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摘 要：随着现代信息技术在电力系统中的广泛应用，电力电气综合自动化水平越来越高。文章从分析电厂电气自动化的发展现状分析出发，对电气综合自动化的具体表现进行了总结与阐述，进而就电气综合自动化的实践应用情况展开了论述，并对其未来发展方向进行了展望。
关键词：电厂电气；电气自动化；综合自动化
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）17－0021－02
21世纪又被称为信息化时代，以计算机为基础的现代信息技术已不同程度地渗透到各行各业。对我国电力行业来说，体现的尤为明显。电厂各种电气设备自动化程度越来越高。电厂自动化系统是一个集计算机、控制、通信、网络及电力电子为一体的综合系统。不仅可以完成对单个电厂，还可以进一步实现对梯级流域，甚至跨流域的电厂群的经济运行和安全监控。
1 电厂电气自动化发展现状
电气自动化技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科，随着电子技术、信息网络、智能控制的飞速发展，使得电气自动化经历了从无到有，从发展到成熟的过程。其发展现状表现为以下3个方面：
1.1 电气自动化系统信息化
信息技术在纵向和横向上向电气自动化进行渗透。纵向上，信息技术从管理层面对业务数据处理进行渗透，利用信息技术可以有效存取财务等管理数据，对生产过程动态监控，实时掌握生产信息并确保信息的全面、完整和准确；横向上，信息技术对设备、系统等进行渗透，微电子等技术的应用使控制系统、PLC等设备界线从定义明确逐渐变得模糊，而软件结构、组态环境、通讯能力等的作用日益凸显，网络、多媒体等技术得到了广泛应用。
1.2 电气自动化系统操作的简易化
电气自动化系统使用、维护与检修简易化。Windows NT等已成为实施电气自动化控制平台、规范以及语言的标准，基于Windows的人机界面成了电气自动化的主流，使得电气自动化系统的使用、维护和检修更加简单、方便。
1.3 实现分布式控制应用
电气自动化系统通过串行电缆连接中央控制室、PLC、现场设备，将工业计算机、PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动器等连接，将现场设备的信息收集到中央控制器。分布式控制应用通过数字式分支结构的串行连接自动化系统与相关智能设备的双向传输通讯总线，将PLC、现场设备与相应的I/O设备连接起来，使输入、输出模块发挥现场检查和执行的作用。
2 现有技术条件下电厂电气综合自动化的设计与应用
电气自动化控制系统主要有集中监控、远程监控、现场总线监控3种设计方式，其各自设计理念和应用特点如下：
2.1 集中监控方式
集中监控方式是将监控系统的各个功能用一个处理器集中处理。这样做的优点主要体现在系统运行维护方便，系统结构简洁，对控制站的防护要求较低，但这种方式的缺点也显而易见，当使用集中监控方式时，处理器的任务十分繁重，从而不可避免的使处理速度受到影响。当监控网络终端较多时，带来的后果是主机冗余的下降、布线复杂度的增加，进而导致投资加大，当系统主机与终端之间的距离较远时，需要的驱动功率也随之加大，并且长距离的电缆连接也使得干扰信号的介入，从而影响系统的可靠性。
2.2 远程监控方式
远程监控方式是一种传统的监控模式，该模式主要采用模拟电路，由继电器、晶体管等分立元件组成，系统运行中的数据采集和判断等任务均由硬件系统来完成。这种监控方式的缺点也很明显，由于这一阶段的自动控制系统不涉及软件，因此无法实现自动控制和远程调解。虽然硬件系统可以保证系统安全运行，但是由于这些装置，都是由相互独立的元件组成，没有自我故障诊断的功能，倘若在系统运行中元件自身出现故障，而缺少必要的报警信息，这就会影响电网的安全。
2.3 总线监控方式
现场总线是近几年兴起的工业系统组成架构，典型的现场总线有PC104总线、VXI总线、CAN总线等，现场总线监控方式使得系统在设计上更有针对性。总线监控方式的优点在于，所有监控结点都可以连接到一组总线上，这样就节省了复杂的布线，降低了系统的成本，同时，由完备的总线协议，可以保证系统较高的安全性和可靠性，而且系统布局简便，智能设备就地安装，节约大量的投资和安装维护工作量。
3 电厂电气综合自动化发展趋势
3.1 网络技术的应用
以太网技术已经成功进入工业领域，其主要优点是，以太网传输速率快，容量大，组建成本低等。嵌入式以太网监控系统已成为目前国内各大型电力设备厂商的首选。以太网应用于电厂企业可有效地控制现场设备，实现不同终端数据之间交换的实时性和可靠性；同时，管理层也可以通过网络进行监督，减少了人力资源的消耗，节省了成本。所以，在进行电厂网络的规划建设时，首先要确保监控装置的正常运行，正确配置网络，实现数据管理的集成。
3.2 变换器电路的应用
目前，电子技术发展速度迅速，相关元器件的更新速度也与日俱增，要实现数据集成的高度化，就必须随时更新变换器的控制电路。早期主要是使用相控整流，随着电力电子技术的发展，PWM变换器开始被越来越多的厂家广泛应用。直流环逆变器通过把逆变器挂在高频振荡过零的谐振支路上，改变了传统的在高压下切换硬件开关的模式，使电力电子器件在零电压或零电流下转换，从而使开关损耗降低到零，减少逆变器尺寸，以降低成本。因此，谐振式直流逆变器电路将会是未来应用的主流。
3.3 智能化技术的应用
随着计算机的发展，电气自动化系统由计算机控制逐步向智能控制转变。除了满足现有的监控要求外，该系统还将实现站控层的级联、状态信息的存档、防止错误操作等功能。从功能上，该系统可以划分为内外两部分：对内，对间隔层的装置实现监控管理、故障反馈信息管理、改动以往人工抄表的现状，实现自动抄表，实时的进行设备的诊断等功能；对外，实现各种智能控制，例如机组优化等功能，提供数据给DCS和SIS等系统。
4 结束语
综上所述，随着智能化、信息化技术的快速发展，电气自动化技术将不断向科技化、信息化、开放化的趋势发展，电气自动化涉及的领域将不断增多，技术更新将不断加快，电气自动化控制技术也将得到快速发展并不断完善。
参考文献：
［1］彭杰，应启戛.电厂自动化系统应用以太网技术的探讨［J］.动力工程，2004（05）.
（编辑：尤俊丽）
关键词：电厂电气；电气自动化；综合自动化
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）17－0021－02
21世纪又被称为信息化时代，以计算机为基础的现代信息技术已不同程度地渗透到各行各业。对我国电力行业来说，体现的尤为明显。电厂各种电气设备自动化程度越来越高。电厂自动化系统是一个集计算机、控制、通信、网络及电力电子为一体的综合系统。不仅可以完成对单个电厂，还可以进一步实现对梯级流域，甚至跨流域的电厂群的经济运行和安全监控。
1 电厂电气自动化发展现状
电气自动化技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科，随着电子技术、信息网络、智能控制的飞速发展，使得电气自动化经历了从无到有，从发展到成熟的过程。其发展现状表现为以下3个方面：
1.1 电气自动化系统信息化
信息技术在纵向和横向上向电气自动化进行渗透。纵向上，信息技术从管理层面对业务数据处理进行渗透，利用信息技术可以有效存取财务等管理数据，对生产过程动态监控，实时掌握生产信息并确保信息的全面、完整和准确；横向上，信息技术对设备、系统等进行渗透，微电子等技术的应用使控制系统、PLC等设备界线从定义明确逐渐变得模糊，而软件结构、组态环境、通讯能力等的作用日益凸显，网络、多媒体等技术得到了广泛应用。
1.2 电气自动化系统操作的简易化
电气自动化系统使用、维护与检修简易化。Windows NT等已成为实施电气自动化控制平台、规范以及语言的标准，基于Windows的人机界面成了电气自动化的主流，使得电气自动化系统的使用、维护和检修更加简单、方便。
1.3 实现分布式控制应用
电气自动化系统通过串行电缆连接中央控制室、PLC、现场设备，将工业计算机、PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动器等连接，将现场设备的信息收集到中央控制器。分布式控制应用通过数字式分支结构的串行连接自动化系统与相关智能设备的双向传输通讯总线，将PLC、现场设备与相应的I/O设备连接起来，使输入、输出模块发挥现场检查和执行的作用。
2 现有技术条件下电厂电气综合自动化的设计与应用
电气自动化控制系统主要有集中监控、远程监控、现场总线监控3种设计方式，其各自设计理念和应用特点如下：
2.1 集中监控方式
集中监控方式是将监控系统的各个功能用一个处理器集中处理。这样做的优点主要体现在系统运行维护方便，系统结构简洁，对控制站的防护要求较低，但这种方式的缺点也显而易见，当使用集中监控方式时，处理器的任务十分繁重，从而不可避免的使处理速度受到影响。当监控网络终端较多时，带来的后果是主机冗余的下降、布线复杂度的增加，进而导致投资加大，当系统主机与终端之间的距离较远时，需要的驱动功率也随之加大，并且长距离的电缆连接也使得干扰信号的介入，从而影响系统的可靠性。
2.2 远程监控方式
远程监控方式是一种传统的监控模式，该模式主要采用模拟电路，由继电器、晶体管等分立元件组成，系统运行中的数据采集和判断等任务均由硬件系统来完成。这种监控方式的缺点也很明显，由于这一阶段的自动控制系统不涉及软件，因此无法实现自动控制和远程调解。虽然硬件系统可以保证系统安全运行，但是由于这些装置，都是由相互独立的元件组成，没有自我故障诊断的功能，倘若在系统运行中元件自身出现故障，而缺少必要的报警信息，这就会影响电网的安全。
2.3 总线监控方式
现场总线是近几年兴起的工业系统组成架构，典型的现场总线有PC104总线、VXI总线、CAN总线等，现场总线监控方式使得系统在设计上更有针对性。总线监控方式的优点在于，所有监控结点都可以连接到一组总线上，这样就节省了复杂的布线，降低了系统的成本，同时，由完备的总线协议，可以保证系统较高的安全性和可靠性，而且系统布局简便，智能设备就地安装，节约大量的投资和安装维护工作量。
3 电厂电气综合自动化发展趋势
3.1 网络技术的应用
以太网技术已经成功进入工业领域，其主要优点是，以太网传输速率快，容量大，组建成本低等。嵌入式以太网监控系统已成为目前国内各大型电力设备厂商的首选。以太网应用于电厂企业可有效地控制现场设备，实现不同终端数据之间交换的实时性和可靠性；同时，管理层也可以通过网络进行监督，减少了人力资源的消耗，节省了成本。所以，在进行电厂网络的规划建设时，首先要确保监控装置的正常运行，正确配置网络，实现数据管理的集成。
3.2 变换器电路的应用
目前，电子技术发展速度迅速，相关元器件的更新速度也与日俱增，要实现数据集成的高度化，就必须随时更新变换器的控制电路。早期主要是使用相控整流，随着电力电子技术的发展，PWM变换器开始被越来越多的厂家广泛应用。直流环逆变器通过把逆变器挂在高频振荡过零的谐振支路上，改变了传统的在高压下切换硬件开关的模式，使电力电子器件在零电压或零电流下转换，从而使开关损耗降低到零，减少逆变器尺寸，以降低成本。因此，谐振式直流逆变器电路将会是未来应用的主流。
3.3 智能化技术的应用
随着计算机的发展，电气自动化系统由计算机控制逐步向智能控制转变。除了满足现有的监控要求外，该系统还将实现站控层的级联、状态信息的存档、防止错误操作等功能。从功能上，该系统可以划分为内外两部分：对内，对间隔层的装置实现监控管理、故障反馈信息管理、改动以往人工抄表的现状，实现自动抄表，实时的进行设备的诊断等功能；对外，实现各种智能控制，例如机组优化等功能，提供数据给DCS和SIS等系统。
4 结束语
综上所述，随着智能化、信息化技术的快速发展，电气自动化技术将不断向科技化、信息化、开放化的趋势发展，电气自动化涉及的领域将不断增多，技术更新将不断加快，电气自动化控制技术也将得到快速发展并不断完善。
参考文献：
［1］彭杰，应启戛.电厂自动化系统应用以太网技术的探讨［J］.动力工程，2004（05）.
（编辑：尤俊丽）