基于节能技术理念的电气自动化工程

2023-01-19刘振中

科学与信息化 2022年1期

刘振中

国网黑龙江省宝泉岭电业局黑龙江鹤岗 154211

引言

在电气领域中，电气自动化属于一种新型的技术，这是科技发展的重要成果之一。现阶段，电气自动化技术的应用范围极其广泛，在电气自动化工程中，运用节能设计技术，有利于减少资源的浪费，提高资源的利用率，提高工作效率，节约生产成本，从而实现节能减排的目标，为企业创造良好的效益。当前，我国在经济建设的过程中，非常重视节能减排。因此应该重点研究节能技术，促进不同行业的节能工作。

1 电气工程及其自动化技术

在近些年的发展过程中，电气工程及其自动化技术，是逐渐兴起的一种信息化技术工艺，在应用的过程中，主要包含现代化技术结构中的信息技术，以及计算机技术体系，可为电力领域创造良好的应用基础，在现阶段的电力系统当中，有着较强的可应用性[1]。同时，在电力企业以及机械企业的发展中，这样的技术在长期的应用过程中也在不断地扩大。在当下电力事业的发展过程中，只有充分地保障电力系统自动化发展及应用，才能充分地满足人们对于电力能源供给的需求。并且，这也是让电力系统可以安全稳定运行的关键所在。在未来的发展中，还需要让电气工程及其自动化技术得到有效的应用。

2 电气工程中自动化技术的特点

自动化技术是一项涉及多个领域的综合性技术，以计算机系统为载体，通过各种传感器，将控制指令传送到系统终端，从而实现自动运行、自动控制，对软件和硬件都有较高的要求，在电力工程中有着许多应用特点[2]。①电气工程自动化技术不需要建立专门的控制模块，通过终端平台直接进行控制，控制器的演算步骤和演算量大幅度减少，可以提高电气系统运行的流畅性。②对电力系统和设备的控制更加精准、快捷，电气自动化技术可以通过先进的信息技术，对电气工程运行中产生的数据信息进行筛选和整理，使数据信息更加准确，并能结合检测系统对电力系统的运行情况进行实时检查，能及时发现电力系统及设备运行过程中的异常，并反馈给监控中心，发出警报，使电力部门能尽快应对，从而最大限度地保障电力系统的安全性。③电气工程中的自动化技术还具有同步性的特点，可以根据电力系统中信息的反馈，对电力系统进行自动调控，使不同的电力调度技术能在各种电力需求上发挥作用；并且能将各种储能介质有效结合起来进行智能化控制，完成电力能源的合理分配，减少电力系统运行过程中的电力损耗。

3 电气自动化节能设计原则

3.1 优化供电和配电系统设计

电气自动化设备在使用过程中会消耗大量电能，这将导致电力短缺并增加生产成本。要保证电气自动化工程的正常运行，需要给予其足够的动力支持，所以对供电和配电的要求就是尽可能进行优化以降低电能的损耗。要积极引进先进的节能技术，以确保电气自动化项目的节能效果最大化同时保证生产效益技术遥遥领先。在当前经济不断发展且城市化进程不断扩大的现实条件下，需要充分考虑供配电系统的电气设备、用电需求以及社会用电需求的不断提升，优化设计供电和配电，实现电能的合理利用，以最小的能源消耗创造更大的经济效益和社会效益。

3.2 保证基本安全

在基于节能技术的电气自动化工程设计中，工作人员必须严格遵循安全第一的原则，认识到安全施工的重要性，特别是要科学地处理设计计划的内容，以便在执行设计计划时提高工作的安全性。另外，工作人员还必须提高工程使用时的安全标准，以确保工程设计与建设中更安全，具体工作运营状态下更加稳定和可靠。另外，鉴于电气自动化工程所涉及的各种技术仍然在进步的过程中，所以为了保证安全，工作人员需要对所有已有及新进设备的运行特性保持深入的了解，并根据电气自动化工程的建设要求对设备进行改进和优化。这样才能使得设备不仅可以满足项目的施工要求，而且可以提高运行的安全性。

3.3 设计合理的负荷系数

在电气设备生产设计过程中，其运行的负载系数是不可马虎的，只有合理设计负荷系数，电气设备的运行负荷率和用电效率才能显著提高。但是，电气设备的设计需要满足安全性的先决条件，尤其是在设计某些特殊的电力和电气设备的负载系数时，电气设备需要根据电气设备的具体运行条件进行调整，以确保电气设备不会发生安全事故。因此，在设计电气工程时，必须设计合理的负载系数，以便在确保安全的同时还能够实现节能的目的。

4 节能设计技术在电气自动化工程中的应用

4.1 消耗技术

近年来，各个领域都在广泛地应用节能技术。节能技术的应用，不仅符合当前我国节能减排的理念，还能够从根本上推动电气自动化技术的运用，从而实现资源的节约，在最大限度上确保资源的合理配置，防止出现浪费资源的情况。在运用节能设计技术的过程中，还需要对技术方式进行分类。消耗技术的应用效果比较明显，特别是在降低电能传输方面[3]。导线的作用是保证电能的传输，在运用不同种类的材料时，由于材料本身存在电阻，其产生的电阻会存在很大的差异性。在应用电阻时，应该考虑到具体情况，将电能直接转化成热能。因此，在电能传输的整个过程中，假如电阻率较低，就能够保证节能目标的实现，这样消耗的有功功率也会减少。但需要关注一个问题，尽管存在各种因素，但是电流始终不会受到影响。在实践过程中，相关人员应该充分考虑实际情况，合理地控制导线中的电阻，并且尽量地降低到最小的状态，这样可以从根本上降低有功功率。另外，导线的长度，导线的电导以及电阻之间始终存在一种反比的关系。然而，导线的长度与电导与截面积之间是正比关系。

4.2 优化节能设计方案

在对电气工程进行相关节能设计的过程中，涉及的方面较为宽泛，而且整个操作的过程十分复杂，这就要求相关的电气设计人员要拥有非常丰富的设计经验以及专业能力，才能够对电气节能方面的相关内容进行十足的掌握，按照国家规定的规范和原则进行科学合理的设计。这使得电气工程最终呈现出来的效果符合国家标准，而且在性能以及外观上都得到一定程度上的保障。在我国以前的传统设计中，主要是依靠人工来实现电气工程的整体设计，所以在进行设计的过程中需要大量的成本，进行人力的投入，而且人工操作难免会产生误差，不同设计人员之间也难以实现完美配合。所以，在设计过程中经常会出现问题。但是，随着信息化技术的不断发展，设计人员已经能够成功地采用CAD技术，对相关的设计进行科学优化和统筹，在一定程度上缩短设计周期，而且也能够为设计质量提供保障[4]。在进行设计的过程中，遗传算法是较常用的，这种算法在先进性、实用性以及高效性上都有较为优异的表现。

4.3 合理地选择光源

选择合适的光源有利于减少能源的消耗，还有利于减少经济方面的损失。那么在照明工程的设计方面，应该尽量选择高效能的光源。与普通的照明灯相比，高效能光源具有更高的发光效率，在节约方面具有绝对的优势。建筑环境的亮度会在一定程度上影响人们的视觉舒适感。明亮的光线会给人带来宽广的感觉，暗淡的光线则会令人感觉到空间上的狭窄。那么，应该尽量选择和自然环境更加贴近的亮度分布。一些工厂或者住宅使用的吸顶灯，也应该选择节能效果更加明显的。低功率的灯具不仅有利于节约电能，还有利于适应人们的生活或者工业生产的需要。

4.4 实现节能设计控制

电气行业会随着时代科学技术的发展而产生新的突破，所以，实现节能设计控制也是电气行业发展的必然趋势。目前，在我国的一些电气工程中，已经实现了部分节能设计化[5]。但是，由于一些地区经济落后，所以在电气工程节能设计上，没有进行较多的投入，整体的节能设计化发展受到了一定程度的制约，未能实现全部节能设计化。不过，由于我国科学技术发展十分迅速，相信不久后，节能设计化的范围就会被不断扩大，而且节能设计化的应用也会不断地被普及。

5 电气自动化技术的未来前景

5.1 完善自动化应用系统

为顺应时代发展和社会进步的大潮流，进一步推动工业的发展和进步，拓宽电气自动化技术的应用领域，提升其利用率，电气自动化应做好系统的逐步完善，充分利用更加高端的技术，紧跟计算机技术的发展和革新进程，最大化地压缩资金成本，减少资源浪费和人力消耗，为电力产业的可持续发展以及安全性保驾护航。

5.2 实现新能源并网

随着新能源的普及，其在电气自动化工程中的供电所占比例也越来越高。为了保证用电的安全性和稳定性，如何将新能源连接到电网成了当前的首要任务。诸如太阳能发电和风力发电这样的新能源发电方式，其工作模式高度依赖于天气，发电质量也与天气状况直接相关[6]。例如，一旦用户端的电力需求急剧增加，但是当地的天气条件不能支持如此大的电力消耗，这就必然要增加周围火力发电厂的电力供应，这将破坏电力供应的平衡，甚至将导致整个电网发生重大事故。当电力需求突然下降时，情况也是如此，如果不采取相应措施，新能源产生的电能将过剩并以其他形式释放，从而造成严重浪费。由于这些不确定性都与天气有关，因此只要将天气中一些可测量且有效的数字参数与发电输出相关联，就可以获取新能源发电规律的曲线并将其反馈给电网调度员，从而实现新能源的并网运行。