摘要：电力系统及其自动化，在民用，军事，航天等领域的研究中使用的越来越多，在所有的相对技术含量较高的科研领域之中，都会应用 到和电力系统及其自动化的相关知识。对于国际上一些电气研究发达的国家以及以我国为主的拥有较强的科研能力的发展中国家都在致力于 发展整个领域的研究工作，在整个电力系统领域内，自动化，智能化是未来的主要方向。
关键词：电力系统；自动化；发展方向
引言：
自动化，智能化，以及高度的现代化是每一位电力系统的开发者以及实际的使用者所共同追求的，在电力系统及其自动化的研究工作之中， 针对系统自动化的研究占据着主导地位，在所有的科研经费中占据非常高的比例。整个系统的发展方向就在于不断地智能化和自动化，也就 是说，通过对整个电力系统的研究工作，形成一整套操作非常简便，快捷的系统，在整个系统的使用过程之中使使用者感觉到非常流畅的使 用体验。
一、电力系统的发展方向
（一）电力系统自动化技术的发展现状
按实际生产需要，电气设备可以细分为以下几个等级：
一般使用在小型加工车间的都是低频段的，比如电路板的熔焊，而中频主要在1-12kHz范围内，其使用率也是最多的，最后在大型企业中才 能看到高频和超音频段的设备，其频率起步都在25kHz以上。就我国情况而言，从上世纪六十年代就已经开始了对中频段电气设备的深入研 究，经过不懈地探索，已经取得了不小的科研成果，其中最主要的是我国自主研发的KGPS系列中频电气设备。而由于高频段额局限性，目前 国际上开发出的可以正常使用的设备器件只有两种，分别是电力MOSFET和电感应二极管，前者由发达国家利用开发出大功率的高频电源，而 后者是日本利用研制出3KW～200KW，20KHz～300KHz系列高频电源[1]。就国际形势，我国在高频段的研究还处于下游水平，虽然在上世纪九 十年代我国曾自主研发出基于SIT的高频设备，但是由于制造成本过于昂贵，所以并没有投入商业运行。
现在经过不断的摸索和探究，以中科院为主导，多家电力制造企业通力合作，已经成功研制出了基于电力二极管的高频电气设备，其功率最 大可以达到55kW。不光如此，我国还积极引进发达国家的科研成果，其中以我国沿海的大型钢铁制造企业为主，主要都是引进高频的设备。 在超音频电气系统及其自动化设备方面，发达国家在上个世纪的八九十年代就已经取得了突破性的成果，其中以欧洲的德国还有每美洲的美 国，当然还有亚洲的日本为主导，研制成功的电力设备正常工作下输出功率可以达到百万千瓦级。目前国内在借鉴和吸取了国外领先的科研 技术后，也开始进行自主研发，在相关研究所还有地方制造企业的相互合作下也成功制造出百万瓦级的超音频电力设备。
总而言之，虽然我国在加热设备的生产工艺还有科学技术上有了一定的提高，但是还无法满足实际生产的需求，特别是我国的大型制造企业 对于大功率的高频设备是迫切需要的。所以还需要更为深入的研究和开发。
（二）电力系统的技术发展与趋势
随着时代的需求不断增加，科学技术的不断进步，电子元器件的开发得到了突破性的提高，从而也推进了电力设备的进步，主要体现在以下 几方面：
①高频率
目前，市场上所使用的电力设备在设计生产中，根据其实际使用的频率范围不同，所使用的器件也不同。使用最多的1—25kHz频段主要基于 电力二极管开发，25kHz以上频段的大型电力设备则以场效应管和绝缘栅双极晶体管为主[2]。在设计电力设备供电电源的逆变回路时，所使 用的元件通常需要具有减小线路损耗的作用。而且，工程上应用的都是大型电力设备，特别是在25kHz以上频段的使用中，对回路元件、线 路规划、降低电磁干扰有着严格的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，未来发展必然走向高频化.
②大容量化
电力设备在大容量化的技术革新主要体现在两个方面：其一，使用单机作业时回路元件的连接方式，还有多台设备协同作业时的连接方式。 因为电力系统电源所使用的元件在生产过程中会存在一定的误差，使用的越多，系统的稳定性就会越低，从而阻碍了系统的工作效率。在单 机作业的基础上，开发多机协同作业无疑是扩容的解决方法，基于多个可以正常工作的单机，组合成一台容量高的设备。
③负载匹配
现如今，大型的制造企业对电力设备的电源的使用比较频繁，主要是因为它可以工作在具有特殊要求的环境，而且使用的领域非常多。所以 针对不同频段的要求会对电源有一定的调整，从而保证在实际使用时的可靠性。在一般的工业应用中，都使用变压器作为相应的负载，而对 于25kHz以上频段的电力设备而言，对于负载有着严格的要求，因此选择原料以及搭建线路结构非常关键。还有，对整体电路进行改进，改 变负载端的结构也可以降低生产成本，提升工作效率。
④智能化控制
在我国工业不断发展的前提下，生产智能化逐渐成为其中的技术核心，保证高频电力系统正常运行，同时提高人工智能的普及率，是未来技 术的必然走向。新型加热设备的开发走向必然是人工智能化操作，只需要提前设定参数，电脑就能自主运行，并且能够定时排查设备存在的 安全隐患。
二、电力系统驱动电路的设计
作为整个电力系统及其自动化研究工作中最为重要的研究课题之一，如果整个系统的驱动电路无法为整个系统提供足够的触发信号，或者无 法将应该输送到系统的脉冲信号快速的输送到指定的位置，都会对整个系统的实际应用造成影响，因为所有的电力系统都是应用在工业领域 等一些设备开发成本高，设备精度要求高的场合，所以如果整个驱动电路无法为系统提供足够的保障，就会导致整个设备的性能无法完全的 发挥出来。
驱动电路是整个系统中不可或缺的部分，当其接收到由系统发出的触发信号后，将该信号增强，触发IGBT运行。驱动电路核心的功能就是实 现IGBT的正常通断，所以在电路的设计时，主要是考虑所使用IGBT的开关特性来完成的，要在脉冲信号可以驱动IGBT的同时，保证器件的开 关频率。在实际的使用之前，还需要对IGBT进行相应的性能测试，主要是由于可控硅属于半导体器件，同一批的产品会在参数性能上存在差 异。
搭建围绕IGBT的驱动电路，以及其过电流保护电路时，在保证系统正常运行的前提下，还要尽量缩短开发的时间和研究成本。
就目前市面上使用频率最多的驱动电路，都会存在一些缺陷。综合之前系统对于驱动电路的几个要求，本次课题使用光电耦合驱动器件 HCPL-316J作为核心，来搭建驱动电路。该芯片是由AGILENT公司生产的复合型集成芯片，其内部带有故障自检反馈电路，可以实现对整个驱 动电路的保护。
三、结束语
电力系统及其自动化的研究工作，体现出一个国家的科研实力，以及对于相关领域的重视程度，由于电力系统可以最大限度的减少相关工业 应用中，操作者的工作量，所以在对相关的电力系统及其自动化的研究工作中，每个国家都非常的重视，对于该系统以及其附属领域的研究 都极为重视，所以可以不夸张的说，电力系统及其自动化会在未来主导整个社会的科研走向。
参考文献：
[1]陈凯亮，聂玉红. 电力系统及其自动化的发展方向分析[J]. 商品与质量，2017（6）.
[2]周磊. 电力系统及其自动化的发展方向研究分析[J]. 工程技术：文摘版：00373-00373.
[3]李佳宁. 探讨电力系统及其自动化发展方向[J]. 工程技术：文摘版：00175-00175.
[4]芮建涛，刘宁. 电力系统及其自动化的发展方向研究分析[J]. 北京电力高等专科学校学报：社会科学版，2012，29（1）：12-12.
论文作者:高俊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/13
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