劉振中

國網(wǎng)黑龍江省寶泉嶺電業(yè)局 黑龍江 鶴崗 154211

引言

在電氣領(lǐng)域中，電氣自動化屬于一種新型的技術(shù)，這是科技發(fā)展的重要成果之一?，F(xiàn)階段，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍極其廣泛，在電氣自動化工程中，運用節(jié)能設(shè)計技術(shù)，有利于減少資源的浪費，提高資源的利用率，提高工作效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，為企業(yè)創(chuàng)造良好的效益。當(dāng)前，我國在經(jīng)濟建設(shè)的過程中，非常重視節(jié)能減排。因此應(yīng)該重點研究節(jié)能技術(shù)，促進不同行業(yè)的節(jié)能工作。

1 電氣工程及其自動化技術(shù)

在近些年的發(fā)展過程中，電氣工程及其自動化技術(shù)，是逐漸興起的一種信息化技術(shù)工藝，在應(yīng)用的過程中，主要包含現(xiàn)代化技術(shù)結(jié)構(gòu)中的信息技術(shù)，以及計算機技術(shù)體系，可為電力領(lǐng)域創(chuàng)造良好的應(yīng)用基礎(chǔ)，在現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)當(dāng)中，有著較強的可應(yīng)用性[1]。同時，在電力企業(yè)以及機械企業(yè)的發(fā)展中，這樣的技術(shù)在長期的應(yīng)用過程中也在不斷地擴大。在當(dāng)下電力事業(yè)的發(fā)展過程中，只有充分地保障電力系統(tǒng)自動化發(fā)展及應(yīng)用，才能充分地滿足人們對于電力能源供給的需求。并且，這也是讓電力系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。在未來的發(fā)展中，還需要讓電氣工程及其自動化技術(shù)得到有效的應(yīng)用。

2 電氣工程中自動化技術(shù)的特點

自動化技術(shù)是一項涉及多個領(lǐng)域的綜合性技術(shù)，以計算機系統(tǒng)為載體，通過各種傳感器，將控制指令傳送到系統(tǒng)終端，從而實現(xiàn)自動運行、自動控制，對軟件和硬件都有較高的要求，在電力工程中有著許多應(yīng)用特點[2]。①電氣工程自動化技術(shù)不需要建立專門的控制模塊，通過終端平臺直接進行控制，控制器的演算步驟和演算量大幅度減少，可以提高電氣系統(tǒng)運行的流暢性。②對電力系統(tǒng)和設(shè)備的控制更加精準(zhǔn)、快捷，電氣自動化技術(shù)可以通過先進的信息技術(shù)，對電氣工程運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行篩選和整理，使數(shù)據(jù)信息更加準(zhǔn)確，并能結(jié)合檢測系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的運行情況進行實時檢查，能及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)及設(shè)備運行過程中的異常，并反饋給監(jiān)控中心，發(fā)出警報，使電力部門能盡快應(yīng)對，從而最大限度地保障電力系統(tǒng)的安全性。③電氣工程中的自動化技術(shù)還具有同步性的特點，可以根據(jù)電力系統(tǒng)中信息的反饋，對電力系統(tǒng)進行自動調(diào)控，使不同的電力調(diào)度技術(shù)能在各種電力需求上發(fā)揮作用；并且能將各種儲能介質(zhì)有效結(jié)合起來進行智能化控制，完成電力能源的合理分配，減少電力系統(tǒng)運行過程中的電力損耗。

3 電氣自動化節(jié)能設(shè)計原則

3.1 優(yōu)化供電和配電系統(tǒng)設(shè)計

電氣自動化設(shè)備在使用過程中會消耗大量電能，這將導(dǎo)致電力短缺并增加生產(chǎn)成本。要保證電氣自動化工程的正常運行，需要給予其足夠的動力支持，所以對供電和配電的要求就是盡可能進行優(yōu)化以降低電能的損耗。要積極引進先進的節(jié)能技術(shù)，以確保電氣自動化項目的節(jié)能效果最大化同時保證生產(chǎn)效益技術(shù)遙遙領(lǐng)先。在當(dāng)前經(jīng)濟不斷發(fā)展且城市化進程不斷擴大的現(xiàn)實條件下，需要充分考慮供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備、用電需求以及社會用電需求的不斷提升，優(yōu)化設(shè)計供電和配電，實現(xiàn)電能的合理利用，以最小的能源消耗創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.2 保證基本安全

在基于節(jié)能技術(shù)的電氣自動化工程設(shè)計中，工作人員必須嚴(yán)格遵循安全第一的原則，認識到安全施工的重要性，特別是要科學(xué)地處理設(shè)計計劃的內(nèi)容，以便在執(zhí)行設(shè)計計劃時提高工作的安全性。另外，工作人員還必須提高工程使用時的安全標(biāo)準(zhǔn)，以確保工程設(shè)計與建設(shè)中更安全，具體工作運營狀態(tài)下更加穩(wěn)定和可靠。另外，鑒于電氣自動化工程所涉及的各種技術(shù)仍然在進步的過程中，所以為了保證安全，工作人員需要對所有已有及新進設(shè)備的運行特性保持深入的了解，并根據(jù)電氣自動化工程的建設(shè)要求對設(shè)備進行改進和優(yōu)化。這樣才能使得設(shè)備不僅可以滿足項目的施工要求，而且可以提高運行的安全性。

3.3 設(shè)計合理的負荷系數(shù)

在電氣設(shè)備生產(chǎn)設(shè)計過程中，其運行的負載系數(shù)是不可馬虎的，只有合理設(shè)計負荷系數(shù)，電氣設(shè)備的運行負荷率和用電效率才能顯著提高。但是，電氣設(shè)備的設(shè)計需要滿足安全性的先決條件，尤其是在設(shè)計某些特殊的電力和電氣設(shè)備的負載系數(shù)時，電氣設(shè)備需要根據(jù)電氣設(shè)備的具體運行條件進行調(diào)整，以確保電氣設(shè)備不會發(fā)生安全事故。因此，在設(shè)計電氣工程時，必須設(shè)計合理的負載系數(shù)，以便在確保安全的同時還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。

4 節(jié)能設(shè)計技術(shù)在電氣自動化工程中的應(yīng)用

4.1 消耗技術(shù)

近年來，各個領(lǐng)域都在廣泛地應(yīng)用節(jié)能技術(shù)。節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，不僅符合當(dāng)前我國節(jié)能減排的理念，還能夠從根本上推動電氣自動化技術(shù)的運用，從而實現(xiàn)資源的節(jié)約，在最大限度上確保資源的合理配置，防止出現(xiàn)浪費資源的情況。在運用節(jié)能設(shè)計技術(shù)的過程中，還需要對技術(shù)方式進行分類。消耗技術(shù)的應(yīng)用效果比較明顯，特別是在降低電能傳輸方面[3]。導(dǎo)線的作用是保證電能的傳輸，在運用不同種類的材料時，由于材料本身存在電阻，其產(chǎn)生的電阻會存在很大的差異性。在應(yīng)用電阻時，應(yīng)該考慮到具體情況，將電能直接轉(zhuǎn)化成熱能。因此，在電能傳輸?shù)恼麄€過程中，假如電阻率較低，就能夠保證節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)，這樣消耗的有功功率也會減少。但需要關(guān)注一個問題，盡管存在各種因素，但是電流始終不會受到影響。在實踐過程中，相關(guān)人員應(yīng)該充分考慮實際情況，合理地控制導(dǎo)線中的電阻，并且盡量地降低到最小的狀態(tài)，這樣可以從根本上降低有功功率。另外，導(dǎo)線的長度，導(dǎo)線的電導(dǎo)以及電阻之間始終存在一種反比的關(guān)系。然而，導(dǎo)線的長度與電導(dǎo)與截面積之間是正比關(guān)系。

4.2 優(yōu)化節(jié)能設(shè)計方案

在對電氣工程進行相關(guān)節(jié)能設(shè)計的過程中，涉及的方面較為寬泛，而且整個操作的過程十分復(fù)雜，這就要求相關(guān)的電氣設(shè)計人員要擁有非常豐富的設(shè)計經(jīng)驗以及專業(yè)能力，才能夠?qū)﹄姎夤?jié)能方面的相關(guān)內(nèi)容進行十足的掌握，按照國家規(guī)定的規(guī)范和原則進行科學(xué)合理的設(shè)計。這使得電氣工程最終呈現(xiàn)出來的效果符合國家標(biāo)準(zhǔn)，而且在性能以及外觀上都得到一定程度上的保障。在我國以前的傳統(tǒng)設(shè)計中，主要是依靠人工來實現(xiàn)電氣工程的整體設(shè)計，所以在進行設(shè)計的過程中需要大量的成本，進行人力的投入，而且人工操作難免會產(chǎn)生誤差，不同設(shè)計人員之間也難以實現(xiàn)完美配合。所以，在設(shè)計過程中經(jīng)常會出現(xiàn)問題。但是，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計人員已經(jīng)能夠成功地采用CAD技術(shù)，對相關(guān)的設(shè)計進行科學(xué)優(yōu)化和統(tǒng)籌，在一定程度上縮短設(shè)計周期，而且也能夠為設(shè)計質(zhì)量提供保障[4]。在進行設(shè)計的過程中，遺傳算法是較常用的，這種算法在先進性、實用性以及高效性上都有較為優(yōu)異的表現(xiàn)。

4.3 合理地選擇光源

選擇合適的光源有利于減少能源的消耗，還有利于減少經(jīng)濟方面的損失。那么在照明工程的設(shè)計方面，應(yīng)該盡量選擇高效能的光源。與普通的照明燈相比，高效能光源具有更高的發(fā)光效率，在節(jié)約方面具有絕對的優(yōu)勢。建筑環(huán)境的亮度會在一定程度上影響人們的視覺舒適感。明亮的光線會給人帶來寬廣的感覺，暗淡的光線則會令人感覺到空間上的狹窄。那么，應(yīng)該盡量選擇和自然環(huán)境更加貼近的亮度分布。一些工廠或者住宅使用的吸頂燈，也應(yīng)該選擇節(jié)能效果更加明顯的。低功率的燈具不僅有利于節(jié)約電能，還有利于適應(yīng)人們的生活或者工業(yè)生產(chǎn)的需要。

4.4 實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計控制

電氣行業(yè)會隨著時代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生新的突破，所以，實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計控制也是電氣行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前，在我國的一些電氣工程中，已經(jīng)實現(xiàn)了部分節(jié)能設(shè)計化[5]。但是，由于一些地區(qū)經(jīng)濟落后，所以在電氣工程節(jié)能設(shè)計上，沒有進行較多的投入，整體的節(jié)能設(shè)計化發(fā)展受到了一定程度的制約，未能實現(xiàn)全部節(jié)能設(shè)計化。不過，由于我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展十分迅速，相信不久后，節(jié)能設(shè)計化的范圍就會被不斷擴大，而且節(jié)能設(shè)計化的應(yīng)用也會不斷地被普及。

5 電氣自動化技術(shù)的未來前景

5.1 完善自動化應(yīng)用系統(tǒng)

為順應(yīng)時代發(fā)展和社會進步的大潮流，進一步推動工業(yè)的發(fā)展和進步，拓寬電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，提升其利用率，電氣自動化應(yīng)做好系統(tǒng)的逐步完善，充分利用更加高端的技術(shù)，緊跟計算機技術(shù)的發(fā)展和革新進程，最大化地壓縮資金成本，減少資源浪費和人力消耗，為電力產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及安全性保駕護航。

5.2 實現(xiàn)新能源并網(wǎng)

隨著新能源的普及，其在電氣自動化工程中的供電所占比例也越來越高。為了保證用電的安全性和穩(wěn)定性，如何將新能源連接到電網(wǎng)成了當(dāng)前的首要任務(wù)。諸如太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電這樣的新能源發(fā)電方式，其工作模式高度依賴于天氣，發(fā)電質(zhì)量也與天氣狀況直接相關(guān)[6]。例如，一旦用戶端的電力需求急劇增加，但是當(dāng)?shù)氐奶鞖鈼l件不能支持如此大的電力消耗，這就必然要增加周圍火力發(fā)電廠的電力供應(yīng)，這將破壞電力供應(yīng)的平衡，甚至將導(dǎo)致整個電網(wǎng)發(fā)生重大事故。當(dāng)電力需求突然下降時，情況也是如此，如果不采取相應(yīng)措施，新能源產(chǎn)生的電能將過剩并以其他形式釋放，從而造成嚴(yán)重浪費。由于這些不確定性都與天氣有關(guān)，因此只要將天氣中一些可測量且有效的數(shù)字參數(shù)與發(fā)電輸出相關(guān)聯(lián)，就可以獲取新能源發(fā)電規(guī)律的曲線并將其反饋給電網(wǎng)調(diào)度員，從而實現(xiàn)新能源的并網(wǎng)運行。

5.3 緊密結(jié)合數(shù)字化技術(shù)

電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展主要依賴于計算機的數(shù)字化技術(shù)服務(wù)，在未來的發(fā)展中仍需憑借更加先進的數(shù)字化技術(shù)來逐步完善，實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)、信息更加精準(zhǔn)、高效的整合，確保電氣工程系統(tǒng)遠程操作的準(zhǔn)確性，縮短工作耗時，提高工作效率。

6 結(jié)束語

在我國，社會生產(chǎn)和人們生活對電力的需求量日漸增大，電力發(fā)展的任務(wù)還十分艱巨。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用水平，也在一定程度上代表了中國科技的發(fā)展水平。電氣自動化的節(jié)能技術(shù)仍處于探索階段，因此必須從節(jié)能原則出發(fā)，降低能耗和環(huán)境污染，合理應(yīng)用節(jié)能設(shè)計作為電力自動化工程的核心，幫助提高電能利用效率。