电器自动化技术论文汇总十篇

时间:2023-03-23 15:05:03

电器自动化技术论文

电器自动化技术论文篇(1)

分析新的高级维修电工鉴定考核大纲,我们可以发现,其相对中级维修电工增加了电力半导体、特种电机、自动控制原理、微机原理、可编程控制器(PLC)、变频器、数字机床控制系统、电梯控制系统及部分新的机械知识。这些新增的知识都是最近几年迅速发展并且已经得到广泛应用的技术,满足和适应了当前企业维修电工的实际需要,代表了我们今后维修电工培养的方向。

从新增的知识看,主要集中在先进控制技术方面,这些知识技能具有以下特点:属于新技术;更新速度快,每月可能都有新的技术得到应用;多学科综合应用,每种产品/系统、技能都可能涉及多种新技术;电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论等得到了广泛应用。

二、高级维修电工知识技能结构分析

虽然高级维修电工新增知识给我们带来了挑战,迫使我们补课――进行多种先进控制技术学习,但是高级维修电工新增知识并非杂乱无章。它是电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论的结合和应用:

第一,可编程控制器(PLC)的核心是微机控制技术,就是运用微机加上电路设计制造的一个简单易用的、用户可二次编程开发的电器产品。而数控系统、电梯控制系统则是以可编程控制器为核心实现的、适用相应场合的控制系统。

第二,变频器的核心也是微机控制技术,就是运用微机+电力半导体器件+脉宽调制控制理论设计制造的一个简单易用的调速电器。此外,数控系统中的伺服控制器同样是用微机+电力半导体器件+脉宽调制控制+闭环控制理论设计制造的一个简单易用的调速控制电器,与变频器知识是相通的,一些厂家的部分变频器就具有伺服控制器的一些功能。可以说,新的调速产品、调速系统,与变频器、伺服控制器一样,都是电力电子技术的具体应用。

第三,高级维修电工新增知识中的变频器、伺服控制器、可编程控制器、调速系统等都需要开环、闭环控制理论的指导,如果没有自动控制理论的指导,不仅设计不出,而且面对变频器五十个以上、伺服控制器一百五十个以上的产品参数将无从下手,面对数控系统、电梯控制系统更是无所适从。

此外,电机原理也是电机控制系统的基础。

因此,高级维修电工新增知识的理论基础就是电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学。具体关系可以用图1表示。

三、高级维修电工知识技能的学习

正确认识了高级维修电工新增知识的理论基础和相互关系,有助于我们对高级维修电工新增知识技能的学习和把握。

在高级维修电工教学中必须强化电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学基础知识的地位,但是以上课程理论知识普遍较难学,因此除了采用一体化教学外,还应积极地探索有效的教学教法,如多媒体教学和行为导向法等。

要注重电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学课程的综合应用, 变频器、伺服控制器、可编程控制器、调速系统等均是以上技术的综合应用,为了理解他们,我们在学习这些基础课程时,一定要偏重于以上技术的联系和综合应用,把握基本概念、典型电路,主要掌握问题是如何提出的、如何解决的、又是如何应用的,不能割裂地讲述单科知识。

从图1看出PLC是控制器中的代表、变频器是调速中的代表,因此,在高级维修电工教学中必须强化PLC、变频器原理的学习,强化PLC、变频器典型电路的技能的训练。相信,只要PLC、变频器学透,就不难理解其他先进控制技术和系统。

电器自动化技术论文篇(2)

Abstract: Electrical automation control is to enhance the production, circulation, exchange, distribution and other key ring, realize the automation, is equal to the reduction of human capital investment, and improve the operational efficiency. With the development of information technology, many new methods and technology into engineering, product of stage, the automatic control of the new challenges, promote the theory of intelligent control technology application in the control of complex system, to solve with traditional methods can not solve the problem.

Key words: artificial intelligence; electrical engineering; automation

中图分类号:V242 文献标识码: 文章编号

引言:社会的进步和人类的长寿要求生产力更加发达,要求人类的经济生活更加智能化,以节省宝贵的人类时间去做其它有益的事情。电气自动化控制领域的革新需要人工智能的大力支持,而人工智能在自动化控制方面的优势在这个领域也确实能够得到极大的发挥。促进自动化控制的发展进步,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。人工智能主要包括思维能力、行为能力和感知能力三个方面。人工智能指的是人类制作的机器所表达出来的智能,体现了自动化的特征。因此智能化技术在电气工程自动化控制中可以发挥最大的效用,促进电气的优化设计、诊断故障和智能控制等。

一、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟,延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质.并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后,人工智能研究飞速发展,成为以计算机为主.涉及信息论.控制论, 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。

当今社会,计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面,计算机编程技术的日新月异催生自动化生产,运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈.所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。

二、智能化技术应用优势

在电气自动化控制中应用到智能化技术,主要是以智能化控制器的形式,这种智能化控制器较过去的控制器相比的确具有不少优势,下面我们就对其进行详细的分析。

1.无需控制模型

过去的控制器在进行自动化控制时,往往会因为控制对象的动态方程比较复杂而无法精确到位地掌握,这会使得该对象模型的设计过程中会出现较多不可预估、不可测量的客观因素,比如一些参数的变化。无法掌握这些因素,也就不能设计出精准的模型,自动化控制工作的实际效率也会下降。而智能化控制器并不需要对控制对象模型进行设计,这就可以从根本上避免一些不确定因素的产生,提高自动化控制的精密系数。

2.方便调整控制

智能化控制器还有另一个大好处,就是可以随时根据下降时间、响应时间以及鲁棒性的变化来调节控制程度,从而有效提高自身工作性能,为自动化控制提供最基础的保障。无论是在什么样的情况下,智能化控制器的调节控制与过去的控制器相比具有更方便调节的优势,更适合投入实际使用。还有一点好处,就是智能化控制器在进行调节控制时完全只需要根据相关数据的变化来自行调节,即使没有专门的技术人员在旁边也可以,同样远程调节控制也是可行的,充分体现了电气工程自动化控制的无人操作性要求,对行业未来发展的重要性不言而喻。

3.一致性很强

智能化控制器的一致性很强,这表现在它对不同数据的处理上,及时输入完全陌生的数据也可以收到很高的估计,完美达到自动化控制的相关要求。不同的控制对象的效果也是不同的,虽然在对有些控制对象实施控制时智能化控制器暂时没有采取行动,其控制效果也是非常优秀的,但这并不是绝对的,可能在换了控制对象的时候就无法收到预期的效果了。所以我们技术人员在设计阶段还是不能松懈,要认真落实具体化原则,即在面对不同的对象时一定要根据其具体情况详细分析,不能因为马虎就降低了控制要求。一旦出现智能化控制器使用效果不佳的情况,不能盲目否定智能化技术,一定要从每个工程环节详细排查、认真分析,因为上述人为因素会给自动化控制结果带来很大的误差,影响试验的准确性。

三、人工智能技术的应用

随着人工智能技术的发展,许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作,如将人工智能用于电气产品优化设计,故障预测及诊断、控制与保护等领域。

1.优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的.因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进.使传统的CAD技术如虎添翼.产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

2. 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂,具有不确定性及非线性.用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有:模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注,有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析.从而判断变压器的故障程度。人工智能故障诊断技术在发电机及电动机方面的研究工作也较为活跃。

3. 智能控制

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开,但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。由于模糊控制是其中最为简单、最具实际意义的方法,因而它的应用实例最多。

四、结束语

综上所述,本文主要介绍了智能化技术在电气工程自动化控制中的应用情况。只有加强电气工程的智能化程度,才是最终保证行业持续稳定发展的根本手段。

电器自动化技术论文篇(3)

中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:

一、人工智能应用理论

人工智能提出至今,其快速地被各行各业接纳,并被广泛应用及推广。何谓人工智能?它是一种科学技术,即对用于模拟、扩展、延伸人的智能的技术、理论、方法等进行研究、开发。人工智能的最终目的是模仿人类智能,并基于模仿的基础上,设计出与人类智能相似的机器人。人工智能在相关研究领域实现了快速发展,且逐步形成了以计算机为主导的智能化技术。智能化技术属于一门综合性的学科门类,其包含了心理学、医学、哲学、语言学、仿生学、自动化、控制论、信息论。就人工智能领域而言,应该实现机器人具备同人类智能化工程相类似的系统,以此确保机器人承担起只有人类才能完成的工作。

人工智能理论能够解释智能的本质含义,且基于对智能本质的阐释,研制出与人类智能相类似的机器。就人工智能领域而言,其研究的内容主要有自然语言处理系统、专家系统、图像识别、机器人等。而电气工程研究的主要内容有信息处理、电气电气技术、系统运行等。随着技术时代的带来,及我国科学技术的快速发展,计算机技术在人类工作生活中的应用愈加普遍。在进行计算机编程时,唯一的办法是通过模仿人类大脑,从而实现对信息进行收集处理交换回馈。综上可以得出一个结论:模仿人类大脑技能有助于电气工程自动化的持续、快速发展。

二、人工智能控制的优点

针对不同的人工智能控制,最有效的讨论办法是采取不同的方法。现阶段出现具备部分人工智能的控制器,例如:模糊的神经、遗传算法等均为非线性函数近似器,该种分类法的意义在于有助于对人工智能总体进行探析;推动控制策略综合性的研发。可以很明确的一点是:人工智能函数近似器优于常规函数估计器。

如果想对对象动态方程进行精确控制,其算得上是一件难度性极高的事情,所以,在设计控制对象模型时,往往会出现众多不确定性因素,其主要有非线性、参数变化等。随着科技的发展,在设计智能控制器时,亦可以放弃传统的控制对象模型,而是参考不同因素对智能控制器进行合理调整,例如:智能控制器下降时,鲁棒性及响应时间存在不同等。在调整控制器时,需要注意的事项包括:通常情况下,就下降时间而言,相对于 PID 控制器,模糊逻辑控制器要快出两倍;相对于古典控制器,调整人工智能控制器的难度系数更小。与此同时,在设计人工智能时,允许借助相关信息及语言,且人工智能控制器的统一性更强,这样有助于估算输入的某些陌生数据,亦可以将驱动器的负面影响忽视。就相关控制对象而言,在没有人工智能控制器的情况下,其产生的效果同样相当好。

若在反模糊化与模糊化的过程中,坚持使用规则库、隶属函数控制器,其有助于精确地开展实时确定。通常情况下,相对于常规函数估算器,人工智能函数近似器的优点更为明显,其主要优点包括:

(一)设计人工智能函数近似器的工序更简洁,即不必要进行控制对象模型;

(二)适当调整人工智能函数,有助于人工智能函数近似器性能提高;

(三)相对于古典控制,调节人工智能函数近似器的难度系数相对更低;

(四)在设计人工智能函数近似器时,可以借助相应数据;

(五)在设计人工智能函数近似器时,可以借助语言信息及相应信息;

(六)人工智能函数近似器的统一性更好;

(七)人工智能函数近似器可以快速适应新数据及新信息;

(八)人工智能函数近似器能够解决常规方法无法解决的问题;

(九)人工智能函数近似器抗噪声干扰性能极高;

(十)人工智能函数近似器容易被扩展或修改。

三、我国人工智能技术应用现状

随着人工智能技术在世界范围内的快速发展,其亦推动了电气工程自动化的人工智能技术的发展,且从事技术研究的队伍在不断壮大。我国电气工程自动化人工智能技术研究的内容包括:如何将人工智能系统应用于电气工程故障预测、诊断、维修;如何将人工智能系统应用于电器产品优化、设计;如何将人工智能系统应用于电器产品控制、保护。人工智能系统要求综合应用电机电器学科知识、电磁场、电路等,及充分利用先前设计经验进行新设计。在设计以往的电器产品时,应该立足于经验与实验的基础上,并采取手工的方式,实践证明,该种设计方法在制定优秀设计方案时,其设计效率不高。

随着科技时代的带来,尤其是计算机的发展与普及,计算机辅助设计应运而生,其应该逐步将传统的手工设计取缔,其意义在于:缩短了电器产品研发周期。尤其是人工智能技术得到推广和应用以来,电器产品设计质量及效率也得到了质的提高,同时也推动了 CAD 技术的快速发展。专家系统及遗传算法属于电气设计人工智能技术应用的主要方面:遗传算法——源于对先进算法的优化所得,其主要作用于电器产品优化设计方面,且其作用相当明显。因此,人工智能化设计电器产品时,其开展优化设计工作的惯用手段便为遗传算法。人工智能技术有助于将电气设备故障间优势及预兆最大化发挥出来,其主要被应用于专家系统、模糊逻辑、神经网络等方面。

变压器在电力系统中的地位一直未曾改变,因此,众多研究人员往往会对其进行高度关注。总结现阶段变压器故障诊断手段,最常见的方法便为分析变压器油内气体含量,通过分析油内气体,有助于将变压器故障出现的范围明确在一定范围内。与此同时,发电机及电动机方面的人工智能诊断技术也取得了相当大的突破。

电器自动化技术论文篇(4)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0067-02

一、概述

《传感器与检测技术》是自动化专业一门核心课。是一门涉及到电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。《传感器与检测技术》课程着重培养学生掌握传感器与检测技术基本理论、基本方法,本课程是一门实践性很强的课程,在理论学习的同时,要求学生通过实验和实践熟练掌握各类典型传感器的基本原理和适用场合,掌握常用测量仪器的基本工作原理和工作性能,能合理选用常用电子仪器、测量电路等,能根据测量要求设计各类测量系统,能对测量结果进行误差分析和数据处理等,达到理论与实践的高度统一,突出能力的培养。目前该课程传统的教学方法是重点讲解各类传感器的原理、工作特性、测量电路和应用举例。而在传感器的应用上多是简单地举若干例子。在实验环节,也是大量的验证性实验。这样做的结果,不能使同学们了解和掌握传感器在实际现场条件下如何应用,达不到《传感器与检测技术》这门重要课程的教学效果。因此,对该课程的教学模式和教学方法研究就显得非常重要和紧迫。作者在本文中对该课程的教学模式与教学方法进行了研究和探索。提出了以下改革思路。

二、《传感器与检测技术》课程改革思路

1.采用实物教学法。传统的《传感器与检测技术》课堂教学主要讲授传感器工作原理、工作特性、测量电路等。可是在现实生活中,传感器种类异常繁多,如果学生见不到传感器的实物,仅仅靠课件上的内容,就会觉得学的东西没有什么意义,造成学生的厌学心理,觉得这门课程没意思。因此,在《传感器与检测技术》授课过程中,将各种传感器带到课堂上、展示给同学们会起到意想不到的作用。我们会把主要的各类传感器都带到课堂上,结合实物进行讲解。比如:电阻应变片传感器、电容式传感器、电感式传感器、霍尔式传感器、电涡流式传感器、热电偶、热电阻等,这样使得学生们对传感器留下深刻影,同时,在讲解传感器的时候,一定要结合现实生活实际,尽量介绍一些在现实生活中经常见到或者用到过的传感器。例如,电饭煲、空调、冰箱中的各种温度传感器;全自动洗衣机中的重量、液位、水温等传感器。这样能使学生认识到传感器的重要性,提高学生的学习兴趣。

2.采用启发和互动的教学方法。启发和互动式教学有利于培养学生的创新思维能力。创新是人才培养体制改革的核心环节。注重“学思结合”是实践创新型人才培养模式的核心与精髓。长期以来,我国高等教育人才培养过程中存在的弊端之一就是重灌输轻启发、重理论轻实践。倡导学思结合的目的,就是要改变长期存在的注重知识灌输的教学模式,充分启发学生进行思考和想象,培养他们的创新意识和创造能力,使学生在思考中学习,形成良好的学习方法和思维习惯,改变注重记忆、被动接受教师灌输的课堂教学方式,确立以学生为主体的教学观。作者认为启发式和互动式的教学方法,能有效地培养学生的创新意识和创新能力。以光电传感器为例,在讲完该类传感器工作原理、工作特性、测量电路后,启发学生们思考实际生活中是否见到光电传感器,让他们联想哪些场合可能会用光电传感器,在印刷机印刷过程中,某些参量的检测可否用光电传感器完成,通过这样的启发和互动,使同学们开阔了思路,加深了对《传感器与检测技术》的认识。

3.重视实践环节。《传感器与检测技术》课程是一门理论性和实践性都很强的课程,但长期以来,该课程的实践环节地位太弱,基本上处于从属于理论环节的状况,在考核时,实践环节(主要是实验)成绩仅占课程总成绩的一小部分,这就导致许多学生忽视实践环节的教学。同时,该课程验证性实验过多,综合性、设计性实验少,这些都不利于培养学生分析、解决实际问题的能力,为了改变这种状况,在学校教学经费的资助下,我们对实验内容进行了大力改革,开发出介于课程设计和实验之间的设计性实验,每个实验6个学时,实验主要侧重对基本知识的综合应用,使学生们能综合运用所学知识解决实际问题。这类实验要求先做好实验前准备,完成前期设计,然后在实验室设计实验,最后要求书写实验报告。比如:应变式电子称设计实验,要求设计出的电子称,不但完成理论设计,同时要求能够实际应用。

4.考核方式改革。考核、评价学生成绩是教学过程的一个重要环节。根据大众化教育阶段学生的实际学习情况,对考核方式进行了大力改革。总的说来,我校该门课程的学生总成绩由考试成绩、实验成绩、平时作业和出勤情况等几个环节构成。为了体现该门课程实践环节的重要性,实验成绩占30%、平时作业和出勤情况占20%、考试成绩占50%。实验成绩采用现场实际操作和口头答辩结合的方式给出。考试成绩由期中开卷考试成绩和期末闭卷考试成绩构成。这样可以较充分、全面地衡量学生对该课程的学习情况,可以有效地调动学生学习的积极性和主动性。

5.采用现代化网络教学手段。网络化教育是目前高等教育的重要手段。运用网络化教学手段是当前课程改革的一项重要举措。网络资源是非常重要的课程资源。网络化的教学注重充分地调动学生的主动性,将学习主动权交给学生。《传感器与检测技术》网络教学课程资源分为七大组成部分,具体介绍如下。课程概况:包括课程简介、教学大纲、教学日历、教学团队、考核方式、课程公告。课程内容:包括以知识点∕章节为单位的课程教案、主要教材与参考书、学以致用的典型案例、教材电子稿。教学课件:包括以知识点∕章节为单位的电子教案(课件)、帮助学生学习的助学型课件、模拟或仿真实践教学课件等。练习作业:包括以章节为单位的习题、练习题、讨论题、思考题、测试题等。实践教学:包括阐明本课程所有实践教学的目标、内容、手段、方法、步骤和教学实践总结报告撰写要求的实践教学指导。参考资料:包括学生学习本课程相应学习指导,比如:学习方法、可利用的学习资料∕资源、网络资料。课程互动:包括常见问题答疑、在线交流、课程论坛。以上网络教学课程资源大大提高了学生们的学习积极性。

《传感器与检测技术》是一门非常重要的课程,本课程的任务是使学生掌握常用传感器的工作原理、特点及基本转换电路,掌握特殊类型传感器的工作原理及应用。目的在于培养学生具有选择自动控制系统中传感器的能力;具有组建一般测试系统的能力;对一般测试系统中的技术问题具有一定的分析和处理能力。这门课程的特点是传感器种类繁多,而且理论性和工程性都很强,这就要求在教学中不断探索新的教学模式和采用新的教学方法,才能使课程的教学要求得以实现。

参考文献:

电器自动化技术论文篇(5)

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0201-01

21世纪以来,随着科技的进步,特别是智慧城市、物联网以及机器人技术等的发展,传感器作为一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置[1],在各个领域得到了广泛的应用。“传感器应用技术”也因此成为了一门实用性较强的课程。作为电子信息类专业的专业基础课,也是学生在今后的工作中经常应用到的一门技术,“传感器应用技术”已在各大高职院校中得到广泛的开设。由于该门课程是一门实践性及理论性均较强的课程,而且高职类院校课程体系大都承袭了本科课程的教学体系,侧重于传感器理论知识的讲解,实验也是以模块化的验证性实验为主,这使得该门课程的开设效果并不明显,学生普遍存在着听不懂理论、学不会电路,不会用传感器的问题。为了能解决教学中理论与实践脱离,学生没有兴趣等的问题,笔者进行了如下的思考探究。

1 结合实际,明确培养目标

人才培养目标是高职院校人才培养活动中最根本,最核心的问题。作为一名教师,我们首先应该明确高职院校电子类、自动化类、机电类专业学生的培养目标是培养掌握本专业所需要的基础知识和专门知识,具有从事生产一线工作的综合素质和职业能力的技能型人才[2]。学生的就业岗位主要分布于生产流水线设备、基本电路的设计、产品的检测、维修及质量管理等,这些岗位要求学生具备利用传感器和自动检测的知识解决实际问题的技能。因此,在设计课程时,要跳出本科教学体系的框架,淡化理论,以实践动手能力培养为本位,构建学生应用传感器知识和自动检测技术解决生产方面问题的实际能力,培养学生胜任职业岗位的相关技能、技艺。使学生在学完本课程后,能够根据检测或者设计要求合理选用各种类型的传感器;能够使用常用仪器检查各种传感器性能,判别其好坏,进行简单维护;能够运用所学知识设计、制作、简单测试基本检测单元模块电路等。其次,应结合所在学校学生就业区域的特点,针对岗位应用的知识进行着重讲解,使学生能深入的了解学习所应用的领域,有所专长。

2 合理设计,丰富教学环节

针对高职高专类的传感器应用技术方面的教材,部分已经进行了改革,以项目化教学[3]为导向,简化了理论知识的讲解,但是对于传感器原理中的基本理论,如:压电效应、霍尔效应等,仍需要讲解。如何将这些理论与传感器实际的参数结合起来,如何将枯燥的理论形象化的传授给学生,这就需要我们合理地去设计每一节课。

传感器作为一种转换器件,在讲解其理论时,我们首先应该以传感器为教具,让学生对传感器有一个感官上的认识,带动学生的好奇心和兴趣。其次,在每节课开始时,通过一些传感器方面的新闻或者视频,如在讲解温度传感器时可以引入生活中燃气灶热电偶的应用等,使学生了解传感器技术发展所带来的实实在在的效益,同时也开拓了学生的知识面。再次,理论的讲解尽量以生动的flas为主,减少公式的推导,实际教学证实学生对于公式的推导,基本上不感兴趣或者是听不懂,而视频或者动画往往会吸引学生,使学生能更形象深刻的理解知识点。最后,在传感器的应用及性能指标讲解中结合实际案例分析[4],让学生真正认识到如何将传感器与实际应用结合起来,如在讲授温度传感器时,可以设计一个应用场景,给定要测量的温度范围,让学生思考应该用什么测量方法,选用什么温度传感器来组建满足要求的温度测试系统,这样学生会对传感器的型号、传感器特性参数、如何用测量电路把信号从传感器中提取出来并放大、如何减小传感器测量系统的误差以及如何进行误差补偿等有了一个形象客观地认识,学生通过思考,查找资料,接触具体型号的传感器,将传感器的理论知识应用于实践,就知道了传感器的动态和静态参数是如何跟实际问题的参数联系起来的。为了让学生了解传感器的作用和应用范围,使用时的注意事项等问题,可以将传感器和检测技术结合起来,在教学过程中让学生思考什么是检测技术,检测系统中传感器的作用是什么,如何构建一个完整的检测系统,数据是如何处理的等等。课堂以互动为主,充分带动学生的积极性,尽量避免纯理论的讲述。

3 动手动脑 开展真正实验

“传感器应用技术”作为一门应用性较强的课程,开展实验对于这门课的学习具有积极的作用。“传感器应用技术”课程的实验是真正的实现理论联系实际的环节,但是查阅相关文献可以[2~5]发现该课程的实验普遍存在着一些问题,如:原理性、验证性实验较多,实验设备模块化,学生纯粹是简单连线,难以了解内部电路和工作原理以及学生兴趣不高等问题。针对这些问题,笔者结合教学实际,认为传感器应用技术课程实验可以进行如下的改革。

为了带动学生的积极性及动手能力,我们应该将传感器应用技术实验与单片机技术相结合,为每个实验小组配备简单的单片机开发板。在学习完每一类传感器时,按照竞赛的形式设计一个相关题目,给出参数及设计目标,要求每一个实验小组按所给要求,选用传感器并设计测量电路,利用单片机开发板,最终调试实现相应功能,完成该传感器测量系统的前端设计工作,这样就可以实现学生真正的动脑动手,真正的参与到实验中。这种方法既能带动学生的兴趣,也有利于学生系统思维及实际解决问题能力的培养。

4 结语

本文针对高职“传感器应用技术”课程教学中实际遇到的一些问题,结合实际教学,提出了几点思考。通过人才培养目标的清晰认识、教学环节的有目的准备以及实验环节的改进,相信学生能真正提起兴趣去了解学习传感器这门知识,掌握这门技术。教与学的过程没有穷尽,相信在不断的实践中这门课的教学方法会不断完善,实现教学质量的提高。

参考文献

[1] 常慧玲.传感器与自动检测[M].电子工业出版社,2012.

[2] 刘金桂,王梅,王晓静.“传感器与自动检测技术”课程设计教学改革[J].成功(教育),2011(7).

电器自动化技术论文篇(6)

Abstract: The rapid development of China's science and technology, automation systems has become more perfect, visible in the power industry in the future play a greater role. In this paper, a brief description of the power automation technology related issues,

Keywords: power system; automation: eechnology.

中图分类号:F407.61文献标识码:A 文章编号:

如今现代计算机技术、功率电子技术、通信技术和控制技术日新月异,而且这些新技术渐渐由实验及理论过程进入运用领域,其都对电力自动化技术产生了较大的影响。部分新的观点和理论适应时机而产生,电力电气自动化技术也将进入了新时代。

1自动化发展趋势

自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用,保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

自动化的发展则趋向于;①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。

2影响电力系统自动化的三项新技术

2.1电力系统的智能控制

电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:

(1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。

(2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。

(3)不仅需要本地不同控制器问协调,也需要异地不同控制器间协调控制。

智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。

智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的新型静止无功发生器的自学习功能等。

2.2FACTS和DFACTS

2.2.1FACTS概念的提出

在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。

柔流输电系统是F1exible AC Transmission Systems中文翻译,英文简称FACTS,指应用于交流输电系统的电力电子装置。利用大功率电力电子元器件构成的装置来控制调节交流电力系统的运行参数或网络参数,优化电力系统运行状态,提高交流电力系统线路的输电能力。其中”柔性”是指对电压电流的可控性;如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制,装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制;FACTS通过增加输电网络的传输容量,从而提高输电网络的价值,FACTS控制装置动作速度快,因而能够扩大输电网络的安全运行区域;在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制,由此人们想在交流系统中加装电力电子装置,寻求对潮流的可控,以获得最大的安全裕度和最小的输电成本,FACTS技术应运而生,静止无功补偿器(SVC),静止同步补偿器(STATCOM)又称作ASVG,晶闸管投切串联电容器(TCSC),静止同步串联补偿器(Static Synchonous Series Com pensator)以及统一潮流控制器(UPFC)就是基于FACTS装置家族的成员这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。

2.2.2对ASVC的研究现状

各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FAC1's装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。

ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设各的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASvC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。

2.2.3DFACTS的研究态势

随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。

可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。

2.3新一代EMS和动态安全监控系统

2.3.1基于GPS统一时钟的新一代EMS

目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之向缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难:后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。

2.3.2基于GPS的新一代动态安全监控系统

基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物——相量测量单元设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量。

电器自动化技术论文篇(7)

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)-08-0186-04

一、电气自动化的发展

电气工程及其自动化的触角伸向各行各业,小到一个开关的设计,大到宇航飞机的研究,都有它的身影。本专业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作,是宽口径“复合型”高级工程技术人才。该领域对高水平人才的需求很大。据估计,随着国外大企业的进入,在这一专业领域将出现很大缺口,那时很可能出现人才供不应求的现象。电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用,下文就来简述一下我国电气自动化的发展历程:

(一)全空型的电力电子开关。于上世纪五十年代晶闸管出现了,它标志着运动控制的新纪元。尽管它是第一代电子电力器件,但仍被沿用至今。随后交流变频技术出现后相继有出现了全控制式器件如GTR等。这是电力电子器件的第二代;接下来是IGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。最后是功率集成电路,PIC即第四代电力电子器件。

(二)由低频向高频方向发展的电路。不断更新的电力电子器件势必要引发变换器电路的换代。

当应用于普通晶闸管时,直流传动的变换器主要是整流相互控制,交流变频传动则是交―直―交变频器。当电力电子器件转换到第二代的时候,PWM变换器采用的相应也要多些。因为采用了PWM变换器之后不仅提高了功效,并且能够减少高次谐波对电网的影响,合理解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。随着应用的深入,PWM也存在着诸多缺陷,因此也就有了谐振式直流逆变器电路的发展。

(三)交流调速控制理论。交流电机磁场定向远离市由德国学者F・Blaschke所提出来的,这一理论的提出为交流传动高性能控制奠定了深刻的理论基础。但他提出的这个思想远不能够达到理论的操控效果。于是事隔14年后于1985年德国鲁德大学的Depenbrock教授又提出了直接转矩控制的思想,紧接着有将它推放到了弱磁调速的范围内。可以说他的这一控制思想新颖,控制结构简单明了,信号处理的物理概念明确,是一种高静动态性能的新型交流调速方法。

(四)通用变频器的投入使用。通用变频器:系列化、批量化、占市场量最大的中小功率变频器。先后变频器经历了第一代:普通功能型U/F控制型;第二代:高功能型U/F型;第三代:高动态性能适量控制型。

(五)单片机的发展。占主导地位的MCS-51的8位机虽占主导地位,但是它的功能还比较简单,指令集短小,因此就有了适合大批量生产的PIC系列单片机的推广使用,它不仅具有很高的可靠性,而且保密性高。

二、电气自动化的应用

一直以来,我国在CIMS,自动控制,机器人产品,专用集成电路等等方面有了长足的进步。例如:“基于微机环境的集成化CAPP应用框架与开发平台”开发了以工艺知识库为核心的、以交互式设计模式为基础的综合智能化CAPP开发平台与应用框架(CAPPFramework),推出金叶CAPP、同方CAPP等系列产品。具有支持工艺知识建模和动态知识获取、各类工艺的设计与信息管理、产品工艺信息共享、支持特征基创成工艺决策等功能,并提供工艺知识库管理、工艺卡片格式定义等应用支持工具和二次开发工具。系统开放性好,易于扩充和维护。产品已在全国的企业,特别是CIMS示范工程企业,推广应用,还研制了自动控制装置及系列产品,红外光电式安全保护装置,大功率、高品质开关电源的开发。机器人产品包括移动龙门式自动喷涂机,电动喷涂机器人,柔性仿形自动喷涂机,往复式喷涂机,自动涂胶机器人,框架式机器人,搬运机器人,弧焊机器人的研制。以上这些产品的开发应用还只是电子工程与自动化在生产中的一个侧面,不足以反映其全貌。在国外先进技术的冲击下,从各个方面进行新一轮技术重组。形势是严峻的,同时也充满机遇。

电气自动化技术尽管已经广泛应用与我国国民生产的各个部门和领域,但它仍需要不断革新,不断发展。

参考文献:

电器自动化技术论文篇(8)

2电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

2.1教材选用目的更加明确

教材是高校实施培养计划的重要介质,直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2.2培养学生更具有方向性

现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

2.3将工作经验融入教学

将宝贵的工作经历融于课堂教学,可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。

2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂

随着数字化电站、智能电网的建设,大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。

电器自动化技术论文篇(9)

人工智能技术是随着计算机技术发展逐步形成的,是基于人的智能为基础理论进行研究和探索,其目的是开发出一种能够具有人类智能的智能机器,在当前最为常见的人工智能方式有机器人、语言识别和图像处理系统。人工智能是计算机科学的一个分支,是计算机发展中利用相应的技术手段对各种信息资源进行辨别和分析的基础。随着社会发展中,人们对电力需求的日益增加,使得在电力系统发展的过程中,对其控制方式也在逐步的提高。要实现其良好的控制措施和控制手段,传统的人为控制方法早已无法满足当前社会发展的需求,这就使得在电气施工中对人工智能技术要求不断增加,从而提高电气设备运行质量。实现机械的自动化,能够使得机械在进行运转的过程中脱离人类的控制自我进行调节和运行,从而降低人力成本和管理成本。积极运用人工智能的新成果无疑有利的,是基于当前电气自动化学科应用和分析过程中实现其发展的前提和关键,更好死社会发展中智能技术手段进行分析与应用的结局。

1、人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟,延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质.并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器 该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别 自然语言处理和专家系统等。自从1956年“人工智能 一词在Dartmouth学会上提出以后,人工智能研究飞速发展,成为以计算机为主.涉及信息论.控制论, 自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学的一门学科。人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂的工作。 当今社会,计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面,计算机编程技术的日新月异催生自动化生产,运输,传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈,所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用, 以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。

当今社会,计算机技术已经渗透到生产生活的方方面面.计算机编程技术的日新月异催生自动化生产,运输 传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈.所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产.流通、交换、分配等关键一环.实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。

2、人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但Al控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解.也有利于控制策略的统一开发。这些Al函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势.这些优势如下:

(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合,很难得到实际控制对象的精确动态方程,实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素,例如:参数变化,非线性时,往往不知道)。

(2)通过适当调整(根据响应时间 下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍 ,下降时间快3.5倍, 过冲更小。

(3)它们比古典控制器的调节容易。

(4)在没有必须专家知识时.通过响应数据也能设计它们。

(5)运用语言和响应信息可能设计它们。

总而言之,当采用自适应模糊神经控制器、规则库和隶属函数在模糊化和反模糊化过程中能够自动地实时确定。有很多方法来实现这个过程,但主要的目标是使用系统技术实现稳定的解,并且找到最简单的拓朴结构配置.自学习迅速,收敛快速。

3、人工智能的应用现状

随着人工智能技术的发展,许多高等院校及科研机构就人工智能在电气设备的应用方面展开了研究工作,如将人工智能用于电气产品优化设计,故障预测及诊断、控制与保护等领域。

3.1 优化设计

电气设备的设计是一项复杂的工作 它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的.因此很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进.使传统的CAD技术如虎添翼.产品设计的效率及质量得到全面提高。用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计。因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

3.2 故障诊断

电气设备的故障与其征兆之间的关系错综复杂,具有不确定性及非线性.用人工智能方法恰好能发挥其优势。已用于电气设备故障诊断的人工智能技术有:模糊逻辑、专家系统、神经网络。

变压器由于在电力系统中的特殊地位而备受关注,有关方面的研究论文较多。目前对变压器进行故障诊断最常用的方法是对变压器油中分解的气体进行分析.

3.3智能控制

电器自动化技术论文篇(10)

【摘要】我国科技迅速发展的今天,自动化系统也日渐完善,可见将在电力行业中今后发挥更大的作用。本文主要简单描述了电力自动化技术相关问题进行了研究。

关键词 电力系统;自动化:技术应用

如今现代计算机技术、功率电子技术、通信技术和控制技术日新月异,而且这些新技术渐渐由实验及理论过程进入运用领域,其都对电力自动化技术产生了较大的影响。部分新的观点和理论适应时机而产生,电力电气自动化技术也将进入了新时代。

1.自动化发展趋势?

1.1自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用,保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。?

1.2自动化的发展则趋向于;?(1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。?(2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。?(3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。?(4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。?(5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。?(6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。?(7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。

2.影响电力系统自动化的三项新技术?

2.1电力系统的智能控制。?

2.1.1电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:?

(1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。?

(2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的要求。?

(3)不仅需要本地不同控制器问协调,也需要异地不同控制器间协调控制。?

2.1.2智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。?

2.1.3智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的新型静止无功发生器的自学习功能等。?

2.2FACTS和DFACTS。?

2.2.1FACTS概念的提出。?

(1)在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。?

(2)柔性交流输电系统是F1exibleACTransmissionSystems中文翻译,英文简称FACTS,指应用于交流输电系统的电力电子装置。利用大功率电力电子元器件构成的装置来控制调节交流电力系统的运行参数或网络参数,优化电力系统运行状态,提高交流电力系统线路的输电能力。其中“柔性”是指对电压电流的可控性;如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制,装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制;FACTS通过增加输电网络的传输容量,从而提高输电网络的价值,FACTS控制装置动作速度快,因而能够扩大输电网络的安全运行区域;在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制,由此人们想在交流系统中加装电力电子装置,寻求对潮流的可控,以获得最大的安全裕度和最小的输电成本,FACTS技术应运而生,静止无功补偿器(SVC),静止同步补偿器(STATCOM)又称作ASVG,晶闸管投切串联电容器(TCSC),静止同步串联补偿器(StaticSynchonousSeriesCompensator)以及统一潮流控制器(UPFC)就是基于FACTS装置家族的成员这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。?

2.2.2对ASVC的研究现状。?

(1)各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FAC1´s装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。?

(2)ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设各的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASvC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。?

2.2.3DFACTS的研究态势。?

(1)随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。?

(2)可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。?

2.3新一代EMS和动态安全监控系统。?

2.3.1基于gps统一时钟的新一代EMS。

目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之向缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难:后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。?

2.3.2基于GPS的新一代动态安全监控系统。?

(1)基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物——相量测量单元设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量。?

(2)电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势GPS技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。

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