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电气工程及其自动化的发展趋势分析张伟荣

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：张伟荣

[导读] 摘要：随着我国经济的大力发展，人们的生活水平普遍提高，生活节奏越来越快，人们在享受快现代化快捷便利条件的同时也越来越多的依赖电气工程及其自动化技术，电气工程及其自动化技术已经渗入到电力、交通、医疗、通讯、钻探、军事、航海、航空航天等人们所能见到的各行各业，小到居家墙壁开关、儿童玩具，大到飞机制造、卫星发射，电气工程及其自动化技术成为了社会各行各业不可或缺的一个重要部分，对现代人们的生活产生了重要的

        （哈密荣信新能源有限公司新疆 839000）
        摘要：随着我国经济的大力发展，人们的生活水平普遍提高，生活节奏越来越快，人们在享受快现代化快捷便利条件的同时也越来越多的依赖电气工程及其自动化技术，电气工程及其自动化技术已经渗入到电力、交通、医疗、通讯、钻探、军事、航海、航空航天等人们所能见到的各行各业，小到居家墙壁开关、儿童玩具，大到飞机制造、卫星发射，电气工程及其自动化技术成为了社会各行各业不可或缺的一个重要部分，对现代人们的生活产生了重要的影响。随着电气工程及其自动化的逐步发展壮大，其存在的问题也开始不断暴露出来，大大阻碍了电气工程及其自动化的可持续性发展；因此，在未来的实践中，还需要不断进行钻研和探究，促进电气工程及其自动化更快、更好、更高效的发展。
        关键词：电气工程；自动化；发展
        一、电气工程及其自动化的发展历程
        “电”最早是由希腊文“琥珀”一词演变而来，公元前585年，古希腊哲学家塞利斯发现了毛皮摩擦过得琥珀可以吸引绒毛的现象；1600年，英国医生吉尔伯特发现摩擦其他物体同样具有吸引轻小物体的性质，这种吸引力称为“电力”；1734年，法国人杜伐通过实验发现了同性电相互排斥、异性电相互吸引的现象；1745年，德国克莱斯特发现了放电现象；1747年，本杰明•富兰克林通过著名的“风筝试验”证明了自然界存在电力；1855至1873年间，天才物理学家、数学家英国人麦克斯韦在前人成就的基础上发表了《论法拉第的力线》、《论物理的力线》、《电磁场的动力学理论》并于1873年出版了科学名著《电磁理论》，为现代电气工程的高速发展奠定了基础。1908年，上海交通大学（原南洋大学堂）首先开设了电机专科，自此，我国开始有了电气工程专业学科（电气工程及其自动化专业的前身），建国后期至今，全国开设电气工程及其自动化专业学科的院校已超过100多所。
        二、电气工程及其自动化在工业系统的应用
        18世纪60年代，英国爆发了人类历史上的第一次工业革命，开创了机器取代手工劳动的时代。19世纪70年代，在第二次工业革命的推动下，资本主义经济迅猛发展，自然科学研究取得重大进展，新技术、新发明被应用于各种工业生产领域，人类进入了电气时代，随后的150年发展中，电气自动化系统被广泛应用于现代文明社会中，电气工程及其自动化系统技术的不断革新也为我国经济发展做出了巨大的贡献。
        （一）在电网系统的应用
        电气工程及其自动化系统最早应用在发电、变电、输电、配电领域，我国最早的发电厂上海电光公司于1879年由英国人在上海租界设立，直至1897年首家华人发电厂南市电灯厂在上海华人区建立。新中国成立后，多所院校开设了电气工程及其自动化专业学科，为国家培养了大量的专业化人才，在70年的发展中，我国陆续完成了高压、超高压、特高压输电线路关键技术的突破及架设，实现了电气设备依赖进口全面向国产化的发展。如今，我国已经建成世界上输送能力最大，电压等级最高、输电距离最远、技术水平最先进的吉泉±1100kV特高压直流输电系统，相关特高压的标准化工作居于世界先进水平。
        （二）在铁路轨道交通系统的应用
        1825年，英国人修建了世界上第一条铁路，开创了人类历史上轨道交通的新纪元；1879年，世界第一条电气化铁路在德国柏林建成，取代了以往采用蒸汽作为动力输出的机车；1961年，我国第一条电气化铁路宝成线的宝鸡至凤州段修建完成。截止2017年底，我国电气化铁路里程达8.7万公里，其中高速铁路2.5万公里，而电气工程和自动化技术在高路铁路系统的应用极大地提高了高速铁路供电系统运行的稳定性和可靠性，促进了我国高速铁路工程建设的快速发展。

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        （三）在其他领域的应用
        现代化人类生活已经越来越离不开电气工程及其自动化技术，在医疗系统方面，先进的检测仪器B超机、核磁共振、X光机能够快速检查病灶，为精确化治疗方案提供依据；快递物流业，分捡机器人的出现极大地提高了快递分拨速度，为人类的生活带来更加的快捷；传统制造业，更多机器人的出现释放了人工劳力，提高了产品质量及生产效率，智能化家电的使用为人们的生活增光添彩。
        三、电气工程及自动化技术领域存在的问题
        （一）高比例新能源并网对电力系统运行稳定性提出挑战
        我国目前总发电装机容量约20亿千瓦时，其中化石能源发电装机容量约11.6亿千瓦时，占总发电装机容量的58.2%，光伏风电等新能源占比20.5%，新能源发电受自然条件影响较大，提高新能源占比发电对电力系统供给侧平衡、网架结构稳定运行控制提出了严峻的挑战。近些年，为降低新能源发电对传统电网构架的冲击，提高网架结构运行安全，几乎所有新能源企业已经加装了有功、无功、调频、安稳等控制系统。而随着化石能源的日益消耗，新能源装机容量逐步增加，发电占比进一步扩大，依靠传统火电、水电等转动惯量维持的系统平衡将进一步受到威胁，如何在新能源与化石能源发电占比调整中保持电力系统的运行稳定，为电气工程及其自动化技术的发展提出了挑战。
        （二）高精尖技术依然依赖进口
        随着我国经济的快速发展，工业自动化程度的不断提高，越来越多的工业化控制系统参与到企业的生产中，作为工业自动化设备的核心伺服系统却长期被外资品牌主导。我国伺服系统发展较晚，伺服系统大量依赖进口，近几年，虽国产伺服系统品牌已在部分领域进入进口替代阶段，但伺服系统在速度与精度控制方面仍然落后于日本、欧美等国家品牌，尤其高精尖系统设备如ASML顶级光刻机更是拒绝对我国出口，其技术牢牢把控在微软、三星、苹果等手中，使我国在微电子芯片领域制造进程上落后于西方国家。
        四、提升电气工程及其自动化技术水平的措施
        1.教育理念需要转变，我国目前的教育主要以应试为主，自小学开始，考试作为选拔人才的方法，分数成为衡量学生好坏的标准，虽然素质教育存在一段时间，但在社会大环境下仍然没有实现，大多数学校仍然以提高升学率、增加知名度为目的，重智育、轻素质。大学教育在很大程度上仍是以往传统的延续，教学内容和方法陈旧落后，“填鸭式”的教育方式使得大部分学生综合素质低下，缺乏创新能力、实践能力。
        2.加大科技人才重视程度。改革开放以来，我国加大了对科技型人才的培养力度，近几年，科技水平取得突飞猛进的增长，部分领域已进入国际先进水平，但平均水平距离欧美等发达国家仍有一定的差距。科技人才的发展离不开良好环境的支持，从美国举国打压华为可以看出重视科技发展、增加科研费用，健全科研体系，坚持发展科技力量是提升综合国力的重要体现。
        五、电气工程及自动化技术的未来展望
        现阶段，我国电气工程及自动化技术较先进发达国家仍有一点的差距，电气工程及自动化技术的智能化、高端化应用程度有待进一步提升。未来智能技术的逐步应用，使得人们对电气工程及自动化技术的发展提出了更高、更严的要求，依托于智能技术的广泛应用，实现科学的、系统的、自主的管理、运行，极大的解放生产力，降低成本，提高效率。
        结语
        电气工程及其自动化技术在现代工业中所发挥了重要作用，促进了经济发展和人们生活水平的提升，其未来发展前景十分广阔，需要我们不断探索实践，为我国现代化工业发展打下夯实基础。
        参考文献：
        [1]郭嘉.浅谈电气工程及其自动化的发展现状与展望[J].通讯世界，2018（11）：94-95.
        [2]王姝人.浅谈电气工程及其自动化的发展现状与展望[J].中国战略新兴产业，2018（44）：34.