第一篇:電氣工程專業(yè)概論論文
專業(yè)概論是本學(xué)期我們新接觸的一門課程,剛開始看到課本時.對于這門課程我感到十分陌生,尤其看到這門課程的授課老師有四人之多時更加覺得奇怪.同一課程怎么會有四個不同的老師教呢?參與了課程的學(xué)習(xí)后,我才了解到,這門課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要,它是進(jìn)入大學(xué)后,在專業(yè)課學(xué)習(xí)之前我們再一次對自己所學(xué)專業(yè)重新認(rèn)識的機(jī)會,而四名老師也分別就本專業(yè)的不同方向?qū)ξ覀冞M(jìn)行著深入的講解.通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí),對于專業(yè)概論這門課程我有了一下的了解.電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門新興學(xué)科,但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān),發(fā)展非常迅速,現(xiàn)在也相對比較成熟。已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用??刂评碚摵碗娏W(wǎng)理論是電氣工程及自動化專業(yè)的基礎(chǔ),電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)則為其主要技術(shù)手段,同時也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領(lǐng)域。電氣工程及其自動化專業(yè)屬于電氣工程學(xué)科。本專業(yè)主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合、機(jī)電結(jié)合、軟件與硬件相結(jié)合,具有交叉學(xué)科的性質(zhì),電力、電子、控制、計(jì)算機(jī)多學(xué)科綜合,使畢業(yè)生具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,是“寬口徑”專業(yè)。本專業(yè)培養(yǎng)具有工程技術(shù)基礎(chǔ)知識和相應(yīng)的電氣工程專業(yè)知識,受過電工電子,系統(tǒng)控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的基本訓(xùn)練,具有解決電氣工程技術(shù)分析與控制問題能力的高級工程技術(shù)人才。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電工技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制理論、信息處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用等
較寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識。具有工業(yè)過程控制與分析,解決強(qiáng)弱電并舉的寬口徑專業(yè)的技術(shù)問題的能力。本專業(yè)旨在培養(yǎng)適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)和電氣工程領(lǐng)域的需要、具有從事電氣工程領(lǐng)域規(guī)劃、研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、運(yùn)營和管理等工作能力的高級復(fù)合型應(yīng)用人才。大學(xué)四年中本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電工技術(shù)、電子技術(shù)、信息控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等寬廣的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識。本專業(yè)主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合、元件系統(tǒng)結(jié)合、機(jī)電結(jié)合、軟硬件結(jié)合,體現(xiàn)了強(qiáng)電技術(shù)與電力電子、信息控制、計(jì)算機(jī)等技術(shù)相融合的發(fā)展特點(diǎn)。
電氣工程專業(yè)的專業(yè)范圍主要包括:
1.電工理論:是電氣工程的基礎(chǔ),包括電路和電磁場理論。這些理論是物理學(xué)中電學(xué)和磁學(xué)的發(fā)展和延伸。而電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)等可以看成是由電工理論的不斷發(fā)展,電工理論是它們的重要基礎(chǔ)。
2.電氣裝備制造:主要包括發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器等電機(jī)設(shè)備的制造,也包括開關(guān)、用電設(shè)備等電器與電氣設(shè)備的制造,還包括電力電子設(shè)備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內(nèi)容。
3.電力系統(tǒng):主要指電力網(wǎng)的運(yùn)行和控制、電氣自動化等內(nèi)容。當(dāng)然,制造和運(yùn)行不可能截然分開,電氣設(shè)備在制造時必須考慮其運(yùn)行。
電氣工程是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一,更是當(dāng)今高新技術(shù)
領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵學(xué)科。例如正是電子技術(shù)的巨大進(jìn)步才推動了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的信息時代的到來,并將改變?nèi)祟惖纳罟ぷ髂J降鹊取哪撤N意義上講,電氣工程的發(fā)達(dá)程度代表著國家的科技進(jìn)步水平。正因?yàn)榇?,電氣工程的教育和科研一直在發(fā)達(dá)國家大學(xué)中占據(jù)十分重要的地位。傳統(tǒng)的電氣工程定義為用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的總和。此定義本已經(jīng)十分寬泛,但隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,21世紀(jì)的電氣工程概念已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出上述定義的范疇,斯坦福大學(xué)教授指出:今天的電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關(guān)的工程行為。本領(lǐng)域知識寬度的巨大增長,要求我們重新檢查甚至重新構(gòu)造電氣工程的學(xué)科方向、課程設(shè)置及其內(nèi)容,以便使電氣工程學(xué)科能有效地回應(yīng)學(xué)生的需求、社會的需求、科技的進(jìn)步和動態(tài)的科研環(huán)境。電氣自動化技術(shù)本身作為當(dāng)今世界最活躍、最充滿生機(jī)、最富有開發(fā)前景的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成。其應(yīng)用范圍十分廣泛,幾乎滲透到國民經(jīng)濟(jì)各個部門,是微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、自動控制技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各高新設(shè)計(jì)集成。
同時電氣工程對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有著至關(guān)重要的作用,隨著時代的進(jìn)步,世界開始進(jìn)入新技術(shù)革命時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,要用各種自動化設(shè)備來監(jiān)視和控制整個生產(chǎn)過程,使各個設(shè)備能夠在工作過程中呈現(xiàn)出最佳狀態(tài),生產(chǎn)出最好的產(chǎn)品。因此,沒有電氣自動化的發(fā)展,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了根基。伴隨著我國工業(yè)化的到來,信息化時代已經(jīng)先一步到達(dá),如果我們沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,那信息化就更不可能
完成,因?yàn)樾畔⒑凸I(yè)化有著密不可分的關(guān)系。當(dāng)然,也又不可能先把工業(yè)化發(fā)展的很好再去發(fā)展信息化,這樣做只會使我們的發(fā)展速度變的更慢。所以,工業(yè)自動化就是將信息化和工業(yè)化一起發(fā)展。大力發(fā)展工業(yè)電氣自動化技術(shù),既可以對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)其當(dāng)幫助,又可以加快信息化的發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)我國電氣的全面工業(yè)化。因此,電氣工業(yè)自動化作為我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的大政方針,必須成為我國行業(yè)的重中之重。目前,我國已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的機(jī)械化,工業(yè)的電氣化應(yīng)該著重實(shí)現(xiàn)的是自動化,我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)靠工業(yè)自動化技術(shù)武裝,能夠利用工藝流程自動化手段控制設(shè)備,從而使我國的工業(yè)化自動化建設(shè)得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,因?yàn)樾畔⒒凸芾碜詣踊幕A(chǔ)都是計(jì)算機(jī)、軟件、網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù),所以他們的核心技術(shù)是相同的,所以發(fā)展工業(yè)自動化技術(shù)可以促進(jìn)電氣工業(yè)化的實(shí)現(xiàn),也可以帶動信息化的發(fā)展。在通常情況下,工業(yè)自動化涉及到的高技術(shù)主要是計(jì)算機(jī)、軟件以及信息技術(shù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,這一項(xiàng)新的高科技技術(shù)必將進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)管理的改革,更加促進(jìn)我國電氣自動化的發(fā)展。在我國,如何將工業(yè)電氣自動化發(fā)展的更好是今后要做的首要問題。
一個成功的自動化系統(tǒng)離不開通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對于。任何企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對于設(shè)備控制、監(jiān)督系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊暢通無阻必須予以保證。數(shù)據(jù)添加和整理工作結(jié)束后,要對中心管理機(jī)和其他通訊管理機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊配置,以便系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)工作,傳送正確數(shù)據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用,將對未來的自動化產(chǎn)品產(chǎn)生直接的影響。
我國的工業(yè)化還沒有完全實(shí)現(xiàn),世界信息化的浪潮就已經(jīng)到來,我們不可能跨越工業(yè)化去實(shí)現(xiàn)信息化,工業(yè)自動化就是信息化和工業(yè)化的結(jié)合點(diǎn),我們將密切關(guān)注國內(nèi)外電氣自動化先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢,結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況繼續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展,在技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的前提下為我國的電氣自動化事業(yè)的跨越式發(fā)展作出貢獻(xiàn)。因此,發(fā)展工業(yè)自動化技術(shù)可以促進(jìn)工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)從而逐步縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距。
第二篇:電氣工程概論論文
目錄
一.前言.................................................................................................3 二:電動機(jī)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀..................................................................4 三.電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域..............................................................................6(一)電力工業(yè)...................................................................................6
(二).工業(yè)生產(chǎn)部門與建筑業(yè)....................................................7
(三)交通運(yùn)輸...............................................................................7
(四)醫(yī)療、辦公設(shè)備與家用電器..............................................10
(五)航天、航空和國防..............................................................11
(六)其他方面.............................................................................11 四:電動機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)............................................................11 小結(jié).......................................................................................................12
電機(jī)與電器技術(shù)應(yīng)用
摘要:近幾十年來,隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展,中、小功率電動機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器的迅速,更需要大量的中小功率電動機(jī)。由于這種電動機(jī)的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用,它的使用、保養(yǎng)和維護(hù)工作也越來越重要。本文主要介紹了電動機(jī)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀、工作原理、電動機(jī)的運(yùn)行維護(hù)。關(guān)鍵詞:技術(shù)現(xiàn)狀 工作原理 運(yùn)行維護(hù)
一.前言
電氣工程及其自動化是現(xiàn)代社會的重要支柱。不論是電氣時代還是信息時代,都是建立在對電能的利用與控制上,電是能量轉(zhuǎn)換的樞紐和信息的載體,電能普遍應(yīng)用在人民生活和社會生產(chǎn)中,為提高現(xiàn)代社會的生活水平及文明程度奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。電機(jī)與電器技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展新技術(shù)就屬于電氣工程及其自動化的發(fā)展方向之一?,F(xiàn)代社會,人類的生產(chǎn)勞動離不開各種各樣的電機(jī),這些電機(jī),更是應(yīng)用到各行各業(yè)的各個領(lǐng)域。二.電機(jī)的分類
二:電動機(jī)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。隨著生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的,反過來,電機(jī)的發(fā)展又促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起,電動機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動生產(chǎn)機(jī)械的原動機(jī),一個多世紀(jì)以來,雖然電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大,但是電機(jī)的類型增加了許多,在運(yùn)行性能,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改進(jìn)和提高,而且隨著自動控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在一般旋轉(zhuǎn)電機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電機(jī),控制電機(jī)具有高可靠性﹑好精確度﹑快速響應(yīng)的特點(diǎn),已成為電機(jī)學(xué)科的一個獨(dú)立分支。
它應(yīng)用廣泛,種類繁多。性能各異,分類方法也很多。電機(jī)常用的分類方法主 要有兩種:一種是按功能用途分,可分為發(fā)電機(jī)﹑電動機(jī),變壓器和控制電機(jī)四大類。電動機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,它可以作為拖動各種生產(chǎn)機(jī)械的動力,是國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用最多的動力機(jī)械,也是最主要的用電設(shè)備,各種電動機(jī)消耗的電能占全國總發(fā)電量的60%~70%。另一種分類方法是按照電機(jī)的結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分類,可分為變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī).根據(jù)電源電流的不同旋轉(zhuǎn)電機(jī)又分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩大類.交流電機(jī)又分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。
在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中,為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程,需要各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。拖動各種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn),可以采用氣動,液壓傳動和電力拖動。由于電力拖動具有控制簡單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟(jì),能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點(diǎn),因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動。
按照電動機(jī)的種類不同,電力拖動系統(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。
縱觀電力拖動的發(fā)展過程,交,直流兩種拖動方式并存于各個生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前,直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式,19世紀(jì)末期,由于研制出了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的交流電動機(jī),致使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,特別是精密機(jī)械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進(jìn)步,對電力拖動在起動,制動,正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特發(fā)。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)這些要求,所以20世紀(jì)以來,在可逆,可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)域中,相當(dāng)時期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動,而交流電力拖動則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。
雖然直流電動機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn),但是由于它具有電刷與換向器(又稱整流子),使得他的故障率較高,電動機(jī)的使用環(huán)境也受到了限制(如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用),其電壓等級,額定轉(zhuǎn)速,單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。所以,在20世紀(jì)60年代以后,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。尤其是70年代以來,大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,為交流電力拖動的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動機(jī)的串級調(diào)速,各種類型的變頻調(diào)速,無換向器電動機(jī)調(diào)速 等,使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬,穩(wěn)態(tài)精度高,動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能,在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。除此之外,由于交流電力拖動具有調(diào)速性能優(yōu)良,維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),因此它今后將廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域中,并逐步取代直流電力拖動而成為電力拖動的主流。
經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展,電動機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展,對電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高,電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為電動機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。
未來電動機(jī)將會沿著單位功率體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。一批“巨無霸’ 電機(jī)、一批”光怪陸奇"電機(jī)將同時展現(xiàn)在世人眼前。
三.電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
(一)電力工業(yè)
1.電力工業(yè)中的發(fā)電機(jī)
汽輪發(fā)電機(jī):汽輪發(fā)電機(jī)用于火力發(fā)電廠與核電廠,是同步電機(jī)的一種。由于原動機(jī)(汽輪機(jī))轉(zhuǎn)速很高,一般為3000Rmin,因此汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子細(xì)又長,以減小線速度。圖一所示是一臺國產(chǎn)60萬千瓦的汽輪發(fā)電機(jī)。
水輪發(fā)電機(jī):水輪發(fā)電機(jī)用于水力發(fā)電廠,也是同步電機(jī)中的一種。由于原動機(jī)(水輪機(jī))轉(zhuǎn)速較低,一般為幾百轉(zhuǎn)每分鐘一下,因此水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子粗而短。圖二是三峽發(fā)電廠的水輪發(fā)電機(jī),三峽機(jī)組是目前世界上最大的水輪發(fā)電機(jī)組。
風(fēng)力發(fā)電機(jī):風(fēng)力發(fā)電----前景廣闊,清潔環(huán)保的發(fā)電方式。風(fēng)能是最廉價最清潔最有開發(fā)價值的新能源、近幾十年來,我國中國政府加快了風(fēng)電的開 發(fā),還引進(jìn)國外生產(chǎn)的技術(shù)先進(jìn)的大型風(fēng)力組,促進(jìn)我國風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展。但是同時,風(fēng)力發(fā)電也有其弊端:風(fēng)力發(fā)電將阻滯大氣層對流,破壞中國的季風(fēng)性自然氣候,若大規(guī)模開發(fā),我們將生活在一個沒有風(fēng)的世界中。城市上空的污濁空氣將長時間籠罩著城市,因?yàn)闆]有風(fēng)吹散它們。中國冬季盛行西北季風(fēng),夏季盛行東南季風(fēng),尤其是來自海洋的濕潤的東南季風(fēng),給中國大陸帶來大量的降水,若東南季風(fēng)被大量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)攔截,中國大陸將陷入干旱的深淵。
(二).工業(yè)生產(chǎn)部門與建筑業(yè)
工業(yè)生產(chǎn)部門主要應(yīng)用電動機(jī)作為動力。在機(jī)床、軋鋼機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、印刷機(jī)、水泵、抽油機(jī)、起重機(jī)、傳送帶、生產(chǎn)線等設(shè)備上,大量使用中、小功率的感應(yīng)電動機(jī)。這是因?yàn)楦袘?yīng)電動機(jī)簡單可靠、維修成本低。感應(yīng)電動機(jī)大約占所有電氣負(fù)荷功率的60%。
一個現(xiàn)代機(jī)器人的運(yùn)行控制需要用到多臺電動機(jī),有的機(jī)器人的關(guān)節(jié)部分直接采用球形電動機(jī),可以方便的實(shí)現(xiàn)萬向運(yùn)動。
在高層建筑中,電梯、滾梯是靠電動機(jī)牽引的,賓館的自動門、旋轉(zhuǎn)門也是電動機(jī)驅(qū)動的,而建筑的供暖、供水、通風(fēng)也需要水泵、鼓風(fēng)機(jī)等,這些設(shè)備也是電動機(jī)驅(qū)動的。
(三)交通運(yùn)輸
1.電力機(jī)車與城市軌道交通
1842年,英國的羅伯特戴維森在愛丁堡至格拉斯哥的線路上利用玻璃槽式電池作為動力源,制作了一臺五噸重的電動機(jī)車,用整流子式電動機(jī)驅(qū)動車輛前進(jìn)。1879年5月31日在柏林舉辦的世界貿(mào)易博覽會上,西門子和哈爾斯克公司 展出世界上第一條電氣化鐵路。除了電氣化鐵路外,現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)車絕大多數(shù)也是由電動機(jī)驅(qū)動的,城市軌道交通系統(tǒng)則是無一例外的使用了電牽引。
機(jī)車電傳動實(shí)質(zhì)上就是牽引電動機(jī)變速傳動技術(shù),用直流電動機(jī)或交流電動機(jī)均能實(shí)現(xiàn)。
普通列車只有機(jī)車是有動力的(動力集中)的,而高速列車的牽引功率大,動力集中在機(jī)車上已經(jīng)完全不能滿足,所以一般需要動車組(動 力分散)方式,即部分或全部車廂轉(zhuǎn)向架也有牽引電動機(jī)作為動力。2.內(nèi)燃機(jī)車
內(nèi)燃機(jī)車雖然裝有柴油機(jī),但柴油機(jī)并不直接驅(qū)動車輪,二十通過電傳動或液體傳動帶動車輪轉(zhuǎn)動。由于液體傳動結(jié)構(gòu)和控制比較復(fù)雜,目前國內(nèi)外的內(nèi)燃機(jī)車都采用電傳動方式。電傳動內(nèi)燃機(jī)的柴油機(jī)用來驅(qū)動一臺發(fā)電機(jī),把生產(chǎn)的電力傳給電動機(jī),再帶動牽引齒輪,是機(jī)車的車輪轉(zhuǎn)動。
電力傳動根據(jù)電機(jī)形式的不同,分為直流-直流電力傳動,交流-直流電力傳動,交流-直流-交流電力傳動等類型。3.船舶
船舶目前絕大多數(shù)還是內(nèi)燃機(jī)直接推動的,內(nèi)燃機(jī)通過船腹伸到船尾外部粗大的傳動軸帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)推進(jìn)。因?yàn)椴裼蜋C(jī)主機(jī)、齒輪傳動裝置、軸系和舵等設(shè)備的布置,是所有其他船舶機(jī)械和船體形狀的設(shè)計(jì)都不受制約,因此占用空間和面積很大。而內(nèi)燃機(jī)電力推動的艦船則與現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)在傳動方面有相似之處,即都是由內(nèi)燃機(jī)機(jī)組發(fā)電,供給電動機(jī)驅(qū)動艦船前進(jìn)。4.汽車 不僅電動汽車需要用電動機(jī)驅(qū)動車輪,而且在內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的汽車上,從發(fā)電機(jī)起動機(jī)到雨刷音響,都要用到大大小小的機(jī)車。一輛現(xiàn)代化的汽車,可能要用到幾十臺甚至上百臺的電機(jī)。例如:傳統(tǒng)汽車采用彈簧或液壓減震裝置系統(tǒng),現(xiàn)代高級汽車已經(jīng)開始用直線電動機(jī)(主動)來做減震系統(tǒng),這種系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器檢測到路面情況,主動的控制直線電動機(jī)的伸縮來減少車輛震動。5.電動車
由于世界環(huán)境問題日益嚴(yán)重,各國政府不斷加強(qiáng)對清潔能源車輛的研究和開發(fā)。電動機(jī)包括純電動機(jī)與混合動力車,作為解決環(huán)境污染的重要可行途徑,必將得到飛速發(fā)展。
目前電池的功率密度與能量密度較低,所以內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)聯(lián)合提供動力的混合動力車發(fā)展的很快。目前電動汽車的驅(qū)動電動機(jī)主要有直流電動機(jī)、異步電動機(jī)、永磁無刷電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)等。這些電動機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn),但從發(fā)展來看,永磁無刷電機(jī)體積小、重量輕、節(jié)能效果好。
6.磁懸浮列車驅(qū)動
磁懸浮列車是現(xiàn)代高科技發(fā)展的產(chǎn)物。其原理是利用電磁力抵消地球引力,通過直線電機(jī)進(jìn)行牽引,使列車懸浮在軌道上運(yùn)行(懸浮間隙約1厘米)。其研究和制造涉及自動控制、電力電子技術(shù)、直線推進(jìn)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造、故障監(jiān)測與診斷等眾多學(xué)科,技術(shù)十分復(fù)雜,是一個國家科技實(shí)力和工業(yè)水平的重要標(biāo)志。它與普通輪軌列車相比,具有低噪音、無污染、安全舒適和高速高效的特點(diǎn),有著“零高度飛行器”的美譽(yù),是一種具有廣闊前景的新型交通工具,特別適合城市軌道交通。磁懸浮列車按懸浮方式不同一般分為推斥型和吸力型兩種,按運(yùn)行速度又有高速和中低速之分,這次國防科大研制開發(fā)的磁懸浮列車屬于中低速常導(dǎo)吸力型磁懸浮列車。磁懸浮列車分為常導(dǎo)型和超導(dǎo)型兩大類。常導(dǎo)型也稱常導(dǎo)磁吸型,以德國高速常導(dǎo)磁浮列車transrapid為代表,它是利用普通直流電磁鐵電磁吸力的原理將列車懸起,懸浮的氣隙較小,一般為10毫米左右。常導(dǎo)型高速磁懸浮列車的速度可達(dá)每小時400~500公里,適合于城市間的長距離快速運(yùn)輸。而超導(dǎo)型磁懸浮列車也稱超導(dǎo)磁斥型,以日本MAGLEV為代表。它是利用超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場,列車運(yùn)行時與布置在地面上的線圈相互作用,產(chǎn)生電動斥力將列車懸起,懸浮氣隙較大,一般為100毫米左右,速度可達(dá)每小時500公里以上。7.直線電動機(jī)輪軌車輛驅(qū)動
直線感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動車輛是介于鐵軌與磁懸浮之間的一種方案,兼有鐵軌安全可靠和磁懸浮非粘著性牽引的優(yōu)點(diǎn)。
(四)醫(yī)療、辦公設(shè)備與家用電器
在醫(yī)療設(shè)備中,電動機(jī)無處不在,如心電機(jī)、X光機(jī)、CT、牙科手術(shù)工具、滲析機(jī)、呼吸機(jī)、電動輪椅等等,都離不開電動機(jī)作為動力,而人工心臟等人造器官也常常用到微電動驅(qū)動。
在辦公室設(shè)備中,計(jì)算機(jī)中的DVD驅(qū)動機(jī)、CD-ROM、磁盤驅(qū)動器主軸都采用永磁無刷電動機(jī)。打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、碎紙機(jī)、電動卷筆刀等都是用到各種電機(jī)。
在家用電器方面,只要有運(yùn)動部件,幾乎都離不開電動機(jī),如電冰箱和空調(diào)器的壓縮機(jī)、洗衣機(jī)轉(zhuǎn)輪與甩干機(jī)、吸塵器、電風(fēng)扇、抽油煙機(jī)、微波爐轉(zhuǎn)盤、DVD機(jī)、磁帶錄音機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動照相機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、按摩器、電動剃須刀、電動牙刷、攪拌機(jī)、開罐機(jī)、電鐘等等,不勝枚舉。
(五)航天、航空和國防
美國最近投入使用的航空母艦用直線感應(yīng)電動機(jī)飛機(jī)助推器取代了傳統(tǒng)的蒸汽機(jī)式推進(jìn)器,不僅僅體積減少,而且推力大大增加。目前,國外正在試驗(yàn)用直線電動機(jī)發(fā)射航空飛機(jī),稱為“太空天梯”,如果能成功,可以大量節(jié)約燃料,并有利于環(huán)保。
在航空器中,目前的一個發(fā)展趨勢是用電磁執(zhí)行器取代傳統(tǒng)的液壓、氣動執(zhí)行器。
(六)其他方面
除了上述領(lǐng)域外,在其他方面,電機(jī)的應(yīng)用也是不勝枚舉,譬如,演出設(shè)備(如電影放音機(jī)、旋轉(zhuǎn)舞臺等)、運(yùn)動訓(xùn)練設(shè)備(如電動跑步機(jī)、電動液壓籃球架、電動發(fā)球機(jī)等)、家具、游樂設(shè)備(如纜車、過山車等)以及電動玩具。
四:電動機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)
為了保證電動機(jī)正常工作,除了按操作規(guī)程正確使用,運(yùn)行過程中注意監(jiān)視和維護(hù)外還應(yīng)進(jìn)行定期檢查和保養(yǎng)。間隔時間可根據(jù)電動機(jī)的類型、使用環(huán)境決定。主要檢查和保養(yǎng)項(xiàng)目如下:
(1)及時清除電動機(jī)機(jī)座外部的灰塵、油泥,如使用環(huán)境灰塵較多,最好每天清掃一次。
(2)經(jīng)常檢查接線板螺絲是否松動或燒傷。
(3)定期測量電動機(jī)的絕緣電阻,若使用環(huán)境比較潮濕更應(yīng)經(jīng)常測量。
(4)定期用煤油清洗軸承并更換新油(一般半年更換一次),換油時不應(yīng)上滿,一般占油腔的1/2~1/3,否則,容易發(fā)熱或甩出,油要從一面加人,可以把沒有清洗干凈的雜質(zhì),從另一面擠出來。
(5)定期檢查啟動設(shè)備,看觸頭和接線有無燒傷,氧化,接觸是否良好等。
(6)絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因干燥程度不同而異,所以保持 電動機(jī)繞組的干燥是非常重要的。電動機(jī)工作環(huán)境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在,都會破壞電動機(jī)的絕緣。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞,使帶電部分與機(jī)殼等不應(yīng)帶電的金屬部分相碰,發(fā)生這種故障,不僅影響電動機(jī)正常工作。還會危及人身安全。所以電動機(jī)在使用中,應(yīng)經(jīng)常檢查絕緣電阻,還要注意查看電動機(jī)機(jī)殼接地是否可靠。
(7)除了按上述幾項(xiàng)內(nèi)容對電動機(jī)定期維護(hù)外,運(yùn)行一年后要大修一次。大修的目的在于,對電動機(jī)進(jìn)行一次徹底、全面的檢查、維護(hù),增補(bǔ)電動機(jī)缺少、磨損的元件,徹底清除電動機(jī)內(nèi)外的灰塵、污物,檢查絕緣情況,清洗軸承并檢查其磨損情況。
小 結(jié)
由于電機(jī)的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用,它的使用、保養(yǎng)和維護(hù)工作也越來越重要。本文介紹了電機(jī)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀、分類、應(yīng)用領(lǐng)域、電動機(jī)的運(yùn)行維護(hù)。推廣中國的高效率電機(jī)是非常有必要的。但是在日常使用過程中如何去維護(hù)好,其影響可見一斑。初次學(xué)習(xí)電氣工程概論,對電機(jī)只有最基本的了解。感謝老師的悉心教導(dǎo)。
【參考文獻(xiàn)】 [1]《百度百科》
[2]范瑜.《電氣工程概論》.高等教育出版社.2006.7 [3]《維基百科》
[4] 林莘.《現(xiàn)代高壓電器技術(shù)(第2版)》.機(jī)械工業(yè)出版社.2011.6 [5]http://motor-abc.chinaelc.cn/中國智能電工網(wǎng)
第三篇:電氣工程概論論文
走“jin”電世界
———電氣工程與自動化概論論文
作者:月光小畫QQ:497195109
乍一看,我的題目中似乎有些問題,殊不知是我刻意而為。我們的書本名稱叫做《走進(jìn)電世界》,而在我看來,這個“走進(jìn)”涵蓋了兩個過程,即:走近和走進(jìn)。我為論文命了這樣一個名字的含義在于,我會分別論述這兩個過程。
先談?wù)劇白呓钡倪^程吧!
進(jìn)入大學(xué)校門以前,我對這個專業(yè)名稱并沒有什么特別的感覺,只知道會學(xué)習(xí)電學(xué)有關(guān)的知識。不知不覺,已經(jīng)在大學(xué)的校園生活、學(xué)習(xí)了兩年了。大一的時候,我就經(jīng)常到圖書館查閱專業(yè)相關(guān)的書籍,并且做了筆記。
漸漸地,我了解到,電氣工程及其自動化專業(yè)應(yīng)用廣泛、技術(shù)含量豐富、就業(yè)環(huán)境開闊,是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)及政治生活中不可缺少的前沿學(xué)科,它涵蓋了電的基礎(chǔ)理論、電工學(xué)、電工技術(shù)、電氣工程、電子信息技術(shù)、控制技術(shù)、電能儲存、電能利用等六大內(nèi)容;其中控制技術(shù)(包括繼電保護(hù))是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心,也是難點(diǎn),更是個人才華展現(xiàn)的舞臺,是我們未來能夠成為一名優(yōu)秀的電氣工作人員必須掌握的技術(shù)和技能。
電氣化的程度已成為衡量一個國家、一個地區(qū)、一個城市是否發(fā)達(dá)和現(xiàn)金的標(biāo)志之首,并且發(fā)揮著越來越大、越來越重要的作用,除了空氣、陽光、水及大自然以外,電已是人類生產(chǎn)、生活、生存當(dāng)中最不可缺少、最親密無間的伙伴了。
慢慢走近的過程,讓我對電氣專業(yè)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在大二上學(xué)期的時候,我對電氣工程萌發(fā)了深入了解的念頭。通過借閱和購買書籍,我對本專業(yè)也有了一個淺顯的認(rèn)識。我了解到電氣安全技術(shù)具有:周密性、復(fù)雜性、完整性、綜合性、不斷修改性和安全第一、預(yù)防為主的特點(diǎn)。除了這個,我還了解了冬暖夏熱地區(qū)的特殊配電結(jié)構(gòu)和房屋中的布局構(gòu)架。在閱讀的過程中,我還懂得了要爭取使用屏護(hù)裝置。屏護(hù)裝置一般不與帶電體直接接觸,屏護(hù)的材料應(yīng)有一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐火性能,一般為金屬板或網(wǎng)或刷耐火漆的木板條制成。金屬材料的屏護(hù),必須可靠接地。這些都是曾經(jīng)閱讀時,留下的筆記。
這個學(xué)期,我們開設(shè)了電氣工程概論的專業(yè)課程,讓我“走進(jìn)”了豐富多彩的電世界。
在荊老師的帶領(lǐng)下,我看到了電氣工程及其自動化專業(yè)廣泛的發(fā)展前景,隨著傳感器技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)的普及和發(fā)展,隨著風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、核能發(fā)電、化學(xué)能及其他能源發(fā)電的開發(fā)和利用,電氣工程及其自動化工程必將有一個新的契機(jī),這也是我們每一個未來要成為電氣工作者的同學(xué)的機(jī)遇。想要抓住這個機(jī)遇,我們必須不斷地去學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝,去掌握新設(shè)備、新材料,只有不斷的創(chuàng)新才能夠在這個發(fā)展的契機(jī)中立于不敗之地。
電氣工程及其自動化的發(fā)展是全方位的、多方面的,主要有工廠自動化、電氣設(shè)備及元件、通信系統(tǒng)、工業(yè)與民用建筑電氣工程、自動控制系統(tǒng)以及在經(jīng)濟(jì)、國防、科研、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用等。
工廠自動化的發(fā)展動向及前景:工廠自動化的發(fā)展主要是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)及其推廣應(yīng)用方面,特別是機(jī)器人,機(jī)械手、智能控制等方面的硬件及軟件系統(tǒng)。
智能控制及仿真控制:隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)的普及,智能控制及仿真控制將有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
新型電工電子功能材料:電工材料是電氣工程及其自動化工程中最重要的部分之一,它在發(fā)展、革新的征途上總是領(lǐng)先于其他學(xué)科。
智能化開關(guān)設(shè)備:開關(guān)設(shè)備智能化,包括低壓開關(guān)設(shè)備、高壓開關(guān)設(shè)備及其輔助裝置能與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及自動化技術(shù)直接接口,保證自動控制系統(tǒng)暢通無阻。智能化開關(guān)設(shè)備的開關(guān)、應(yīng)用、運(yùn)行方面發(fā)展前景很大。
在這些領(lǐng)域里,我最感興趣的就是工廠自動化了,從小就對機(jī)器人的發(fā)明和制造有濃厚興趣的我,在今年暑假決定參加全國大學(xué)生機(jī)器人競賽,自學(xué)了單片機(jī)的課程,希望通過自己的智慧和雙手,創(chuàng)造出屬于自己的機(jī)器人。
通過課程的學(xué)習(xí),我的內(nèi)心對自己未來的道路已經(jīng)有了一個相對清晰的規(guī)劃。據(jù)我了解,電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)后,我大概會經(jīng)歷三個層次(當(dāng)然,考研是必須的,有讀研的過渡后,在工作從會自認(rèn)而然的上手),三個層次分別是:工程技術(shù)工人、工程師、設(shè)計(jì)師。這是我需要一步一步經(jīng)歷的過程。
首先,要從技術(shù)工人做起。因?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣踊且婚T操作性很強(qiáng)的工作,需要積累無比豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),也要有扎實(shí)的理論知識作為基礎(chǔ),所以工人這一步是不能跳過的。我們需要從現(xiàn)在開始重視自己的實(shí)踐方面,在每學(xué)期的電工實(shí)訓(xùn)中,要對自己要求嚴(yán)格,不能以無所謂、差不多的心態(tài)對待。只有自己動手做了,出了錯,在老師的指導(dǎo)下,以及和團(tuán)隊(duì)同伴共同的努力下改正了錯誤,我們才能真正學(xué)會知識。只有通過實(shí)踐,把書本上抽象的知識具體到眼前了,我們才能距離成為一名電氣頂尖人才更進(jìn)一步!
其次,在學(xué)習(xí)的過程中,自學(xué)也是很重要的一塊。不論是實(shí)訓(xùn)之前的預(yù)習(xí),還是課程之前的預(yù)習(xí)都是很重要的。作為一名工科的學(xué)子,我們學(xué)習(xí)的各門課程中難免會有交叉的地方,如果自己不自學(xué),只是跟著老師一點(diǎn)一點(diǎn)的走,那我們永遠(yuǎn)也不可能成為獨(dú)當(dāng)一面的電氣工作者。
從一名大學(xué)生到電氣工程師,再到電氣設(shè)計(jì)師。我覺得需要做到這幾點(diǎn):
1、長期深入基層,積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);
2、遵守職業(yè)規(guī)則,探索實(shí)踐方法;
3、在實(shí)踐中磨練,提高綜合能力;
4、繼續(xù)學(xué)習(xí)不斷完善,向科研型、專家型發(fā)展;
5、走上領(lǐng)導(dǎo)崗位后,也不能脫離工程實(shí)踐;
6、關(guān)注電氣工程技術(shù)動向,永遠(yuǎn)站在最前列。
不管說了多少,總結(jié)一句話:不斷實(shí)踐,不斷探索,不斷創(chuàng)新,不斷超越。通過學(xué)習(xí),我認(rèn)識到,電的發(fā)展史,就是人類的近代史,是從實(shí)踐中發(fā)展起來的。當(dāng)今電工學(xué)及電工技術(shù)已成為一個基礎(chǔ)學(xué)科,就像我們一直在學(xué)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、英語、語文一樣,是必須要掌握的。同時,電工學(xué)及電工技術(shù)又是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科。從某種意義來講,無論你從事何種行業(yè),如果你對電不了解,你將難以高人一等;假如你從事電氣工程技術(shù)這個行業(yè),卻沒有實(shí)踐基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),那么你在這個行業(yè)將難以立足,更難以做出驚天動地的業(yè)績。
參考文獻(xiàn):
1、《走近電世界》(孫元章 李裕能)
2、《電氣工程及其自動化專業(yè)大學(xué)生到工程師的歷程》(白公)
3、《電氣工程安全技術(shù)及實(shí)施》
第四篇:電氣工程概論論文
重慶科技學(xué)院
電氣工程概論論文
題
目:
電力系統(tǒng)及其自動化
院系名稱: 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級: 電氣工程及其自動化XXX級XX班 學(xué)生姓名: XXX 學(xué) 號: XXXXXXXXXXX 評 分:
目錄
摘要...............................................................................................................................2 緒論.............................................................................................................................2
1、電氣工程研究及發(fā)展史.........................................................................................3
2、電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)素質(zhì).................................................3
3、電氣工程及其自動化學(xué)科分支及就業(yè)方向.........................................................4 電力系統(tǒng)及其自動化...................................................................................................5
一、專業(yè)介紹........................................................................................................5
二、專業(yè)素質(zhì)........................................................................................................7
三、學(xué)習(xí)心得體會................................................................................................8 總結(jié):...........................................................................................................................8
四、參考文獻(xiàn)...............................................................................................................9
摘要
電氣工程是現(xiàn)代社會的重要支柱。不論是電氣時代還是信息時代,都是建立在對電能的利用與控制上,電是能量轉(zhuǎn)換的樞紐和信息的載體,電能普遍應(yīng)用在人民生 活和社會生產(chǎn)中,為提高現(xiàn)代社會的生活水平及文明程度奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。電氣自動化在 工廠里應(yīng)用比較廣泛,可以這么說電氣自動化是工廠里唯一缺少不了的東西,是工廠里的支柱。本文介紹電氣工程中的電機(jī)與電器學(xué)科和電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科,其中還有個人的展望和心得體會。
關(guān)鍵字:電氣工程,電機(jī)與電器,電力系統(tǒng)及其自動化
緒論
經(jīng)過本科階段的學(xué)習(xí),我對自己選擇的電氣工程專業(yè)有了一定的認(rèn)識,它與人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān),是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用,而且它發(fā)展迅速,有著廣闊的前景.電氣工程及其自動化涉及電力電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域,是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科,其主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合,機(jī)電結(jié)合,軟硬件結(jié)合.在這里要學(xué)習(xí)電工技術(shù)、電子技術(shù)、信息控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣工程及自動化技術(shù)等方面較寬廣的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識,使學(xué)生受到電工電子、信息控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的基本訓(xùn)練,以及電氣工程及自動化領(lǐng)域的專業(yè)訓(xùn)練,具有解決電氣工程技術(shù)與控制技術(shù)問題的基本能力。她要培養(yǎng)的是德、智、體、美全面發(fā)展,知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)進(jìn)步,能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)分析、研制開發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的“高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型”高級工程技術(shù)人才。
電氣工程下設(shè)5個二級學(xué)科,分別為電機(jī)與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù)。5個學(xué)科的研究領(lǐng)域自成一體,各有所長,發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。
1、電氣工程研究及發(fā)展史
電氣工程及其自動化專業(yè),本專業(yè)前身電機(jī)系建立于1952年,是中國高校中建立最早的電機(jī)系之一。其支撐學(xué)科為電氣工程一級學(xué)科,具有博士學(xué)位授予權(quán),并設(shè)有博士后流動站;下設(shè)四個二級學(xué)科:電機(jī)與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子與電力傳動和電工理論與新技術(shù),其中電機(jī)與電器學(xué)科為國家重點(diǎn)學(xué)科。半個世紀(jì)以來,電氣工程及其自動化專業(yè)為中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)。本專業(yè)畢業(yè)生中有以李長春為代表的各級領(lǐng)導(dǎo)者、以饒芳權(quán)和封錫盛院士為代表的學(xué)者、以耿昭杰為代表的企業(yè)家以及一批國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的骨干。截止2008年,已培養(yǎng)出本科生9950人,碩士生1460人,博士生230人,博士后28人。目前全日制在校生規(guī)模為1500人,其中本科生1000人,研究生500人。專業(yè)建立以來,承擔(dān)并完成了大量科研和工程項(xiàng)目,科研能力和學(xué)術(shù)水平居國內(nèi)高校前列。在高環(huán)境電機(jī)與電器、電動汽車技術(shù)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和電網(wǎng)調(diào)度、電能品質(zhì)控制、特種電源和電力傳動等領(lǐng)域的研究達(dá)到國際先進(jìn)水平。
2、電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)素質(zhì)
該專業(yè)培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展,掌握電工、電子、電力電子、信息控制、計(jì)算機(jī)、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識與技能,具備解決電氣工程及自動控制技術(shù)問題的能力和一定的科學(xué)研究能力,具有創(chuàng)新精神,能在電機(jī)及其控制、電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動、電氣自動控制與檢測等領(lǐng)域工作的綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。該專業(yè)培養(yǎng)具有工程技術(shù)基礎(chǔ)知識和相應(yīng)的電氣工程專業(yè)知識,受過電工電子,系統(tǒng)控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的基本訓(xùn)練,具有解決電氣工程技術(shù)分析與控制問題基本能力的高級工程技術(shù)人才。
其專業(yè)素質(zhì)主要有:1.具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識,以及外語綜合能力; 2.系統(tǒng)掌握本學(xué)科領(lǐng)域必需的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識,包括電路基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)理論、電磁場、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動 控制原理、電機(jī)學(xué)、電器學(xué)、現(xiàn)代檢測技術(shù)、電力工程、單片機(jī)原理及應(yīng)用、高電壓工程; 3.掌握本學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)1~2個專業(yè)方向的專業(yè)知識與技能; 4.受到電工、電子、電力電子、信息控制與計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本訓(xùn)練,具有熟練的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,獲得較好的工程實(shí)踐訓(xùn)練; 5.具有解決電氣工程與自動控制技術(shù)問題的基本能力,以及相應(yīng)的技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究和組織管理能力;6.具有良好的文獻(xiàn)檢索和閱讀能力,了解本專業(yè)學(xué)科前沿的發(fā)展趨勢;7.具有一定的自學(xué)能力與創(chuàng)新意識和較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和科研能力等。
3、電氣工程及其自動化學(xué)科分支及就業(yè)方向
1、電力系統(tǒng)及其自動化:電力系統(tǒng)專業(yè)方向是電氣工程及其自動化專業(yè)中最具有優(yōu)勢和特色的專業(yè)方向,為國家級一類特色專業(yè)的重要組成部分,主要培養(yǎng)從事高壓電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行維護(hù)等方面的高級工程技術(shù)人才。其就業(yè)方向:可在電力設(shè)備制造行業(yè)從事高電壓設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)和管理等工作,可在電力系統(tǒng)從事高壓設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)方面的技術(shù)工作和管理工作,就業(yè)于電業(yè)局,供電局,發(fā)電廠,也可在高校和科研院所從事教學(xué)和科研工作。
2、高電壓與絕緣技術(shù)方向:高電壓與絕緣技術(shù)專業(yè)方向?yàn)閲壹壱活愄厣珜I(yè)的重要組成部分,主要培養(yǎng)從事高壓電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行維護(hù)等方面的高級工程技術(shù)人才。其就業(yè)方向:可在電力設(shè)備制造行業(yè)從事高電壓設(shè)備的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)和管理等工作,可在電力系統(tǒng)從事高壓設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)方面的技術(shù)工作和管理工作,也可在高校和科研院所從事教學(xué)和科研工作。
3、電氣技術(shù)方向:電氣技術(shù)是電氣工程及其自動化專業(yè)的一個方向,是省級重點(diǎn)專業(yè)。其就業(yè)方向:電氣技術(shù)方向主要培養(yǎng)電氣測量與控制技術(shù)方面的高級電氣工程技術(shù)人才,從事電參量和磁參信息獲取與處理技術(shù)研究工作,以及電氣技術(shù)自動化控制領(lǐng)域的裝置與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)與應(yīng)用研究工作。學(xué)位獲得后,可在電氣工程技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)、公司中承擔(dān)理論研究、技術(shù)開發(fā)、運(yùn)行管理等技術(shù)工作,也可以在研究機(jī)構(gòu)和高等學(xué)校從事研究與教學(xué)工作。
4、應(yīng)用電子技術(shù)方向:應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)是電氣與電子兼?zhèn)?,電力電子與信息電子相融。培養(yǎng)從事電氣工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制、信號變換與處理等方面的寬口徑、復(fù)合型高級工程技術(shù)人才。其就業(yè)方向:可在電力、電子、通訊、機(jī)械、交通、建筑等行業(yè)從事應(yīng)用電子技術(shù)領(lǐng)域的研究、設(shè) 計(jì)、開發(fā)、運(yùn)行及管理等工作,也可在高校和科研院所從事教學(xué)和科研工作。
電力系統(tǒng)及其自動化
一、專業(yè)介紹
1)專業(yè)簡介:電力系統(tǒng)專業(yè)方向是電氣工程及其自動化專業(yè)中最具有優(yōu)勢和特色的專業(yè)方向,為國家級一類特色專業(yè)的重要組成部分,主要培養(yǎng)從事高壓電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行維護(hù)等方面的高級工程技術(shù)人才。該專業(yè)方向依托電氣工程一級博士學(xué)位授權(quán)學(xué)科和博士后科研流動站,覆蓋了高電壓與絕緣技術(shù)和電介質(zhì)工程2個二級博士、碩士學(xué)位授權(quán)學(xué)科,電力系統(tǒng),為國家級重點(diǎn)學(xué)科。同時,該專業(yè)方向設(shè)置高電壓絕緣技術(shù)和電氣絕緣與電纜兩個專業(yè)模塊。
2)主要課程:本專業(yè)主要開設(shè)公共基礎(chǔ)課、電路、電磁場、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、單片機(jī)原理、電氣測試技術(shù)、電力工程基礎(chǔ)、電介質(zhì)物理、電氣絕緣測試技術(shù)、高電壓試驗(yàn)技術(shù)、電氣絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與CAD、光電通信原理、電力系統(tǒng)過電壓及保護(hù)、電纜材料與電纜工藝原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課程。
3)就業(yè)方向:畢業(yè)后可從事①各類發(fā)電廠、變電所和各種工礦企業(yè)供用電 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行管理、工程改造和研究。②各種電力元件與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造和研究。③自動控制裝置和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)研制和運(yùn)行調(diào)試。
④計(jì)算機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研制、運(yùn)行和調(diào)試。⑤動用計(jì)算機(jī)進(jìn)行發(fā)電機(jī)組、電力系統(tǒng)的仿真研究。⑥進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)⑦電力系統(tǒng)及自動化學(xué)科新理論、新技術(shù)的研究和運(yùn)用。⑧經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與管理⑨電力系統(tǒng)調(diào)度自動化⑩教學(xué)
4電力系統(tǒng)及其自動化研究方向
(1)智能保護(hù)與變電站綜合自動化對電力系統(tǒng)電保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究,將國內(nèi)外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于新型繼電保護(hù)裝置中,使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn),大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。
微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域的研究處于國際領(lǐng)先水平,變電站綜合自動化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
(2)電力市場理論與技術(shù)
基于我國目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力市場發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的具體情況,認(rèn)真研究了電力市場的運(yùn)營模式,深入探討并明確了運(yùn)營流程中各步驟的具體規(guī)則;提出了適合我國現(xiàn)階段電力市場運(yùn)營模式的期貨交易(年、月、日發(fā)電計(jì)劃)、轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)等模塊的具體數(shù)學(xué)模型和算法,緊緊圍繞當(dāng)前我國模擬電力市場運(yùn)營中亟待解決的理論問題。
3)電力系統(tǒng)實(shí)時仿真系統(tǒng)
對電力負(fù)荷動態(tài)特性監(jiān)測、電力系統(tǒng)實(shí)時仿真建模等方面進(jìn)行了研究,引進(jìn)了加拿大teqsim公司生產(chǎn)的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時仿真系統(tǒng),建成了全國高校第一家具備混合實(shí)時仿
真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。該仿真系統(tǒng)不僅可進(jìn)行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)實(shí)驗(yàn),提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng),協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測試,從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。
(4)電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)
電力系統(tǒng)運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)是針對我國電力企業(yè)職工崗位培訓(xùn)的迫切要求,將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結(jié)合,利用專家系統(tǒng)、智能cai(計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))理論,進(jìn)行電力系統(tǒng)知識教學(xué)、培訓(xùn)的一種強(qiáng)有力手段。
(5)配電網(wǎng)自動化
在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電子載波ndlc、配網(wǎng)的模型及高級應(yīng)用軟件pas、地理信息與配網(wǎng)scada一體化方面取得了重大技術(shù)突破。
(6)電力系統(tǒng)分析與控制
對在線測量技術(shù)、實(shí)時相角測量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機(jī)理及抑制方法、發(fā)電機(jī)跟蹤同期技術(shù)、非線性勵磁和調(diào)速控制、潮流計(jì)算的收斂性、電網(wǎng)調(diào)度自動化仿真、電力負(fù)荷預(yù)測方法、基于柔性數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控的電網(wǎng)故障診
斷和恢復(fù)控制策略、電網(wǎng)故障診斷理論與技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。(7)人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要,開展了將專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運(yùn)行分析、警報(bào)處理、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的實(shí)用研究。在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究,以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。
(8)現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
開展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機(jī)控制技術(shù)、動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)、有源電力濾波技術(shù)、大容量交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)和新型儲能技術(shù)等方面的研究
9)電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)
通過將傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)以及模式識別技術(shù)等結(jié)合起來,針對電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測方法和故障診斷的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的基礎(chǔ)研究,開發(fā)了發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)設(shè)備、電容型設(shè)備和直流系統(tǒng)等主要電氣設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng),全面提高電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。
二、專業(yè)素質(zhì)
1.具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識,以及外語綜合能力; 2.系統(tǒng)掌握本學(xué)科領(lǐng)域必需的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識,包括電路基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)理論、電磁場、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制原理、電機(jī)學(xué)、電器學(xué)、現(xiàn)代檢測技術(shù)、電力工程、單片機(jī)原理及應(yīng)用、高電壓工程;
3.掌握本學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)1~2個專業(yè)方向的專業(yè)知識與技能;
4.受到電工、電子、電力電子、信息控制與計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本訓(xùn)練,具有熟練的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,獲得較好的工程實(shí)踐訓(xùn)練;
5.具有解決電氣工程與自動控制技術(shù)問題的基本能力,以及相應(yīng)的技術(shù)開 發(fā)、科學(xué)研究和組織管理能力。
6.具有良好的文獻(xiàn)檢索和閱讀能力,了解本專業(yè)學(xué)科前沿的發(fā)展趨勢; 7.具有一定的自學(xué)能力與創(chuàng)新意識和較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和科研能力;
三、學(xué)習(xí)心得體會
結(jié)合全文可知,電氣工程在國民經(jīng)濟(jì)中占了舉足輕重的地位,電氣工程專業(yè)具有廣闊的前景。而要學(xué)好工程技術(shù)類課程,必須具有求實(shí)、求真精神,有理性的批判意識;有較強(qiáng)的邏輯思維、辨證思維、形象思維的能力和科學(xué)的、務(wù)實(shí)的思維方法,具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神,在工程實(shí)踐中具有市場意識和價值效益意識。另外,在大學(xué)中,要養(yǎng)成自學(xué)的能力。大學(xué)學(xué)習(xí)與中學(xué)學(xué)習(xí)截然不同的特點(diǎn)是依賴性的減少,代之以主動自覺地學(xué)習(xí)。教師在課堂上只講難點(diǎn)、疑點(diǎn)、重點(diǎn)或者是教師最有心得的一部分,其余部分就要由學(xué)生自己去攻讀、理解、掌握。大部分時間是留給學(xué)生自學(xué)的。因此,培養(yǎng)和提高自學(xué)能力,是大學(xué)生必須具備的本領(lǐng)。對于我們來說,在大學(xué)四年內(nèi)成為具有扎實(shí)的電氣工程系統(tǒng)知識和良好素質(zhì),具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和獨(dú)立思考能力的成熟的個體。能夠在團(tuán)隊(duì)環(huán)境中去構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作較復(fù)雜的電氣工程產(chǎn)品、過程和電氣系統(tǒng)。爭取達(dá)到見習(xí)電氣工程師技術(shù)能力要求,能夠從事電氣產(chǎn)品、過程和電氣系統(tǒng)工程的初步設(shè)計(jì)、制造、檢測、施工、運(yùn)行和管理等工作,并具備電氣工程研究和技術(shù)開發(fā)的基本素質(zhì)。
總結(jié):
國家的發(fā)展離不開各項(xiàng)重工業(yè)的發(fā)展,而各項(xiàng)工業(yè)的發(fā)展只有依靠電氣的發(fā)展。一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與該國家的電氣發(fā)展息息相關(guān),國家的發(fā)展需要電氣人才的建設(shè)。作為一個21世紀(jì)的大學(xué)生,無論是為國家還是為個人都應(yīng)該學(xué)習(xí)好電氣工程及其自動化,為國家盡一份力
四、參考文獻(xiàn):《電氣工程導(dǎo)論》、陳沖 電氣工程與自動化專業(yè)概論(PPT)《電氣工程及其自動化專業(yè)本科培養(yǎng)方案 》、《電氣工程導(dǎo)論》、《電氣工程及其自動化專業(yè)本科培養(yǎng)方案 》等網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)。
第五篇:電氣工程概論論文
智能電網(wǎng)的研究與發(fā)展
楊舒婷電氣13-4201331202045 中文摘要: 關(guān)鍵詞
引言:隨著全球資源環(huán)境壓力的不斷增大,社會對環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和可持續(xù)性發(fā)展的要求日益提高。同時,電力市場化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及用戶對電能可靠性和質(zhì)量要求的不斷提升,要求未來的電網(wǎng)必須能夠提供更加安全、可靠、清潔、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng),能夠適應(yīng)多種能源類型發(fā)電方式的需要,能夠更加適應(yīng)高度市場化的電力交易的需要,能夠更加適應(yīng)客戶的自主選擇需要,進(jìn)一步提高龐大的電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率和效益,提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為此,以美國和歐盟為代表的不同國家和組織不約而同地提出要建設(shè)靈活、清潔、安全、經(jīng)濟(jì)、友好的智能電網(wǎng),將智能電網(wǎng)視為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)是電力工業(yè)發(fā)展的方向和趨勢。智能電網(wǎng)利用先進(jìn)的信息通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)及其他先進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對發(fā)電、電網(wǎng)運(yùn)行、終端用電和電力市場中各利益方的需求和功能的協(xié)調(diào),在盡可能提高系統(tǒng)各部分的高效率運(yùn)行、降低成本和環(huán)境影響的同時,盡可能提高系統(tǒng)的可靠性、自愈能力和穩(wěn)定性。
一、智能電網(wǎng)的概念理論
由于智能電網(wǎng)目前正處于開始研究和開發(fā)階段,各國、各研究機(jī)構(gòu)、各設(shè)備制造廠家、各電力
公司的專家對該術(shù)語的確切定義是什么、到底包含哪些技術(shù)、應(yīng)具有什么特性和功能、技術(shù)開發(fā)的重 點(diǎn)是什么、能發(fā)揮什么作用等尚未形成一致的意見,而且各國的國情、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、發(fā)展戰(zhàn)略和 政策差異很大;因此,目前世界上還沒有統(tǒng)一而明確的定義。代之以結(jié)合各國的具體情況,提出了多 種不同但又接近的定義。但基于智能電網(wǎng)的共識是:智能電網(wǎng)可以優(yōu)化電力用戶峰荷時段的用電量,能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源“即插即用”的并網(wǎng)運(yùn)行方式,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排的目的。智能電網(wǎng)將在傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最新的信息化和數(shù)字化技術(shù),因此智能電網(wǎng)也是現(xiàn)有輸配電網(wǎng)的智能化升級。其目的是進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行,提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性,并解決分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的問題。
二、智能電網(wǎng)的特點(diǎn)
(1)自愈性。應(yīng)用嵌入系統(tǒng)中的傳感器和自動控制裝置預(yù)測、獲取實(shí)時信息,對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線分析,并采取預(yù)防性的控制手段,及時發(fā)現(xiàn)、快速診斷和消除故障隱患。
(2)互動性。智能電網(wǎng)應(yīng)能夠?qū)⒂脩舻脑O(shè)備和用電行為整合入電網(wǎng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和通信中,支持電力交易的有效開展,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網(wǎng)安全管理,從而提升電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。
(3)高電能質(zhì)量。作為更清潔、更穩(wěn)定電力供應(yīng)的智能電網(wǎng)技術(shù),可以減少停電時間和損失。
(4)優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等全壽命周期環(huán)節(jié)的優(yōu)化,合理地安排設(shè)備的運(yùn)行與檢修,提高資產(chǎn)的利用效率,有效地降低運(yùn)行維護(hù)成本和投資成本,減少電網(wǎng)損耗。
(5)電網(wǎng)兼容性。智能電網(wǎng)不僅能夠承擔(dān)傳統(tǒng)的電力負(fù)荷,而且還能夠整合燃料電池、可再生能源和其他的分布式發(fā)電技術(shù)。
(6)集成。通過不斷的流程優(yōu)化、信息整合、實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理、生產(chǎn)管理、調(diào)度自動化與電力市場管理業(yè)務(wù)的繼承,形成全面的輔助決策支持體系,不斷提升電力企業(yè)的管理效率。
(7)抵御攻擊。實(shí)時信息技術(shù)使得電網(wǎng)操作人員能夠快速隔離受影響的區(qū)域并重新調(diào)整潮流,具有快速恢復(fù)供電的能力。
三、智能電網(wǎng)研究目標(biāo):
(1)以抵御事故擾動為目的,實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行,降低大規(guī)模停電的風(fēng)險。
(2)使分布式電源(包含分布式發(fā)電、分布式儲能和電力用戶的需求響應(yīng))得到有效利用。(3)提高電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率。
(4)提高用戶用電效率、可靠性和電能質(zhì)量
四、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀: 2012 年以來,國內(nèi)外大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)、IT 企業(yè)、電力公司均開展了智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)研究和工程應(yīng)用。在國外,一些IT 企業(yè)如IBM[6]、Oracle[7]等,陸續(xù)發(fā)布數(shù)據(jù)白皮書,IBM 和C3-Energy 開發(fā)了針對智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),Oracle 提出了智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)公共數(shù)據(jù)模型;美國電科院等研究機(jī)構(gòu)啟動了智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)研究項(xiàng)目;美國的太平洋燃?xì)怆娏尽⒓幽么蟮腂C Hydro 等電力公司基于用戶用電數(shù)據(jù)開展了大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用研究。在國內(nèi),中國電機(jī)工程學(xué)會發(fā)布了電力大數(shù)據(jù)白皮書;國家科技部2014 年下達(dá)了3 項(xiàng)863 項(xiàng)目[7],支持智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)研究;自2012 年以來,國家電網(wǎng)公司啟動了多項(xiàng)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)研究項(xiàng)目,江蘇省電力公司于2013 年初率先開始建設(shè)營銷數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng),開展了基于數(shù)據(jù)的客戶服務(wù)新模式應(yīng)用開發(fā)研究;北京等電力公司也正在積極推進(jìn)營配數(shù)據(jù)一體化基礎(chǔ)上的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用研究。智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)研究和應(yīng)用已取得了一些成效,但總的來看,研究成果仍比較粗糙,不成體系,研究和應(yīng)用尚處于起步和探索階段。在此起步階段,充分借鑒國內(nèi)外研究成果,分享知識經(jīng)驗(yàn),對于促進(jìn)開展智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用,具有重要的意義。智能電網(wǎng)產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù),目前,美國、加拿大、澳大利亞以及歐洲各國都相繼開展了智能電網(wǎng)相關(guān)研究,而其中最具代表性的是美國與歐洲。對于美國來說,對復(fù)雜大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制,即所謂的“自愈”能力,是其智能電網(wǎng)發(fā)展最初的驅(qū)動,雖然困難重重但至今仍然是最重要的研究課題;而對于歐洲智能電網(wǎng)的發(fā)展,嚴(yán)格的溫室氣體排放政策顯然起到了更大推
動作用,分布式能源和可再生能源接入研究也相應(yīng)獲得了更多的支持。國外電力企業(yè)智能電網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)踐工作主要集中在配電和用戶側(cè)。在輸電側(cè)目前有EPRI、ABB、PJM 等機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展相關(guān)研究,但其研究缺少整體性,且缺少實(shí)際的應(yīng)用推廣支撐。2003 年4 月2—3 日,美國65 位來自電力公司、電力設(shè)備制造商、聯(lián)邦和州政府官員、大學(xué)和國家實(shí)驗(yàn)室的高級專家匯聚一堂,討論美國未來的電力系統(tǒng)。會后,于2003 年6 月以美國能源部輸配電辦公室的名義發(fā)布了一份名為“Grid 2030——電力的下一個100 年的國家設(shè)想”的報(bào)告[9]。這份報(bào)告可謂是美國電力改革的綱領(lǐng)性文件,描繪了美國未來電力系統(tǒng)的設(shè)想,并確定了各項(xiàng)研發(fā)和試驗(yàn)工作的分階段目標(biāo)。2003 年初到2004 年歷時18 個月先期完成的綜合能源及通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)(integratedenergy and communication architecture,IECSA)[10-11],和隨后延伸的智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)(Intelligrid Architecture),都是由美國EPRI 創(chuàng)建、GE 公司管理,有UCA、SISCO、Lucent、EnerNex、Hypertek 等公司參與的一個研究未來電力系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的國際科學(xué)合作項(xiàng)目。Intelligrid 研究計(jì)劃致力于開發(fā)智能電網(wǎng)架構(gòu),目標(biāo)是為未來的電網(wǎng)建立一個全面、開放的技術(shù)體系,支持電網(wǎng)及其設(shè)備間的通信信息交換[12]。2004 年,完成了IECSA 研究;2005 年發(fā)布的成果中包含了EPRI 稱為“分布式自治實(shí)時架構(gòu)(DART)”的自動化系統(tǒng)架構(gòu)。其配電和用戶側(cè)的研究越來越呈現(xiàn)出相互耦合、密不可分的傾向。目前,EPRI 的研究成果大多數(shù)都在配電和用戶側(cè)實(shí)施,這也與美國當(dāng)前智能電網(wǎng)發(fā)展的大氣候相吻合。
五、發(fā)展智能電網(wǎng)的進(jìn)程
1、發(fā)展智能電網(wǎng)驅(qū)動力為1)充分滿足電力負(fù)荷高速增長的需求;2)確保電力供應(yīng)的安全性和可靠性;3)提高電力供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能;4)發(fā)展可再生能源,改變電源結(jié)構(gòu),防止能源危機(jī),滿足環(huán)境保護(hù)的要求;5)保證電能質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)對用戶的優(yōu)質(zhì)和增值服務(wù);6)適應(yīng)電力市場化的要求,提高電力企業(yè)的運(yùn)行和管理水平,增強(qiáng)電力企業(yè)的競爭力。美國發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力大致為以下幾方面1)關(guān)注現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的升級和更新,提高供電的可靠性,避免發(fā)生類似“8.14”的北美大面積停電事故,防止恐怖襲擊;2)最大限度地利用其突飛猛進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),將其與傳統(tǒng)電網(wǎng)緊密結(jié)合起來;3)利用其先進(jìn)的表計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施(advanced metering infrastructure,AMI)和需求響應(yīng)(demand response,DR)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)與用戶間的雙向流動,促進(jìn)電力公司在不斷開放的電力市場中更好地為客戶服務(wù)。
歐洲發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力大致為以下方面:1)供電的安全性問題,包括一次能源的缺乏、提高供電能力、供電可靠性和電能質(zhì)量;2)環(huán)境問題,包括實(shí)現(xiàn)京都協(xié)議,關(guān)心氣候變化,保護(hù)自然環(huán)境;3)國際市場問題,包括提供低廉的電價和提高能效,進(jìn)行創(chuàng)新和提高競爭能力,有關(guān)壟斷的管制規(guī)程等。我國發(fā)展智能電網(wǎng)的驅(qū)動力與歐美稍有差別,特別要注意的是,我國把充分滿足用戶對電力的需求放在首位。由于我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和能源基地與負(fù)荷中心相距甚遠(yuǎn)的特點(diǎn),以及我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,使得我國將以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)作為發(fā)展智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)。但由于我國在輸電網(wǎng)側(cè)的智能化技術(shù)已經(jīng)取得較大的成果,因此智能電網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)重點(diǎn)還是應(yīng)該放在配電和用電側(cè)。智能電網(wǎng)是整個電力行業(yè)未來技術(shù)發(fā)展和管理模式的轉(zhuǎn)型,在電網(wǎng)面對21 世紀(jì)的各種挑戰(zhàn)面前,智能電網(wǎng)無疑是各國電網(wǎng)未來發(fā)展方向的共同選擇。通過智能電網(wǎng)的建設(shè),電力輸、配、售、用電的各個領(lǐng)域都將發(fā)生質(zhì)的飛躍和提高。
2、技術(shù)方向:國外一些專家認(rèn)為,未來智能電網(wǎng)的主要發(fā)展方向和技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)包括以下內(nèi)容[1-7]:1)先進(jìn)的相量測量(phasor measurement unit,PMU)和廣域測量技術(shù)(wide area measurement system,WAMS); 2)先進(jìn)的三維、動態(tài)、可視化電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù);3)可再生能源的接入和并網(wǎng)技術(shù)[8];4)先進(jìn)的表計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施和自動抄表系統(tǒng)(automatic meterreading,AMR);5)需求響應(yīng)和需求側(cè)管(demandsidemanagement,DSM);6)使配電系統(tǒng)“自愈(selfhealing)”成為可能的先進(jìn)的配電自動化、高級配電運(yùn)行(advanced distribution operation,ADO)功能;7)分布式發(fā)電(distributed generation 或distributedenergy resources,DG 或DER)、微電網(wǎng)技術(shù)及電力儲能技術(shù)等。國外往往將智能電網(wǎng)的開發(fā)重點(diǎn)放在配電網(wǎng),主要考慮為:輸電網(wǎng)的格局已基本形成,發(fā)展相對緩慢,而配電系統(tǒng)是與用戶直接關(guān)聯(lián)的,發(fā)展的需求量極大。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),北美的變電站級配電信息和通信系統(tǒng)安裝配置量不高,饋線級的配電自動化率更低。90%的停電和故障擾動發(fā)生在配電網(wǎng)中。大力發(fā)展配電系統(tǒng)對提高用戶的供電能力和服務(wù)水平、保證供電質(zhì)量、促進(jìn)技術(shù)發(fā)展和拉動經(jīng)濟(jì)大有好處。
3、電網(wǎng)技術(shù)開發(fā):1)先進(jìn)的表計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施。包括智能表計(jì)系統(tǒng)開發(fā)和表計(jì)數(shù)據(jù)管理,支持與用戶間的雙向通信,不但包括商業(yè)和工業(yè)用戶,而且應(yīng)包括居民用戶的市場信息,采用自動化的計(jì)算機(jī)代理系統(tǒng),與家庭的自動化系統(tǒng)相連,并能響應(yīng)電價信息。2)配電及停運(yùn)管理(distribution and outagemanagement)。配節(jié)省費(fèi)用和改善對客戶的服務(wù),其關(guān)鍵點(diǎn)在于配電管理系統(tǒng)(distribution managementsystem,DMS),而對智能電網(wǎng)的要求是:①軟件系統(tǒng)必須提供自愈的功能,以便立即獲悉電網(wǎng)擾動的信息并及時對其做出響應(yīng),使對客戶的影響最小化;②智能電網(wǎng)要提供無縫的圖像化接口,具有實(shí)時功能,將來自于各渠道的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的信息以動態(tài)系統(tǒng)拓?fù)淠P偷姆绞郊稍谝黄穑虎鄣? 代故障投訴(trouble-call)型停電管理系統(tǒng)(outage managementsystem,OMS)目前已在大多數(shù)電力公司中應(yīng)用,但它要讓位于智能化的DMS/OMS平臺,因?yàn)樗cAMI 緊密聯(lián)系,其接口方面要有新的創(chuàng)新型技術(shù),以利于數(shù)據(jù)的上下傳送和連接。通過將實(shí)時的 DMS/OMS 功能實(shí)施、遙測技術(shù)和集成安全性結(jié)合在一起,智能電網(wǎng)將成為真正的自愈電網(wǎng)。3)配電和變電站自動化。配電系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于輸電系統(tǒng),自動化的設(shè)備投切可減少運(yùn)行人員對設(shè)備的手動操作,以便及時對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改,適應(yīng)運(yùn)行的要求。4)智能配電網(wǎng)模擬和優(yōu)化技術(shù)。建設(shè)先進(jìn)的智能配電網(wǎng)模擬和優(yōu)化技術(shù),使智能電網(wǎng)規(guī)劃得更好,性能更加優(yōu)越,智能電網(wǎng)的運(yùn)行可以通過模擬器對實(shí)時條件進(jìn)行模擬,從而改進(jìn)運(yùn)行性能,提高應(yīng)對事故和災(zāi)害的能力。此外還要實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)智能化,因?yàn)檫@是覆蓋 在智能配電系統(tǒng)技術(shù)之上的,通過這層,數(shù)據(jù)才能成為可操作的信息,以實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)(IT)與運(yùn)行之間的橋梁作用。不斷增加模型的復(fù)雜性和基于人工智能的軟件,有助于從數(shù)據(jù)中產(chǎn)生知識和效率。
六、未來電網(wǎng)的發(fā)展:
由美國發(fā)起的智能電網(wǎng)研究和實(shí)施目前已逐漸推向全球,國外在智能電網(wǎng)的研究和開發(fā)方面也有一些新的動向[。1)智能電網(wǎng)的概念大大擴(kuò)展。過去1~2 年內(nèi),工業(yè)界“智能化”的核心定義已從“智能表計(jì)”迅速發(fā)展到“智能電網(wǎng)”,即原來關(guān)心的主要是AMI,目前還要包括:①家域網(wǎng)(home area networks,HANs),這有可能成為創(chuàng)新和投資的新熱門;②網(wǎng)絡(luò)側(cè)的有效應(yīng)用(如無功控制和自動化);③電力公司的未來功能(如分布式發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、電動汽車)等。將需求響應(yīng)與AMI相結(jié)合也是一種趨勢,因?yàn)樾枨箜憫?yīng)會大大改變用戶的行為。智能溫度調(diào)節(jié)器、智能開關(guān)、智能用電器等的采用將吸引各種產(chǎn)品制造商參與進(jìn)來;同時,客戶有各種要求,也可以通過需求響應(yīng)得到滿足,要求電力公司具有各種增值服務(wù)。
2)系統(tǒng)集成商對電力公司有關(guān)智能電網(wǎng)決策的影響力將更大。有些注意力已轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成,由于大量表計(jì)數(shù)據(jù)的接入和通過更為廣泛和智能化的傳感器網(wǎng)絡(luò)來顯示運(yùn)行數(shù)據(jù),因此,系統(tǒng)集成勢在必行。
3)不久的將來,注意力會轉(zhuǎn)向一些特殊功能,如風(fēng)電的接入、分布式太陽能發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、電動汽車、分布式儲能技術(shù)等,而智能電網(wǎng)將使這些技術(shù)成為可能。4)自開發(fā)AMI 以來,前沿的通信技術(shù)的選擇變得越來越復(fù)雜,在采用何種技術(shù)上往往有爭議:是采用寬帶技術(shù)(broadband)還是射頻(RF)或電力線載波(PLC)?是用第三代移動通信技術(shù)(3G)還是通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS)或微波存取全球互通技術(shù)(WiMax)是采用電力專用網(wǎng)還是利用公用通信網(wǎng)?家庭中用的表計(jì)可能要被“數(shù)據(jù)服務(wù)器”代替,以形成所謂的“虛擬表計(jì)”,并與家庭中的計(jì)算機(jī)相連,它可實(shí)施HANs 功能,還可將用電度數(shù)傳回供電公司。國外智能電網(wǎng)技術(shù)的這些動向基本上都與配電網(wǎng)有關(guān)。
七、淺談看法
智能電網(wǎng)作為我國發(fā)展新技術(shù)的一項(xiàng)功能性測試項(xiàng)目,它帶給我們生活的經(jīng)濟(jì)的效益成果是顯著地,智能電網(wǎng)的研究是一個漸進(jìn)的過程,還需要我們這代人的努力和奮進(jìn)以及此類研究人員更為深入的研究,我國的此類課題還處于探索階段,發(fā)展和認(rèn)知還不夠成熟。能電網(wǎng)將涉及許多電氣產(chǎn)品、用品和技術(shù),涉及到供應(yīng)商的經(jīng)濟(jì)利益,不同產(chǎn)品供應(yīng)商會采用不同的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),因此,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)將會是一個關(guān)鍵而有爭議的問題,選用某種產(chǎn)品有時往往會決定技術(shù)的發(fā)展方向和走勢。智能電網(wǎng)技術(shù)的選擇往往還取決于目前電力公司正在采用的產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際是否成功。應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)我國智能電網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和建立,并盡可能與國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)接軌。參考文獻(xiàn)
[1]智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究 張東霞 [2]智能電網(wǎng)未來電網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢 胡雪浩 [3]智能電網(wǎng)建設(shè)與電力市場發(fā)展 魯剛
[4]中國式智能電網(wǎng)的構(gòu)成和發(fā)展規(guī)劃研究 楊德浩 [5]建設(shè)信息時代的智能電網(wǎng) 鐘金 [6]面向未來的智能電網(wǎng) 謝開
[7]智能電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)綜述 靜恩波
[8]面向智能電網(wǎng)的信息安全技術(shù)展望 關(guān)志濤 [9]智能電網(wǎng)的進(jìn)展及發(fā)展趨勢 張文亮
[10]Research on Dependable Distributed Systems forSmart Grid Qilin Li