基于節能技術理念的電氣自動化工程

劉振中

國網黑龍江省寶泉嶺電業局 黑龍江 鶴崗 154211

引言

在電氣領域中，電氣自動化屬于一種新型的技術，這是科技發展的重要成果之一?，F階段，電氣自動化技術的應用范圍極其廣泛，在電氣自動化工程中，運用節能設計技術，有利于減少資源的浪費，提高資源的利用率，提高工作效率，節約生產成本，從而實現節能減排的目標，為企業創造良好的效益。當前，我國在經濟建設的過程中，非常重視節能減排。因此應該重點研究節能技術，促進不同行業的節能工作。

1 電氣工程及其自動化技術

在近些年的發展過程中，電氣工程及其自動化技術，是逐漸興起的一種信息化技術工藝，在應用的過程中，主要包含現代化技術結構中的信息技術，以及計算機技術體系，可為電力領域創造良好的應用基礎，在現階段的電力系統當中，有著較強的可應用性[1]。同時，在電力企業以及機械企業的發展中，這樣的技術在長期的應用過程中也在不斷地擴大。在當下電力事業的發展過程中，只有充分地保障電力系統自動化發展及應用，才能充分地滿足人們對于電力能源供給的需求。并且，這也是讓電力系統可以安全穩定運行的關鍵所在。在未來的發展中，還需要讓電氣工程及其自動化技術得到有效的應用。

2 電氣工程中自動化技術的特點

自動化技術是一項涉及多個領域的綜合性技術，以計算機系統為載體，通過各種傳感器，將控制指令傳送到系統終端，從而實現自動運行、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用特點[2]。①電氣工程自動化技術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，可以提高電氣系統運行的流暢性。②對電力系統和設備的控制更加精準、快捷，電氣自動化技術可以通過先進的信息技術，對電氣工程運行中產生的數據信息進行篩選和整理，使數據信息更加準確，并能結合檢測系統對電力系統的運行情況進行實時檢查，能及時發現電力系統及設備運行過程中的異常，并反饋給監控中心，發出警報，使電力部門能盡快應對，從而最大限度地保障電力系統的安全性。③電氣工程中的自動化技術還具有同步性的特點，可以根據電力系統中信息的反饋，對電力系統進行自動調控，使不同的電力調度技術能在各種電力需求上發揮作用；并且能將各種儲能介質有效結合起來進行智能化控制，完成電力能源的合理分配，減少電力系統運行過程中的電力損耗。

3 電氣自動化節能設計原則

3.1 優化供電和配電系統設計

電氣自動化設備在使用過程中會消耗大量電能，這將導致電力短缺并增加生產成本。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化以降低電能的損耗。要積極引進先進的節能技術，以確保電氣自動化項目的節能效果最大化同時保證生產效益技術遙遙領先。在當前經濟不斷發展且城市化進程不斷擴大的現實條件下，需要充分考慮供配電系統的電氣設備、用電需求以及社會用電需求的不斷提升，優化設計供電和配電，實現電能的合理利用，以最小的能源消耗創造更大的經濟效益和社會效益。

3.2 保證基本安全

在基于節能技術的電氣自動化工程設計中，工作人員必須嚴格遵循安全第一的原則，認識到安全施工的重要性，特別是要科學地處理設計計劃的內容，以便在執行設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準，以確保工程設計與建設中更安全，具體工作運營狀態下更加穩定和可靠。另外，鑒于電氣自動化工程所涉及的各種技術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備的運行特性保持深入的了解，并根據電氣自動化工程的建設要求對設備進行改進和優化。這樣才能使得設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 設計合理的負荷系數

在電氣設備生產設計過程中，其運行的負載系數是不可馬虎的，只有合理設計負荷系數，電氣設備的運行負荷率和用電效率才能顯著提高。但是，電氣設備的設計需要滿足安全性的先決條件，尤其是在設計某些特殊的電力和電氣設備的負載系數時，電氣設備需要根據電氣設備的具體運行條件進行調整，以確保電氣設備不會發生安全事故。因此，在設計電氣工程時，必須設計合理的負載系數，以便在確保安全的同時還能夠實現節能的目的。

4 節能設計技術在電氣自動化工程中的應用

4.1 消耗技術

近年來，各個領域都在廣泛地應用節能技術。節能技術的應用，不僅符合當前我國節能減排的理念，還能夠從根本上推動電氣自動化技術的運用，從而實現資源的節約，在最大限度上確保資源的合理配置，防止出現浪費資源的情況。在運用節能設計技術的過程中，還需要對技術方式進行分類。消耗技術的應用效果比較明顯，特別是在降低電能傳輸方面[3]。導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，其產生的電阻會存在很大的差異性。在應用電阻時，應該考慮到具體情況，將電能直接轉化成熱能。因此，在電能傳輸的整個過程中，假如電阻率較低，就能夠保證節能目標的實現，這樣消耗的有功功率也會減少。但需要關注一個問題，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，相關人員應該充分考慮實際情況，合理地控制導線中的電阻，并且盡量地降低到最小的狀態，這樣可以從根本上降低有功功率。另外，導線的長度，導線的電導以及電阻之間始終存在一種反比的關系。然而，導線的長度與電導與截面積之間是正比關系。

4.2 優化節能設計方案

在對電氣工程進行相關節能設計的過程中，涉及的方面較為寬泛，而且整個操作的過程十分復雜，這就要求相關的電氣設計人員要擁有非常豐富的設計經驗以及專業能力，才能夠對電氣節能方面的相關內容進行十足的掌握，按照國家規定的規范和原則進行科學合理的設計。這使得電氣工程最終呈現出來的效果符合國家標準，而且在性能以及外觀上都得到一定程度上的保障。在我國以前的傳統設計中，主要是依靠人工來實現電氣工程的整體設計，所以在進行設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生誤差，不同設計人員之間也難以實現完美配合。所以，在設計過程中經常會出現問題。但是，隨著信息化技術的不斷發展，設計人員已經能夠成功地采用CAD技術，對相關的設計進行科學優化和統籌，在一定程度上縮短設計周期，而且也能夠為設計質量提供保障[4]。在進行設計的過程中，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異的表現。

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，還有利于減少經濟方面的損失。那么在照明工程的設計方面，應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光效率，在節約方面具有絕對的優勢。建筑環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，應該盡量選擇和自然環境更加貼近的亮度分布。一些工廠或者住宅使用的吸頂燈，也應該選擇節能效果更加明顯的。低功率的燈具不僅有利于節約電能，還有利于適應人們的生活或者工業生產的需要。

4.4 實現節能設計控制

電氣行業會隨著時代科學技術的發展而產生新的突破，所以，實現節能設計控制也是電氣行業發展的必然趨勢。目前，在我國的一些電氣工程中，已經實現了部分節能設計化[5]。但是，由于一些地區經濟落后，所以在電氣工程節能設計上，沒有進行較多的投入，整體的節能設計化發展受到了一定程度的制約，未能實現全部節能設計化。不過，由于我國科學技術發展十分迅速，相信不久后，節能設計化的范圍就會被不斷擴大，而且節能設計化的應用也會不斷地被普及。

5 電氣自動化技術的未來前景

5.1 完善自動化應用系統

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

5.2 實現新能源并網

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定性，如何將新能源連接到電網成了當前的首要任務。諸如太陽能發電和風力發電這樣的新能源發電方式，其工作模式高度依賴于天氣，發電質量也與天氣狀況直接相關[6]。例如，一旦用戶端的電力需求急劇增加，但是當地的天氣條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電廠的電力供應，這將破壞電力供應的平衡，甚至將導致整個電網發生重大事故。當電力需求突然下降時，情況也是如此，如果不采取相應措施，新能源產生的電能將過剩并以其他形式釋放，從而造成嚴重浪費。由于這些不確定性都與天氣有關，因此只要將天氣中一些可測量且有效的數字參數與發電輸出相關聯，就可以獲取新能源發電規律的曲線并將其反饋給電網調度員，從而實現新能源的并網運行。

5.3 緊密結合數字化技術

電氣自動化技術的應用和發展主要依賴于計算機的數字化技術服務，在未來的發展中仍需憑借更加先進的數字化技術來逐步完善，實現運行數據、信息更加精準、高效的整合，確保電氣工程系統遠程操作的準確性，縮短工作耗時，提高工作效率。

6 結束語

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