電氣工程在我國綠色發展和生態環保工作的中的作用

楊帆

摘 要：本文首先簡單介紹了電氣工程的概念及其研究領域，包括電力電子，電力自動化，電工新技術等四個方面。然后對新能源技術展開介紹，論述其在生態保護中的作用，最后闡述了關于電氣工程在改善環境質量方面的思考。

關鍵詞：電氣工程;新能源技術;綠色革命

1 電氣工程主要研究內容

傳統電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和，但今天的電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為，是現代科技領域中的核心學科之一，可以說：“凡是用電的地方都能用到電氣工程”，下面介紹一些電氣工程的研究內容：

1.1 電力電子與電力傳動

電力電子與電力傳動集電力、電子與控制于一體，是電氣工程領域的核心。其主要從事有關電力電子與電力傳動系統的理論、分析、控制的研究與開發，例如，研究新型電力電子器件、電能的變換與控制、電力電子電源、電力傳動及其自動化等理論和應用技術。涉及到交直流傳動系統的新結構、新電路及新型控制策略;交流電機模型在線辨識及故障診斷的新方法;電力電子設備及其系統在線監測、故障診斷;電力電子與電力傳動中的控制理論及應用;無功補償技術;現代電源技術等方面。其應用幾乎遍及了所有的行業領域，包括一般工業、交通運輸、電力系統、家用電器等，此外電力電子技術的節能效果十分顯著，對節省電能有重要意義。

1.2 電機電器及其控制

在現代工業化社會中，各種自然能源一般不能直接拖動生產機械，就需要用到電機，它是工業、農業、交通運輸、國防工程、醫療設備及日常生活中常用的設備，而電器是指對電路進行接通、分斷、參數變換實現控制的電工裝置。

1.3 電力系統自動化

電力系統指的是發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組成的電能生產、輸送、分配、使用的統一整體，也可以描述為是由電源、電力網以及用戶組成的整體。由于一個電力系統所包含的廠、站以及線路數量很大，屬于復雜控制系統，所以電力系統自動化技術成為現代社會電氣工程的研究重點之一。例如，發電廠中的計算機控制系統、微機繼電保護技術、電網調度自動化技術等等，電力系統自動化是電氣工程發展的熱點，不僅使電力系統運行的更加高效，獲得較好的經濟利益，更重要的是提高的生產的安全性和可靠性。

1.4 電氣工程新技術

電氣工程發展至今，出現許多電工新技術，例如：可用于勘測的高功率脈沖技術、超導電工技術、用于預防，診斷，治療，康復等方面的高精度醫療器械、造福人類的可再生能源發電技術，可用于環保的等離子體技術，與電子信息技術緊密結合的電氣自動化技術，人工智能、網絡技術等等，這些科學技術發展中的“邊緣生長”和“交叉滲透”等大趨勢和高技術的發展，使電氣工程又呈現出興旺的態勢。

總的來說，電氣工程是與電能生產和應用相關的技術，電力工業是國民經濟中重要的基礎產業之一，同時也是工程教育體系中的一個學科。近年來與生命科學，、物理學、化學等領域相互滲透，是形成尖端技術和新技術分支的促進因素，在國防力量和工農業的發展和人民生活水平的提高過程中，電氣工程的進步具有廣泛的影響和巨大的作用。

2 電氣工程新能源技術

化石能源的枯竭、氣候變化、環境污染等問題是21世紀全人類面臨的共同挑戰，而中國正處于工業化、城鎮化加速發展的高經濟增長時期，能源和環境問題日益突出，近年來，國家大力發展綠色經濟、以清潔生產、環保技術，關系到未來環境和人類生活的一些重要戰略性新興產業正在興起。對于電氣工程來說，電能首當其沖，當今社會人類已經離不開電，以往發電主要靠火力發電，使火電廠成為環境的一大殺手，以環境作為代價來發電在現在看來顯然不是長遠之計而且十分不明智，為了促進能源革命和生態保護，新能源技術逐漸發展起來。下面介紹幾類新能源技術：

① 太陽能技術之光伏發電技術

隨著傳統能源的耗竭，太陽能已經成為世界各國的戰略性新興產業，光伏發電過程簡單，沒有機械轉動部件，不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內的任何物質，無噪聲、無污染，對保護生態起著十分重要的作用。

光伏發電是利用太陽能電池的光生伏打效應直接把太陽的輻射能直接轉變成電能的一種技術，太陽能電池就是由薄狀的半導體PN結組成，經太陽光照射就會產生電流。光伏發電系統分為離網型與并網性，顧名思義，并網型可以并入國家電網進行供電，將來光伏發電將成為重要的發電方式，將進一步減小能耗與對環境的污染。

② 風能技術之風力發電

除了太陽能技術之外，風電技術也是一種高度清潔的能源技術，風能資源不僅是可再生資源，而且在風能電能轉換過程中基本不消耗化石能源，因而不會對環境構成威脅，風力發電促進了節能減排，減少了大氣污染。風力發電系統主要由風輪，傳動系統，制動系統，發電機，控制系統等部分構成，通過風力推動葉輪有效的將風能轉化成電能。

近年來，風力發電技術不斷發展，成本不斷降低，效率越來越高，在不久的將來其應用必將十分廣泛，到時候可以更大程度減少化石能源消耗，對保護生態環境起著至關重要的作用。

此外，還有智能微電網技術，生物智能利用技術，海洋能水力發電技術，核能等許多新能源技術，通過電氣工程發展的不斷成熟，向高尖端科技領域不斷深入，可以將綠色環保的能源應用于發電生產，促進了能源革命，使我們看到了綠色生態環境的希望。

3 電氣工程新技術對生態保護的思考

當前，人類正面臨著有史以來最為嚴重的環境危機，空氣污染，臭氧層破壞，酸與危害等，嚴重威脅著經濟發展甚至人類生存。國家規劃建議中強調，要堅持綠色發展，著力改善生態環境，促進人與自然和諧相處，對于電氣工程領域來說可謂任務巨大，需要推進能源革命，能源技術創新，煤炭等化石能源高效清潔的利用，加快發展可再生能源的利用，推動科技創新，全面節約和高效利用資源，實施循環發展計劃。

雖然新能源技術在現代社會炙手可熱，但是由于其不同的缺點例如成本過高，效率太低，安全性的因素導致并沒有大面積使用。要促進低碳循環，綠色環保，主要應該從以下三個方面進行。

首先，減少能源浪費，促進可再生能源的利用與開發，利用新能源技術，豐富發展太陽能，風能等清潔能源，減少煤炭等化石能源的使用，才能做到可持續發展，這是新世紀發展的主題，也是每個人必須考慮的問題。

其次，需要減少污染物的排放，對于當代的火力發電廠這是一個十分緊迫的要求，由于其排放的硫化物和氮化物是大氣污染的主要來源，所以對這方面的處理要加大力度，不能因為考慮經濟效益就不計后果。隨著電氣工程不斷發展，其中等離子體技術成為處理尾氣最有效最有發展前景的新技術，不僅可以解決尾氣中的有害物質，還可以殺菌消毒，所以科技不斷發展，需要將其有效利用才能保證人與自然的和諧。

此外，能源必須得高效利用，電力在從電源到用戶使用的過程中有大約1/3的損耗，而我國現在的電力損耗水平是世界平均水平的3倍，所以從傳輸上來說需要大的改進，除了技術上的問題外，由于當今電廠均設于無人或偏遠地區，若加大太陽能風能的利用，設想距用戶不遠處設立光伏發電站，風力發電機等不影響生活的站點，將大廠劃分為各個小發電站，對用戶來說也許更加方便，檢查與維修范圍也大大縮小。在大企業中，設備用電功率問題也是十分重要，這需依靠科技不斷發展創新，技術不斷進步，將設備的功率降低的同時還要提高效率。

4 結語

電氣工程聯系生活的方方面面，人類生活水平的提高離不開其發展，隨著電氣工程不斷前進，其中不斷涌現的技術問題以及環境污染問題還需要不斷研究，不斷進步，在綠色發展主題下的研究對于人類才是有意義的，才是值得深思的。

參考文獻

[1]賈文超，電氣工程導論，2016.

[2]王丹丹，談電氣工程技術的發展，科學導報，2017（6）.