電氣節能技術與電力新能源發展應用的研究

勝利油田檢測評價研究有限公司 劉心穎 李云飛 鄒 林 勝利油田技術檢測中心 崔 晉 岳 宇

電力應用需求的增加，不僅使得相關電力企業面臨電力供應的壓力，也帶來了一定的環境壓力。在我國的許多地區中，電力供應仍舊是以火力發電為主，燃料的應用會帶來環境壓力，用電需求增加，也意味著污染的增加。為此，需要從電力資源的使用以及電力來源兩個角度進行思考，選擇合理的方式，滿足用電需求，同時減少發電過程中產生的環境壓力。電氣節能技術是從電力資源使用的角度，實現電能的節約應用；新能源的發展，則是從電力來源的角度，增加清潔能源的供應。二者并行，在滿足電力供應需求的同時，也可減少環境壓力。

1 電氣節能技術與技術應用措施

在電氣節能技術的研究與應用中，重點在于電力能源損耗的減少以及電能應用效能的提升。為此，需關注電網的配置狀況、應用節能等問題。

1.1 電網配置的節能優化

在電力資源的供應中，發電區域與電力資源的用戶通常距離較遠，這就需要應用電網完成電力資源的傳輸與配送。電網的配置狀況，會影響到電力資源在運送中的損耗狀況。通過電網配置的節能優化，可以減少電力資源在運輸中的損耗。在電網的日常運行過程中，需時刻關注諧波狀況，采取必要的手段抑制諧波，進行適度的無功功率補償。在實現抑制諧波后，電網中母線短路的容量將會有所提升。目前，選擇在電網中應用有源濾波器，可以達成這一目的。另外，還要考慮到電網運營中存在的負荷，電機、變壓器等設備都會消耗一定的電力資源，設備狀況與消耗量有著直接的聯系。為此需要關注無功功率的補償問題，一般情況下需要優先選擇并聯電容器，這種裝置可以避免無功電流由于遠距離傳輸的因素產生損耗。節能優化設備的選擇，有助于電網配置整體的性能提升，在實現電力資源合理配置的同時，也可以提升電網的綜合運行效率[1]。

1.2 變壓器設計的節能優化

就實際的應用情況來看，變壓器在電力系統中占據著重要的作用，變壓器技術屬于一種關鍵性技術。電力網絡中，變壓器的存在與應用極為廣泛，因此這種設備會產生大量的電力損耗。根據損耗類型的差異，可以分為“鐵損”和“銅損”。“鐵損”的產生，與變壓器的磁場相關，變壓器鐵芯中會出現渦流，進而有發熱的現象，從而導致了電能的損耗。“銅損”的產生，則與變壓器繞組的阻抗有關。這兩種類型的損耗，與變壓器的基本結構與功能需求相關，屬于不可避免的損耗，損耗的產生時必然的，需要關注如何有效減少損耗。根據實際的情況來看，變壓器的損耗在電網的運行損耗中占約一成，因此損耗的降低能夠使得電網的整體運行狀況得到優化。為此，可以選擇材料優化等方式，實現損耗的降低。例如，采用非晶態磁性材料就能夠有效地降低“鐵損”[2]。

1.3 空調的節能優化

由于氣候變化、生活環境變化等因素，空調成為人們日常生活中的必備電器。空調所帶來的電能消耗極高，不同類型的空調設備以及空調安裝設計、空調的應用類型等因素，都會影響到空調的電力消耗狀況。首先需要重視空調設備的選擇，高能效的空調設備，能夠提升能源的應用率，同時達成的溫度調節效果相對較好。因此需要優先選擇高能效的空調設備。其次，在空調的設計與安裝中，空調的安裝位置以及建筑物的保溫能力等，對于空調的應用效果也會產生影響。因此在空調的節能優化中，需要對建筑物的情況進行考慮，建筑設計中可以優先選擇保溫效果較好的外墻與門窗設備，達成較好的內部空間封閉效果，減少熱氣或者冷氣的散失。另外，空調的應用類型對于節能狀況也會產生影響。普通的家用空調、商用空調、工業空調等具體的應用場所有所差異，對空調的要求也有所不同，需結合應用的場景，選擇最為適用的空調類型，實現空調設備的節能、高效應用。

1.4 照明的節能優化

在現代生活中，照明燈具的應用極為重要。照明設備在電能的消耗中占有較高的比例，實現照明的節能優化，可以減少整體的照明設備的能源消耗。首先，需要關注節能燈具的研發與應用，燈具生產與研發的相關企業、單位，需要根據節能的要求，進行新型燈具的研發，持續改變燈具的內部結構，實現照明工作中能源消耗量降低的目的。例如當前普遍使用的冷光燈，其照明的效果更佳，且符合節能的要求。其次，照明的節能優化也同樣與建筑物的內部狀況有所聯系，建筑的結構尤其是采光設計會影響到照明需求。因此在建筑物的設計中需考慮自然光的應用。另外，照明設備的具體應用場景與應用設計，同樣會影響到能源的消耗。需要結合應用的場景，選擇適當的設備，例如在間斷性應用場景下，可以選擇升空照明設備等滿足應用需求，并實現節能的要求。

1.5 輸電線路的節能優化

我國國土疆域面積廣闊，但是在資源的分布上卻呈現出極為不平衡的情況，因此在能源輸送以及分配過程中所遭遇到的難點與問題較多。以電力能源的分布為例，我國西部地區的發電系統較為集中，但是主要的電能消耗集中地帶則是在東部地區。同時，以同一城市地區來說，發電企業往往并不會建立在人口密集的城市中心地帶，而是會建立在郊區以及離市區較遠的地方，這樣一來就需要借助于輸電線來實現對電力的輸送，在輸送的過程中就不可避免會消耗電能，并且電能的消耗往往會隨著距離以及負載的增加而不斷增大。為了有效減少電力輸送過程中的電能損耗，就需要通過改進輸電線路的方式來實現其電阻值的降低。此外，為了實現輸電線路的節能優化，還可以通過對電網科學的規劃，縮短輸電距離的方式來達到降低損耗的目的。具體來說，可以根據當地經濟發展情況以及電力用戶的實際需求來實現對電網科學的配置，并在滿足用戶電力需求的基礎上，盡可能地使用橫截面較大的導線，縮短鋪設距離。

2 電力新能源發展狀況與能源應用

從當前我國能源戰略部署來看，電力新能源占據著十分重要的地位，除了具備戰略上的價值以外，在實際應用過程中也有著非常強的現實意義。但是從我國新能源發展現狀來看，目前仍然處于初步發展階段，在配套制度以及技術應用方面依然還有著非常大的提升空間，并且在實際應用與開發過程中，還存在著部分問題亟待解決。

具體來說，在風力發電基地的建設方面依然需要不斷完善，在電力能源的運輸方面其距離也比較短，使得能源地域性差異的情況依然存在。同時，在對太陽能的利用方面也還有著很大的發展空間，并且社會上對于太陽能等清潔能源的理解也有待提高，還需要贏取足夠的社會支持。即便如此，新能源依然是我國未來能源發展的新方向，除了能夠有效解決當前的能源問題以外，電力新能源的建設與發展對于我國生態環境的保護也有著非常重要的意義，因此從這兩方面來看，都應當得到全社會的關注與重視。

在對電力新能源進行開發利用的過程中，需要綜合考量其社會效益與生態環境效益，做到兩者之間的相互協調。同時還應當加強這一方面人才的培養，增加相關的研究投入，這樣才能為我國電力新能源的建設提供必要的人才支持與技術支持，才能促進我國電力行業的可持續發展。

電力新能源的發展中，各類清潔能源的發展速度快，主要包括風能、太陽能、地熱能以及核能。技術手段以及地理區域的因素，對于新能源的發展與應用狀況將會產生影響。因此，需要綜合考慮新能源的發展狀況。

2.1 風能

風能發電主要集中于風能資源較為豐富的地區，這些地區中往往人煙稀少。因此，發電區域與用電區域存在著較遠的距離，電力資源的運輸存在一定的難度，長距離運輸需突破技術的限制，同時也要考慮到發電穩定性與運輸損耗的問題。風力發電設備的價格較高，在我國許多風力資源豐富的區域中，風能的狀況與季節的因素有關，這就意味著風能發電有著投資成本高，且穩定性不足的問題。在應用風能資源的同時，也要選擇其他的補充電能。

為提升風能發電的綜合效率，增加風能的應用，需要對兩方面的問題有所關注。首先，風能發電設備以及技術的研究與更新要繼續進行，可選擇新材料進行應用試驗，降低風能發電設備的造價，從而降低風能發電的初始投資成本。其次，需要重視風能資源的勘察。風能資源的分布區域中人煙稀少，且地域廣闊，可以采取人力勘察與其他技術手段綜合的方式，實現廣泛區域的風力資源勘查，綜合各地區的電力資源應用需求，選擇合適區域安裝發電設備。

2.2 太陽能

太陽能又稱之為光能，太陽能發電適合于我國的許多地區，在人們的日常生活中采用部分設備可利用太陽能發電，這在一定程度上減少了電力能源的應用壓力。

然而，太陽能發電與風能發電的情況較為相似，同樣需要面對兩個問題，包括太陽能發電設備的投資成本高，同時發電狀況也存在不穩定的情況。太陽能會受到季節氣候因素以及天氣因素的影響，同樣需要其他的電力資源供應方式作為補充。為此，需要進行太陽能發電核心技術的研究，技術的掌握可以降低太陽能發電的投資成本，使得更多區域的太陽能能源得到應用。與此同時，還要關注各類太陽能電器的開發，關注能量儲蓄問題，促進太陽能設備的更新換代。

2.3 地熱能

地熱能的分布區域有限，在我國僅有部分地區分布著豐富的地熱能資源。例如，云南騰沖地區，西南地區的地熱資源較為豐富。目前，我國的地熱資源開發以云南地區與西藏地區為主，資源的集中分布有利于資源的開發與應用。

為提升地熱能的應用，需要加速進行能源的勘探，同時還要關注地熱發電技術的研究。從發電的原理上來看，地熱發電與火力發電有著一定的相似性，把地下熱能轉換為機械能，然后再把機械能轉換為電能的生產過程。根據地熱能的賦存形式，地熱能可分為蒸汽型、熱水型、干熱巖型、地壓型和巖漿型等五類。從地熱能的開發和能量轉換的角度來說，上述五類地熱資源都可以用來發電，利用較多地是蒸汽型及熱水型兩類資源。需要就其他類似的地熱資源應用進行技術研究。

相對其他的新能源，地熱能源有著明顯的應用優勢。首先，地熱能的供應具有穩定性，應用這種能源進行發電可以保證產量的穩定，從而適應于人們的生活需求。其次，地熱能的開發仍舊較為有限，有著廣泛的開發前景，且面臨的技術困難有限。另外，地熱能發電中需要的資金成本相對較低。

2.4 核能

核能是一種重要的清潔能源，然而核能發電中對技術的要求較高，需要大量的技術力量，同時也需要較高的投資成本。另外，核能發電的安全性，受到廣泛的社會關注。因此，技術因素、資金因素以及觀念因素等，都影響著核能發電的發展。這種發電方式與火力發電相似，在發電的過程中，需要以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐。核電機組是核能發電中的基本發電單元。我國的核能發電總量近年來不斷增長，核能發電是實現能源結構調整的重要手段。

3 結語

電氣節能技術的應用以及電力新能源的開發，可以分別從電力資源使用與電力資源供應兩個環節，優化電力資源的應用狀況。為此，需要重視相關的技術研究，關注新能源的發展狀況，拓展新能源的應用空間。從電力資源的運輸使用過程來看，各類設備的優化與更新，能夠提升資源的應用率，實現應用的優化；從發電角度來看，新能源的應用有助于能源結構的調整，減少能源供應的壓力以及相應的環境壓力。