談電氣工程及自動化節(jié)能設(shè)計

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關(guān)鍵詞：電氣工程；節(jié)能；設(shè)計

一、引言

隨著我國各行各業(yè)的發(fā)展，各類產(chǎn)業(yè)的用電需求越來越大。無論是生產(chǎn)還是生活，人們與電力的關(guān)系已變得密不可分。所以，電力在人類社會中正扮演者愈來愈重要的角色。但是據(jù)了解，電氣工程及其自動化無論是在過去的開發(fā)時期，還是現(xiàn)在的使用時期，都需要消耗大量能源，在電力的生產(chǎn)和傳輸過程中都存在著可避免的能量損耗。通過電氣工程及其自動化的知識與技術(shù)，提出節(jié)能設(shè)計的方案，使電力生產(chǎn)和傳輸?shù)酶庸?jié)能。

二、電氣工程及其自動化存在的問題

（一）自動化程度不夠高從電網(wǎng)調(diào)度來看，相比發(fā)達(dá)國家，我國的電網(wǎng)調(diào)節(jié)的自動化程度還不夠高。目前我國現(xiàn)有技術(shù)不能將電網(wǎng)的各環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起加以控制，只能實(shí)現(xiàn)對單個系統(tǒng)或設(shè)備的控制。因此需要人員來做協(xié)調(diào)控制，可能會造成人為誤差，使得需要調(diào)節(jié)的時候沒能做出正確的抉擇而導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。此外，電力儀表的作用也不容忽視。電力儀表是可以監(jiān)測、分析電能質(zhì)量和電力故障的重要儀器。如果想要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能，則離不開對電網(wǎng)中各代表性節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測，而現(xiàn)有的電力儀表多用來監(jiān)測、判斷電力故障并給出相應(yīng)的措施，所以需要進(jìn)一步發(fā)展電力儀表，以監(jiān)測更多的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

（二）部分線路傳輸損耗較高在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中存在著各種各樣的損耗，例如傳輸過程中的變壓器損耗，電力電纜損耗、無功損耗等。由于這些損耗是由電流通過導(dǎo)體，使導(dǎo)體發(fā)熱而產(chǎn)生的，因此此類損耗無法避免，但可以通過采取一定的手段使得在保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，將損耗降到最低，讓電能盡可能少的轉(zhuǎn)化成其他能量，從而達(dá)到節(jié)能。

（三）新能源的并網(wǎng)運(yùn)行不夠可靠目前我國新能源主要為風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電，相比火力發(fā)電、水力發(fā)電、核電，后者只要運(yùn)行得當(dāng)、保證其穩(wěn)定性即可實(shí)現(xiàn)其并網(wǎng)運(yùn)行。而風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電這類新能源對天氣的要求很高，貿(mào)然并網(wǎng)，如果用戶端用電需求突然升高，而當(dāng)?shù)貐s為陰天或無風(fēng)的天氣，如果不加大周圍火電廠的供電量，那么供電平衡將會破壞，甚至導(dǎo)致整個電網(wǎng)出現(xiàn)重大事故；反之，當(dāng)用戶端用電需求量突然降低，同樣如果不采取相應(yīng)措施，新能源發(fā)電廠發(fā)出的電能就會過剩，并以其他形式能量釋放，造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。而天氣的變化十分復(fù)雜，所以如果想要真正利用好新能源，以目前的科學(xué)技術(shù)來看是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

三、電氣工程及其自動化節(jié)能設(shè)計方向

（一）提升AVC系統(tǒng)性能在電網(wǎng)中，AVC系統(tǒng)指的是電網(wǎng)的自動電壓無功控制，其能夠保證電能質(zhì)量、輸電效率，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，使供電系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。因此，如果對該系統(tǒng)稍加改動，即可提升電網(wǎng)的節(jié)能運(yùn)行性能。而目前我國的AVC系統(tǒng)缺乏全局運(yùn)行的監(jiān)視、系統(tǒng)數(shù)據(jù)太多人工處理麻煩，使得工作效率低等問題。所以要想發(fā)展AVC系統(tǒng)則需要改進(jìn)系統(tǒng)的界面，使得數(shù)據(jù)更加直觀；提升AVC系統(tǒng)的分析功能，使其達(dá)到人工智能的水平，能在不斷的分析結(jié)果中不斷學(xué)習(xí)，從而達(dá)到精確的自我分析來幫助工作人員判斷。

（二）更換線路傳輸上文中已提到，線路中的傳輸損耗主要由導(dǎo)體發(fā)熱產(chǎn)生。而導(dǎo)體發(fā)熱的主要原因是由于電阻阻值偏大，導(dǎo)致流過的電能被轉(zhuǎn)化為了熱能，因此只要合理降低傳輸線路上導(dǎo)體的電阻即可降低損耗。降低導(dǎo)體的電阻，一般可以采用適當(dāng)增大導(dǎo)體截面積的方法。目前在我國的配電網(wǎng)中，部分線路還存在著導(dǎo)體截面小、線路老化、線損率較大的情況。此外，配電網(wǎng)中的變壓器也存在基本參數(shù)偏大的情況。所以，應(yīng)更換老化的設(shè)備與高能耗的線路和變壓器，還要加強(qiáng)建設(shè)出更加合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

（三）使新能源并網(wǎng)變得可靠要想讓家家戶戶安全地使用新能源，就必須先解決新能源并網(wǎng)的問題。要想實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行，就必須滿足四個基本條件：發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的頻率、相序、相位、電壓均相同。這些條件現(xiàn)可以滿足，但這仍然不夠。由于新能源受天氣影響，發(fā)電的質(zhì)量會受到影響，比如當(dāng)陽光照射強(qiáng)度發(fā)生變化時，發(fā)電過程中就會改變輸出功率、產(chǎn)生一定的諧波。由于這種不確定因素均與天氣相關(guān)，所以只要將天氣中的某些可測得的、有效的數(shù)字參數(shù)與發(fā)電出力聯(lián)系在一起，得到新能源發(fā)電規(guī)律的曲線，并反饋給電網(wǎng)調(diào)度員，即可實(shí)現(xiàn)新能源并網(wǎng)運(yùn)行。

四、結(jié)語

為實(shí)現(xiàn)電氣工程及其自動化的節(jié)能設(shè)計，本文從AVC系統(tǒng)、線路傳輸、新能源并網(wǎng)三個角度，分別提出了節(jié)能設(shè)計的建議與想法。本文僅在分析現(xiàn)狀后，提出了節(jié)能設(shè)計的思考方向。

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作者：王逸揚(yáng) 單位：湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院電氣信息系