輸出與輸入的三個對象分別是機、爐、電，傳統的火力發電，機、爐、電是分類、分區進行操作和管理的，管理效率極低，而且易出現故障。但是通過運用電氣自動化管理技術以后，機、爐、電既可以可實現分區運行，又可以進行統一管理。這是火力發電系統一種的新的運作模式和管理模式，其生產管理成本要遠遠的低于傳統火力發電系統。

三、如何優化電氣自動化技術的運用

當前電氣自動化技術所缺乏的就其優化的主要方向和主要內容，結合其運用的實況，筆者認為，電氣自動化技術優化運用主要可從以下三個方向進行：

（一）創新模塊化與系列化的監控系統

綜合化是目前電氣自動化技術基礎上監控系統最為突出的特點，綜合化的監控系統能夠對電氣工程與設備實現全面覆蓋監控，卻對少了對特殊位置和重要位置的特殊性監控，存在一部分監控死角。因此，未來需要繼續創新模塊化與系列化監控系統，針對不同類型的發電系統實施監控管理，要求監控系統不僅能夠對全局實現控制，還能夠對小的模塊和特殊區域進行有效監控，給與電氣工程和電氣設備更為有效的保護。

（三）繼續創新高頻電氣自動化技術

高頻電氣自動化技術具有管理效率高、生產效率好等優勢，且市場發展前景巨大。如今單一頻率的電氣自動化技術已經在逐步的退出歷史舞臺，各類智能化技術和其它新型技術的發明和創新正在逐步入侵自動化技術舞臺，只有不斷的提升電氣自動化技術的融合性、包容性，不斷的汲取其它科技的優勢，才能為電力企業提供堅實的科技基礎。繼續創新高頻電氣自動化技術是歷史發展的潮流，是企業生存的需要。

（三）不斷創新電氣自動化產品

利用電氣自動化技術所創新的產品，能夠為電力企業打開一個新的市場，除了自身對電氣產品的需求之外，很多大型的電力客戶同樣也需要具有對口性的電力產品，這是電力企業未來發展的效益之道。企業應當利用現有的電氣自動化技術創新電氣產品，不論是服務性的，還是實物性的，這在電氣市場都是一條還沒有人走過的道路。

四、電氣自動化技術在電力行業中的未來發展前景

電氣自動化技術雖然已經在努力降低企業生產與運作對人力的依賴，但是它始終都需要人工去反復不斷地的檢查和設置，如果要實現全自動化，智能化是必要的。

（一）仿真系統

仿真系統是近幾年領域內科學家們炒得火熱的話題，各國的科學家都開始了對仿真系統、負荷動態監測系統的研究。仿真系統的特點在于：一比一模仿對象運行狀態，便于人們更直觀的對系統運行進行觀察，提出全方位的保障辦法。仿真系統的介入可以提升電氣自動化技術的時效性，為領導決策提供可靠的依據。因而，未來電氣自動化技術會在這一方面全力發展。

（二）人工智能技術

人工智能技術是自動化技術的一個提升，它不僅具備了自動化技術的所有優勢，而且還與人類的簡單思維模式相仿，能夠代替人工自行操作，通過中樞系統傳導動作執行，指揮機器人進行操作，這類系統的最大特點在于：與人的思維方式和簡單思維水平相仿。它與電氣自動化技術的結合將進一步提升電氣系統的自動化水平，保障系統操作的穩定性、可靠性和準確性。

（三）國際標準應用

在以往的運用案例當中，人們已經可以看出智能電子設備的優勢所在。但是從市面上的產品來看，我國的智能化、自動化電力產品還沒有比較確切的標準，產品市場顯得有些混亂。今后，國家會針對行業產品的發展情況，制定和出臺相關的產品標準，國際標準則是我國政策制定不可缺少的參考內容之一，國家會進一步拉近國內產品與技術和國際標準之間的差距。

結束語：

電氣自動化技術還處在生長發育階段，未來，還將有更為廣闊的發展前景和發展空間。今后，科學家們還會進一步增加對這項技術的研究，不斷的使之與電力企業生產運作需求相磨合。

參考文獻：

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0 引言

隨著信息技術及計算機技術的不斷發展，自動化、數字化技術開始逐步應用在電力系統建設中，自動化的系統如何進行設計，也就是電氣自動化技術的設計是其中非常重要的技術環節，是電力系統自動化技術改造中和建設中需要解決的一個課題。正是基于此，本文主要對電氣自動化的系統設計的研究方向、以及電器自動化的應用等幾個方面進行探討，并希望通過對此的研究來提高電網的安全運行水平。

1 電力系統自動化技術

1.1 電網調度自動化

現代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統，包括實時信息收集和顯示系統，以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統。信息收集和顯示系統具有數據采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，位于調度中心的部分稱為調度端。軟件系統由靜態狀態估計、自動發電控制、最優潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、最優機組開停計劃、安全監視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。

1.2 變電站自動化

電力系統中變電站與輸配電線路是聯系發電廠與電力用戶的主要環節。變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備；二次設備數字化、網絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監視實現計算機屏幕化；運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現代化的一個重要環節。發電廠分散控制系（DCS）一般采用分層分布式結構，由過程控制單元（PCU）、運行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數據通訊網絡（以太網）組成。

2 電力系統自動化的研究方向

2.1 智能保護與變電站綜合自動化

在智能化發展突飛猛進的今天，在很多的高等學府都開設了人工智能化電氣專業以及很多的科研機構也對其開展了全面的研究工作，譬如，故障的診斷、設計的優化、智能控制等領域都在使用人工智能化。在設計電氣設備類的工作是一個極為復雜性的工作，不單單要會專業的電氣、電路等專業的知識內容，還要將設計中的知識運用在里面。最為傳統化的方式，最早是采用了簡易的實驗方式方法和具有經驗的老師傅用手工方式來完成的，從某種意義上來說很難達到最優的效果。隨著我們智能化發展以及計算機領域的發展，設計的方式也在有簡單的手工操作到電腦輔助設計（AUTO CAD），從很大的程度上節約了時間和研發周期人工智能化的出現，使得電腦設計（CAD）系統也在不斷的更新，整體產品無論從研發、設計到成品都等到了全面的提高。人工智能技術采用優化設計的方式方法主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法，對于產品的優化設計是很適合的。為此對于此類設計往往都是采用這樣的方式方法或加以改進。

2.2 變電站自動化技術的應用

可以說，變電站的自動化的實現又是依托計算機技術的發展實現的，要實現電力生產的現代化，一個不可缺少的、重要的環節就是實現變電站的自動化。變電站依賴計算機技術實現自動化，在實現的過程中計算機也得到了充分利用，二次設備也隨之實現集成化、網絡化、數字化，完全是采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜。變電站實現自動化，實現計算機屏幕化以及運行管理和記錄統計實現自動化，另外兩個組成部分是操縱以及監視，變電站的整體自動化才得以實現，正是如此多的組成部分實現了計算機的自動化管理。為了聯系發電廠與電力用戶，變電站以及與之相關的輸配電線路必不可少。變電站自動化的實現，不僅組成電網調度自動化的一個重要組成部分，更是為了滿足變電站的運行操作任務。

3 現代電力電子技術在電力系統中的應用

現如今，計算機技術已經成為全球最普及的信息技術，計算機編程軟件技術不斷的進步，已經帶動了人們經濟生活的水平。人類的大腦是最為發達的機器，計算機所有的編程都是效仿人類的電腦，對其信息進行采集、分析、處理、反饋等，所以計算機程序以效仿人類大腦為主要目的來實現我們自動化發展。對于電氣自動化的整個控制流程都是通過自動化設備來完成整個生產、分配等過程，這樣就從很大的程度上降低了人間費，并且提高了工作效率。

3.1 電力系統自動化實時仿真系統的應用

該仿真系統在可提供大量實驗數據的前提下，還可多種電力系統的暫態及穩態實驗同步進行，還能用以協助科研人員測試新裝置，且多種控制裝置都能與其構成閉環系統，從而為靈活輸電系統及研究智能保護的控制策略提供了一流的實驗條件。電力系統數字模擬實時仿真系統的引進，方便了對電力系統負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行深入研究，從而建成具備混合實時仿真

3.2綜合自動化技術與智能保護的應用

現在國內的自動化技術水平已達到發達國家的技術水平，許多方面已處于國際領先水平，將國內外最新的人工智能、網絡通信、微機新技術、自適應理論、綜合自動控制理論等應用于電氣自動化保護裝置中，對電力系統自動化保護的新原理進行了研究，可以大大提高電力系統的安全水平，使得新型保護裝置具有智能控制的特點。

4 電氣自動化技術在電力系統中的應用

4.1 計算機技術在電力系統自動化應用

計算機控制技術在電力系統中起到了至關重要的作用。這是由于隨著計算機技術的飛速發展，電力系統中用電等重要環節以及輸電、發電、配電、變電環節都需要計算機技術的支撐，這樣就會使得電力系統自動化技術同時得到了快速地發展。

4.2智能電網技術的應用

信息管理系統作為計算機技術中應用最為廣泛的技術之一，電力系統自動化技術與計算機技術結合所形成針對整個全局進行智能控制的技術，也就是智能電網技術，是一個最具典型性的技術，涵蓋了配電、輸變電和用戶以及調度、發電的各個環節。其中變電站自動化系統、穩定控制系統等被廣泛應用到計算機技術的系統中，同時一樣的還有諸如調度柔流輸電以及自動化系統等。目前這種數字化電網建設，一定程度上可以說是智能電網的雛形，實際上也為我國建設智能電網做著準備工作。智能電網中較為典型的有智能電網的通信技術，同時在建設的過程中需要很多依托計算機的技術，需要具備實時性、雙向性、可靠性的特征，需要先進的現代網絡通信技術的應用，而且該系統也是完全依托計算機技術而存在的，同時具有信息管理系統計算機控制技術在電力系統中起到了至關重要的作用。這是由于隨著計算機技術的飛速發展，電力系統中用電等重要環節以及輸電、發電、配電、變電環節都需要計算機技術的支撐，這樣就會使得電力系統自動化技術同時得到了快速地發展。

5 電力系統電氣自動化技術的檢查方法

電力系統電氣自動化技術的檢查方法有系統分析法、排除法、電源檢查法和信號追蹤法。

6 結語

伴隨著微電子信息技術和電力電子技術的飛速發展，電力拖動的控制業已走出了工廠，現代生產自動化系統當中所承擔流水線工作的全部控制設備在傳統的電子拖動（電力傳動）控制下顯得很吃力。因此，運用電子技術及自動化技術，提高電力系統電氣自動化技術的不斷發展和變化。

參 考 文 獻

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1火力發電里使用電氣自動化技術的優點

把電氣自動化技術使用到火力發電中，這對火力發電廠的產業機構升級和環境保護層面具有著十分重大的意義。最重要的是火力發電中應用電氣自動化技術，不但可以增加原料的燃燒率，并且還可以加大發電效率。這主要是由于電氣自動化技術可以降低人為的誤差，降低對人力的依賴，進一步提高電力生產的效率；其次，運用電子自動化技術可以有效的降低生產成本。現階段的大部分火力發電廠所應用的原材料中，大多數仍然采用的是煤、石油、鋁礦石等高耗能燃料，如果不依靠先進的自動化生產技術作為輔助，就會由此導致燃料的燃燒不充分，進而會導致能耗的增加。若是把電氣自動化技術作為控制系統進行使用，就會使原材料充分燃燒，節省燃料的消耗，進一步降低了成本；最后，可以促進發電企業等有關技術的不斷發展更新[2]。火力發電廠在采用電氣自動化技術之后，會明顯增加企業的生產效率，必然反向推動企業的產業結構的不斷升級，這樣就能促進各生產企業加快電氣自動化技術的改進，增加經濟效益，形成較大的社會效應。

2加快電氣自動化技術在火力發電里的使用

2.1增加電氣整體的通信管理

為了全面控制火力發電的整個流程和整合應用，那么積極處理好熱工工藝連鎖問題，就顯得尤為重要。先階段使用比較廣泛的是分散控制系統，該系統的重點是依據開發進程的全自動化和電廠熱控系統自動化控制為主要的自控系統，DCS控制系統具有功能廣泛、較高的可靠性、集中式的顯示、控制靈活的優勢，正是該系統具有如此廣泛的應用的原因，保證電廠熱控系統能夠極大的滿足現階段的火力發電的最基本的要求。本文將內部通訊網絡和DCS管制系統有效地聯系在一起實行不一樣水平的融合，產生立體全方位的使用模塊管制系統，在融合時系統功效里對不一樣功效模塊的功能結構進行詳細配置，進一步保障熱控系統每個功效的發揮。

2.2不斷創新監控系統保護手段

以先進的控制技術為根本，聯合發電機組的真實運行狀況，構建一個完整的自動化監控系統，實現對建筑系統里面的電氣裝置用電的管制，提高電氣裝置的能源的使用率。

2.3建立通用網絡構造

在電氣自動化技術的使用進程里，通用網絡構造的建立有著非常關鍵的功效。經過構建根本的網絡構造，來達到管制人員對自動化裝備的管理，實現管理系統、計算機監控系統和電氣設備控制裝置的信息傳輸的通暢性，更一步提高電氣自動化技術的廣泛使用，增加火力發電廠現代化技術能力的增高。

2.4朱準確編制電氣項目規劃

依據電氣自動化產業項目基本須要，根據項目特性整理項目資源規劃，把項目須要的人力、財力、物力等資源表示出來。在電力自動化系統項目里，要把人工成本、材料成本、機械電氣設備使用成本和現在場地安全保護費用整個考慮進去，慢慢明確項目里所形成的個項費用。依據項目的表示及項目策略，把整體的大項目劃分為互相獨立、聯系的子項目，將有關的技術材料、相關人員的負責項目、工程數據、項目位置等原因均需要想到，建設項目負責人體系，把責任進行細分。

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1 電氣自動化技術的概述

電氣自動化技術是科技進步的產物之一，主要是利用計算機等網絡信息技術的一種自動化系統。將電氣自動化系統運用到火力發電系統中，可以對火力發電系統進行實時監控和控制，不僅可以有效提高發電廠的生產效率，還可以保證電氣控制的穩定性，保證系統的穩定運行。在火力發電系統中利用電氣自動化系統設置監控設備，可以對整個系統運行的數據進行有效收集和監控，通過對數據的分析可以分析出系統的運行狀況，一旦出現差錯，可以通過系統中的自動報警裝置自動發出警報，從而能夠減少損失。另外，電氣自動化系統還可以對一些特殊數據進行反饋，通過數據的反饋可以有效提高主站系統的管理水平，從而促進火力發電廠正常運行。

2 電氣自動化技術在火力發電中的必要性

傳統的火力發電廠的控制系統相對比較簡單和獨立，主要集中在機、爐的簡單系統中，在整個電氣系統的運行過程中，各個裝置之間的信息不能共享，因此，導致電廠的運行過程中工作人員的工作負擔較大，系統之間的信息無法直接傳送，直接通過人為傳送信息，這樣就會延遲故障發現的時間，從而導致發電廠事故的發生。因此，在火力發電廠中應用電氣自動化技術是非常必要的。首先，電氣自動化技術的應用可以實現火力發電廠系統內的信息共享，在發電廠的運行過程中，信息之間共享可以對系統的運行參數及運行狀態進行明確的監測與評價，從而提高系統的運行效率。其次，信息的共享可以對發電廠設備的運行狀況進行實時監控，這樣可以提前預警故障的發生，從而減少事故的發生，減少損失。

3 電氣自動化技術的應用優勢

隨著我國信息技術的發展及普及，電氣自動化技術的應用范圍越來越廣，將電氣自動化技術運用到電力行業中，使得電力行業建立起了新的運行模式，具體表現在以下幾個方面。

3.1 可以有效提高生產效率

社會經濟的正常運轉是離不開火力發電廠的電能輸送的。盡管隨著科技的發展，新技術不斷出現，但是火力發電廠輸送的電能卻并未減少。早期火力發電廠的技術比較薄弱，輸送電能還處于原始的狀態，效率很低，生產電能時損耗的能源較大，浪費比較嚴重。但引進自動化的生產技術之后，電力生產的效率顯著提高，損耗較低，產量也隨時加大。

3.2 可以有效降低生產成本

石油和煤是火力發電的主要原料。如果生產電能時采取較低的生產技術則會導致資源的消耗過大，火力發電廠的生產成本也相應增加。然而電氣自動化技術被引進后，能源資源都能得到充分的利用。節約了資源的同時也大大降低了電力生產的成本。

3.3 能夠優化系統資源

電氣自動化技術的應用能夠將電力基礎設備、操作人員等資源集中整合起來，從而實現人機共同操作，最終提升電能的產量。此外，電氣自動化技術的應用還能及時發現電力系統運行中存在的各種故障，從而對故障及時處理，減少損失。

4 電氣自動化技術在火力發電廠中的具體應用

4.1 電氣自動化的系統配置在火力發電廠中具有重要作用

電氣自動化的系統配置主要包括I/O集中監控、遠程I/O控制以及總線控制系統。其中，I/O集中監控主要是針對發電廠現場的各個設備，對于每個電器設備的饋線確定一個固定的I/O接口，然后通過電纜連接各個接口，這樣整個電氣設備的運行就會被監測和控制，因此能夠實時監測到發電各種故障，進而能夠減少事故的發生，降低設備的造價，從而降低電力企業的發電成本。遠程I/O控制主要指的是通過網絡系統能夠遠距離的實現對設備的控制操作，最大的優勢是可以不需要操作人員直接接觸設備就能夠完成操作，從而能夠節約大量的人力資源，減輕工作人員的工作強度等。另外，總線控制系統主要是依賴通信技術、控制技術以及計算機技術的配合來完成的，總線控制系統的應用可以進行分散管理，進而能夠及時發現問題，實現分散管理和控制。

4.2 電氣自動化技術在設備保護中的運用

電氣自動化技術對于發電廠設備的保護具有一定的作用，首先電氣自動化技術的應用可以實現繼電保護，通過將繼電器和計算機的鏈接，從而建立自動化的控制模式，起到調控火力發電廠繼電的運行工作，保護回路。其次，電氣自動化技術的應用可以對裝置起到保護作用，例如，鍋爐的安全門、危機保安器等。在操作的時候，通過自動化的技g可以將上述的裝置協調起來，所有的保護設備都可以根據其指令進行操作運行，減少外在因素的干擾。另外，電氣自動化技術的應用可以起到防雷保護的作用，只要在其運行模式中加入保護控制系統，就可以通過防雷器來提升設備的抗雷擊能力，減少不必要地損失。

參考文獻

[1]韓財旺.電氣自動化技術在火力發電中的創新與應用[J].河南科技，2015（18）：107-108.

[2]吳思祺.探究火力發電中電氣自動化技術的應用以及創新[J].科技資訊，2015（13）：43-44.

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1 自動監控技術在電氣工程中的應用

1.1 遠程性監控技術

在電氣工程中，使用適合條件的遠程監控可以提升電氣工業的運行模式，節約生產及使用成本，例如電纜成本、耗材成本、人工費等。通過遠程監控還可以使得我們在監控電氣工程設備上沒有了地域上的限制，大大減少了工作人員的工作量，提升我們的工作效率。但是在正常應用過程中，會因為地形的復雜、傳輸信號距離過遠等因素，導致信號接收狀態并不理想，很大程度上會降低遠程監控所實現的部分功能。

1.2 監控技術的集中及現場應用

監控技術的集中應用能夠在電氣工程中應用的最主要因素是因為它本身設計比較容易，操作簡單，安裝使用之后可以節省一部分購買機械設備的資金，并且更方便進行日常維護。

在電力系統之中使用最為廣泛的是現場總線監控技術，它使用的是一種串行的通信線路，可以對在生產過程中的基礎設施進行統一的進行遠距離控制。這種方式的監控方法，可以對不同的電氣工程進行有針對性的監控，而且各個設施之間沒有相互影響和干涉，都是通過網絡信號進行與總監控室進行直接的聯系，具有較強的靈活性和獨立性能。通過監控技術手段在電力系統中的應用，不僅可以降低生產使用成本，還能夠增加系統運行的安全性和可靠性。

2 電氣自動化技術的發展

2.1 變換器電路從低頻向高頻方向發展

變換器電路是電力系統中的主要構成成分之一，其發展變化過程與電力電子技術的發展變化緊密相連，可以說，電子元器件的更新換代速度直接影響著電氣自動化的發展速度。

在以前使用晶閘管時，電力系統中的直流電路運行模式無法避免的出現交流變頻情況出現，隨著電子元器件的發展迅猛，PWM交換器逐步替換了普通的晶閘管，這使得電力行業解決了電動機在低頻工作狀態下出現的額轉矩脈動現象，另外電動機的有效功率也得到了顯著地提升。可是，使用PWM交換器帶來了較大的振動噪音。直到美國威斯康星大學研發出直流環逆變器，它可以實現電氣元器件功能的靈活轉變，不僅能夠在零電流下進行轉化，又完全消除了開關損耗。這個研發成果的使用，有效的降低了電力系統運行成本，提升了逆變器的集成化程度，還使得電氣自動化技術得到了很大的提升。

2.2 交流調速控制理論

利用對異步電動機定子電流矢量進行測量進而控制，從而達到控制異步電動機勵磁、轉矩兩電流的目的，最終實現對異步電動機轉矩的控制，這一控制過程稱為矢量控制，也即交流調速控制。在該理論的支持下，對三相異步電動機的控制基本上相當于滯留電動機，可以使三相異步電動機具有等同于直流調速系統的靜態性能和動態性能，很大幅度上提升了交流調速的競爭力，并最終可以提升電力系統的自動化水平程度。

2.3 智能保護與綜合自動化技術

上世紀九十年代以來，電力系統自動化技術的研究一直很熱門。我國電力領域的科研工作者也先后對電力系統智能保護與綜合自動化技術進行了大量的開發與研究，并根據我國國情將最新的理論成果和實踐技術應用到國內各電力系統的繼電保護裝置中。從而使新型保護裝置進入了智能化時代，也極大地提高了電力系統的安全性和可靠性。截止2011年統計結果顯示，我國自產產品已經實際應用于220kV及以下電壓等級變電站的自動化中，而330kV及以上電壓等級變電站也有不少選擇試用。目前，我國研究工作人員針對我國電力系統研究開發的分層分布式綜合自動化裝置已經先后投入到我國大約兩萬余所 35kV～500kV各種電壓等級的變電站中以及每年新建的千百所變電站中運行。

2.4 電氣自動化的實時仿真系統

為了能夠實時監測到電力系統的符合情況，科研人員對電力系統進行了仿真建模，通過建立的電力系統數字模擬實時仿真系統，可以在不同環境下對模擬電力系統的進行穩態和暫態實驗，為科學研究提供大量的試驗數據的同時，還能夠與多種控制裝置組成閉環回路，對整個電力系統裝置進行監控。使用實時仿真系統還能夠為電力系統提供智能保護和新型的輸電系統研究提供實驗條件。

2.5 電力系統配電網自動化技術

我國的電力系統由發電、輸電和配電三部分組成，其中發電部分全部在發電廠運行過程中，輸電部分包括高壓輸電和變電站部分，配電直接服務于各個電力用戶。配電自動化技術是服務于城鄉配電網改造的重要技術，主要利用電力電子技術、網絡通信技術等與電力設備相結合，通過配電網來進行潮流計算之后，應用人工智能來進行負荷預測。

2.6 人工智能在電力系統中的應用

隨著人工智能的發展越來越完善，研究人員也開始將神經網絡、支持向量機、模糊邏輯和進化理論等應用到電力系統的故障診斷、設計規劃、運行分析等方面，

從而使電力系統運行和控制逐步實現智能化成為可能。

結語

電力系統是一個國家的能源調度控制中心，其發展水平是衡量一個國家經濟發展水平的重要標志。應用電氣自動化技術對電力系統進行全面改造，是達到電力系統高效運行的捷徑之一。同時，現在是計算機網絡時代，電氣自動化的應用能更好地滿足時代的需求。我國的電力系統綜合自動化技術起步較晚，與國外相比，在某些技術方面存在著一定的差距。所以，我們不僅要學習和借鑒國外的先進技術，同時注重自主研發適合我國國情的電氣自動化系統，為我國電力系統發展做出貢獻。

參考文獻

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為了滿足人們對汽車的動力性、操作穩定性、安全性、舒適性、燃油經濟性、對環境的友好性等各方面不斷提高的要求，各種電子裝置不斷地被應用于汽車，使現代汽車成了一個廣泛的電氣系統，包含大量的電氣設備。在汽車電氣系統中，電力電子技術正起著越來越重要的作用。

一、汽車的電源系統

今天的汽車具有200多個電氣設備，其平均功率在800W以上。最初汽車上電能是由與汽車發動機同軸（或其它傳動結構帶動）的發電機產生的，并供給14V（標稱12V）標準蓄電池（組）和用電器。當發電機停止工作時，蓄電池可滿足汽車啟動和短期的用電要求。

隨著汽車電氣系統的不斷增加，一輛中檔汽車的供電系統需要負擔50多個連接器，1500多個電路模塊，2000多個終端，指示和照明燈就超過100多個，線纜長度近5km，耗電超過2.8KW，這就給供電系統的安全使用造成了極大的威脅，同時極大地限制了車用電器設備的配備使用和開發。所以現在的汽車采用了新的電源系統，這種系統有兩種類型，一種是單一電壓的42V系統，另一種是雙電壓的14/42V系統。兩種電源系統的目的雖然一致，但出于實現難易程度不同，又各有自己的特點，前者為最終型，后者為過渡型。功率器件在改善系統效率和性能等方面起著關鍵作用，電力電子技術也被廣泛應用到各個電氣設備中，以提高功率，節約電能。

二、電力電子技術給汽車提供的功能

1.高亮度放電燈

高亮度放電燈（HID）已經開始在汽車中作為短焦距燈和霧燈使用。高亮度放電燈較之傳統的鹵素燈具有更高的發光效率、更高的可靠性、更長的壽命和更大的外觀設計靈活性，并且具有功率大、紋波小、觸發起動快、工作穩定可靠及抗干擾能力強等優點。HID燈的發光效率是鹵燈的3倍，而壽命大約為2000h。HID運行時需要采用電力電子鎮流器。初始時，需12k-30k的高壓點燃電極之間的弧，而后需要大約85V的電壓來維護電弧。

2.電動機的轉速控制

電動機在汽車上的應用很多，比如向乘客艙供氣的風機、對水箱（或冷凝器）進行強制風冷電動風扇等，它們常需要實現變速控制。例如向乘客艙供氣的電動機，一般是具有鼠籠風扇的永磁直流電動機，其速度通常是通過改變與電動機繞組串聯的電阻來進行控制的，這種方法導致了很大的功耗。目前，已研究出的大功率器件脈寬調制（PWM）技術在直流電動機調速上得到了廣泛的應用。利用這些器件具有自關斷能力，并有體積小、重量輕、開關速度快、損耗小、效率高等優點，使調速系統能實現高頻化、模塊化，且動、靜特性指標大大提高。

3.防抱死制動系統（ABS）

汽車防抱死制動系統簡稱ABS，是指在制動過程中，可自動調節制動力大小，防止車輪抱死，以獲得最佳制動性能包括最佳方向穩定性、正常轉向能力和最小制動距離的裝置。它是汽車制動系統的組成部分。在汽車上裝用ABS可有效地減少交通事故，提高行車安全性。國外的ABS發展于20世紀初，目前ABS技術和工藝都非常成熟，己廣泛應用于轎車和重型汽車中。目前ABS的發展方向為：（1）ABS和驅動控制裝置的一體化；（2）ABS與電子全控式（或半控式）懸掛、電子控制四輪轉向、電子控制液壓轉向、電子控制自動變速器等行駛系統和動力傳動系統的組合裝置；（3）ABS和自動制動器的一體化。

4.超聲電動機

超聲電動機（簡稱USM）是一種新穎的微型電機。它利用壓電陶瓷的逆壓電效應，把電能轉化為機械能，并依靠摩擦力來驅動。由于超聲電動機特殊的工作原理，它具有很多傳統電磁電機無法比擬的優越性能，如低速大轉矩、體積小重量輕功率密度大、響應速度快、微位移、不受電磁場的影響、掉電自保持、設計自由度大等。

超聲電動機可以作為汽車窗戶提升、座位定位和駕駛員頭部保護裝置的執行器。超聲電動機要求電力電子電路進行驅動，因而電力電子電路的好壞會極大影響到超聲電動機的性能。

5.發動機機電氣門

現在電磁執行機構在汽車系統中具有越來越多的應用，這些執行機構較之其它類型的（例如液壓的、風力）執行機構具有很多優勢，更易利用微處理器進行更為精確的控制。應用電磁執行機構的發動機氣門代替凸輪軸和凸輪氣門，可以通過控制發動機進氣門和排氣門的開關來在一個由多種變量如速度、負載、高度和溫度確定的大范圍內，實現優化發動機性能和提高燃料經濟性的目的。

6.電子燃油噴射系統

和傳統的化油器系統相比，電子燃油噴射系統可以對燃油噴射進行更加精確的控制，因而提高了汽車的效率和燃油經濟性，提高功率性能，增強汽車的操縱靈活性并且使排放更加清潔，目前電子燃油噴射系統已在汽車上被廣泛使用。

7.電氣空調

在常規汽車中，通常由發動機驅動空調的壓縮機，因此壓縮機的速度在一個很大的范圍種變化，并且壓縮機的容量必須大于標準，從而在發動機轉時也能提供足夠的制冷。此外，軸封和橡皮軟管會導致制冷劑（CFC）泄漏，造成環境污染。

而在電氣空調中，一般是由三相MOSFET橋驅動的直流無刷電動機來驅動壓縮機。電氣空調的壓縮機速度和發動機速度無關。因此，壓縮機可以采用標準的，并且沒有過冷的問題發生。同時，軸封和軟管可以利用密封系統代替，避免制冷劑泄漏。另一個優點是電氣空調由于不需發動機驅動，所以安裝位置非常靈活。

三、小結

電力電子技術已是汽車的核心控制技術之一，電力電子器件的性能關系到汽車的可靠性，在汽車中正在起著越來越重要的作用。它為提高汽車性能、安全性和功能的新技術應用提供可能。可以肯定地說，電力電子技術在未來汽車技術的發展中必將繼續起著重要的作用。

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1 電氣自動化技術在火力發電中的基本作用

電氣自動化技術在火力發電中的基本作用是通過以監視控制設備為主，數據交換信號反饋為輔助的自動化系統，監控設備時以主接線圖，曲線等形式測量設備的運行狀態和數據信息，并能及時的上報設備的警告信號、動作事件異常等情況，避免操作失誤和危險情況的發生。電氣自動化系統的高級功能還提供很多特殊的數據反饋，例如利用測控裝置本身的計量功能或脈沖信號進行電量統計，定值的遠方修改在線自動效核，電氣主站系統的在線設備管理，故障診斷及電動機狀態檢修等。

2 電氣自動化技術在火力發電中的必要性

一般來說，傳統的火力發電廠中的集散控制系統（DCS）主要是側重于對機、爐系統的簡單控制，而電氣系統的保護與安全裝置都可以基本實現獨立運行，諸如廠用電源切換裝置（ATS）和自動勵磁調節裝置（AVR）等都與集散控制系統（DCS）之間的信息互訪和交換量有限，對整個電氣自動化系統的反映信息量相對較少，也導致電氣系統的操作人員所關注的測量、參數等信息都無法在集散控制系統（DCS）中得到有效反映，這也就對電氣系統的操作人員運行系統造成了一定程度地不便，無法實現輕松、快捷、簡便的系統操作，非常不利于其對火力發電廠的事故進行及時地分析與解決。因此，為了提高火力發電廠中電氣系統的自動化水平，就必須改變傳統電氣系統控制中對變送器和控制電纜大量安裝的情況，轉變過去硬接線一對一采集電氣信號的形式為現場總線技術和智能設備的結合形式，建立火力發電廠的電氣系統通信網絡，充分利用其聯網信息多樣化和全面化的優勢，進行電氣系統深層次的相關數據挖掘，實現火力發電廠中電氣系統的自動化，提高整個火力發電廠電氣自動化系統的運行和管理水平，這對于火力發電廠的長遠發展發揮著至關重要的作用。

3 電氣自動化技術在火力發電中的發展現狀

電力自動化技術在火力發電廠中的應用水平是隨著科學技術的不斷進步而不斷發展和提高的。電氣自動化系統的日新月異也為火力發電廠的數據采集和信息通信等開拓了新的技術發展領域。火力發電廠中電氣自動化系統的監控裝置不僅可以實現對交流采樣的測量、保護和監控，而且可以通過新型計算機的監控與保護實現現場總線技術與工業以太網的網絡形成。通常情況下，電氣自動化系統是由控制層、間隔層和通信層三大主要部分組成，并通過分布分層的方式實現對整個系統的監視與控制。下層的功能則可以擺脫對上層設備和網絡的依賴，而獨立實現。另外，電氣自動化系的控控制層是整個系統的核心，其主要任務是監視、控制、采集和整理整個系統的數據信息，需要依賴上層的主站系統來實現。起通信層的主要任務則是要完成系統間隔層與各站點之間的數據交流、互訪與轉換，邏輯監視與控制電氣設備。至于電氣自動化系統的間隔層，則是由保護見恐慌只和智能設備兩大部分組成，通過網絡和接口等方法實現與系統上層功能的數據互訪與溝通。當前，火力發電廠的電氣自動化系統的監控技術也已經與其他相關監控系統進行數據交換，從而實現火力發電廠的信息化管理與控制。

4 創新電氣自動化技術在火力發電中的系統配置

電氣自動化技術在火力發電中的系統配置主要可以分為以下三種形式：I/O集中監控方式、遠程智能I/O方式和現場總線控制系統（FCS）方式。

4.1 I/O集中監控方式

I/O集中方式。是將電氣的各饋線在現場設置現場設備I/O接口，通過硬接線電纜與集控室DCSI/O通道相連，經A／D處理后進人DCS組態，實現DCS對全廠電氣沒備的監控。這種監控方式優點是速度對應快、運行維護好、監控站的防護等級低，從而使DCS的造價下降，但由于電氣設備全部進入DCS監控，隨著監控對象的大量增加使DCS主機冗余的下降，電纜數量巨大，控制樓面積大，長距離電纜引進的干擾可能影響DCS的可靠性。

4.2 遠程智能I/O方式

遠程智能I/O方式是在數據采集較集中月一離控制室較遠的現場設立遠程I/O采集柜（即現場A/D轉換機柜），現場設備I/O信號通過硬接線電纜與加采集柜相連，加采集柜與控制室DCS控制器主機柜通過光纖或雙絞線。遠程I/O具有節省大量電纜、節省安裝費用、節省控制樓面積、可靠性高等優點智能化遠程I/O還可完成數據處理、自檢、自校正等功能。但I/O卡件、模擬量卡件及電量變送器還是不能減少。

4.3 現場總線控制系統方式

現場總線是當今3C技術，即通信、計算機、控制技術發展的結合，是信息技術、網絡技術發展到控制領域和現場的體現。現場總線廢棄了DCS的控制站及其輸人/輸出單元，從根本上改變了DCS集中與分散相結合的集散控制系統體系，通過將控制功能高度分散到現場設備這一途徑，實現了徹底的分散控制。

5 創新電氣自動化技術在火力發電中的應用

5.1 統一單元爐機組

創新電氣自動化技術在火力發電中的應用，實現由機、電控制一體化向火力發電廠機、爐、電一體化的單元制運行監控方式轉化。這樣，火力發電廠中集散控制系統（DCS）可以通過機、爐、電單元制的運行方式對整個火電機組的所有運行參數和狀態信息進行匯總和分析，最大限度地挖掘火電機組潛力，并發揮其自身特有的控制功能，最大限度地縮小控制室，實現對監控系統的簡化，也就能夠最大可能地降低成本造價；同時，統一單元爐機組也便于火力發電中電廠信息管理系統（MIS）的信息采集，從而加強火電電網的統一運行和管理，完成中調AGC的相關指令和要求，提高電網的工作效率，使其保持在最經濟和最佳的運行狀態。因此，統一單元爐機組有利于提高火電機組的監控水平和自動化水平。

5.2 創新控制保護手段

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電氣自動化技術是在電力系統中實現遠程監控以及監視管理的有效地途徑，是將現代的電子技術、信息的處理技術以及網絡通信技術融為一體的基礎上，發展起來的綜合技術。電氣自動化技術，為電力系統的平穩運行提供了良好的條件，并且隨著發展，電力系統也得到了更為優質的服務。電力系統自動化技術的要求主要有：①保證電力系統各部分的技術要求，以實現設備的安全以及經濟，并以設備的實際運行為主要的依據，保證操作人員實際的控制和協調；②盡量的利用電氣自動化技術進行安全性能的改善，從而可以減少事故，并能夠節省人力，避免緊急事故的發生和發展；③還要對電力系統的整體數據以及參數進行檢驗、收集并對之進行處理，保證各系統的正常運行；④保證電力系統各部分的安全以及經濟。

二、電力系統中的電氣自動化技術

（一）變電站自動化。電力系統中變電站與輸配電線路是聯系發電廠與電力用戶的主要環節。變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備；二次設備數字化、網絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監視實現計算機屏幕化；運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現代化的一個重要環節。

（二）電網調度自動化。現代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統，包括實時信息收集和顯示系統，以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統。信息收集和顯示系統具有數據采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，位于調度中心的部分稱為調度端。軟件系統由靜態狀態估計、自動發電控制、最優潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、最優機組開停計劃、安全監視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。

（三）發電廠分散測控系統（DCS）。發電廠分散控制系統（DCS）-般采用分層分布式結構，由過程控制單元（PCU）、運行員工作站（os）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數據通訊網絡（以太網）組成。過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能1/0模件組成。MCU模件通過冗余的1/0總線與智能1/0模件通訊。PCU直接面向生產過程，接受現場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號，經運算處理后進行運行參數、設備狀態的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執行機構，完成生產過程的監測、控制和聯鎖保護等功能。運行員工作站（os）和工程師工作站（ES）提供了人機接口。運行員工作站接收PCU發來的信息和向PCU發出指令，為運行操作人員提供監視和控制機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統組態設置和修改、系統診斷和維護等手段。

三、電力系統中電氣自動化技術的應用

（一）主動對象數據庫技術在電力系統中的應用。數據庫技術在電力系統中的應用主要是用于電力系統的監視系統中，因此，這對系統的開發、繼承、封裝等都有很大的作用，引發了軟件技術的變革。主動對象數據庫技術在電力系統得到了廣泛的應用和認可，并用來支持對象標準，因此與一般的關系數據庫相比，主動對象數據庫主要是對技術以及主動功能的技術支持，因此，在電力系統中也得到了廣泛的應用。主動對象數據庫是利用系統的監視功能，對對象函數進行利用，從而可以實現電力系統中電氣自動化的應用，隨著觸發機制的使用，數據庫監視得到了很好的控制與實現，從而節省了數據寫入以及讀出的時間，還對數據管理功能充分的進行利用，并得到了技術上的保證。當前，我國的數據庫技術得到了很廣泛的應用，并且監視系統也得到了很好的發展，電氣自動化技術在電力系統以及日后的電力系統中并將得到更為完善的應用。