基于電力新能源應(yīng)用發(fā)展的電氣節(jié)能技術(shù)

廣東省能源集團(tuán)貴州有限公司 龍飛來(lái)

國(guó)家倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展的理念。隨著能源消耗的增加，電力行業(yè)對(duì)電力的需求也在增加。這也使得電力節(jié)能技術(shù)和新能源得到了廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，并逐漸被群眾所接受。從實(shí)踐角度來(lái)看，在電力節(jié)能和新能源技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的各個(gè)階段都有大量的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，任何環(huán)節(jié)問(wèn)題最終都會(huì)導(dǎo)致節(jié)能技術(shù)和新能源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用效果達(dá)不到預(yù)期。

電力作為一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要能源之一。近年來(lái)中國(guó)對(duì)電力資源的需求不斷增加。2014年是中國(guó)節(jié)能工作的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，2014年全國(guó)用電量55637億千瓦時(shí)，相比增長(zhǎng)3.18%，節(jié)能降耗占社會(huì)科技總量的78.9%。

電力節(jié)能技術(shù)必須具有基本的技術(shù)特征，達(dá)到功能水平經(jīng)濟(jì)合理，具有先進(jìn)的原則。在實(shí)踐中，電力節(jié)能技術(shù)必須根據(jù)實(shí)際情況滿足相應(yīng)建筑各方面的功能要求和位置要求，利用節(jié)能技術(shù)完成建筑通風(fēng)和采光的設(shè)置。電力節(jié)能技術(shù)必須體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理性，采用經(jīng)濟(jì)成本平衡法確定居民和企業(yè)的可承受范圍，不能忽視其他部分的資本投資支持而簡(jiǎn)單追求，將節(jié)能技術(shù)的投資收益分成兩部分，實(shí)現(xiàn)整體效益。在滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和合理性的基礎(chǔ)上，電力節(jié)能技術(shù)必須體現(xiàn)現(xiàn)代化和專(zhuān)業(yè)化，突出了技術(shù)在改變現(xiàn)狀中的作用[1]。設(shè)備和材料必須考慮成本和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，能源技術(shù)的應(yīng)用可以達(dá)到效益最大化的目的，能源工業(yè)進(jìn)一步可以成為可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 改進(jìn)電氣節(jié)能技術(shù)的措施

1.1 改進(jìn)變壓器，提高節(jié)能效果

在電力系統(tǒng)中變壓器是核心部件，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行起著重要作用。通過(guò)合理使用節(jié)能技術(shù)本實(shí)用型可以提高變壓器的運(yùn)行效率，保證輸電的安全穩(wěn)定，從而降低能耗。變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)的主要目的是降低運(yùn)行能耗。因此，在變壓器制造中可以合理使用非晶合金鐵芯，既能保證環(huán)保效果滿足要求、又能降低能耗。成本控制具有明顯的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，值得推廣。供電設(shè)備的選擇必須保證在滿足實(shí)際功能的基礎(chǔ)上，選擇低功耗、大功率的設(shè)備，并根據(jù)實(shí)際情況合理使用相應(yīng)的變壓器。直流電氣設(shè)備采用硅整流器和晶閘管整流器，條件允許時(shí)可配置異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行[2]。

同時(shí)，實(shí)時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)可以根據(jù)電容器的特性，針對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)中變壓器的耗電問(wèn)題，根據(jù)節(jié)能環(huán)保技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。例如空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)。隨著人們生活水平的提高，空調(diào)已成為人們生活中的必需品，在許多建筑中，例如辦公樓，空調(diào)是通過(guò)溫度的宏觀控制來(lái)設(shè)置的。然而，在使用空調(diào)的過(guò)程中仍然存在電能損失。因此，如何在很大程度上節(jié)約空調(diào)的能源已成為電氣設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題。目前，空調(diào)的節(jié)能效果主要是通過(guò)采用蓄冷技術(shù)來(lái)提高，這不僅可以大大降低設(shè)備成本，而且可以降低能耗和動(dòng)力設(shè)備，從而達(dá)到空調(diào)節(jié)能的目的。

1.2 配電網(wǎng)優(yōu)化

電力在使用前必須通過(guò)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行傳輸，但由于網(wǎng)絡(luò)本身的特殊性，在傳輸過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生更嚴(yán)重的能量損失，造成浪費(fèi)。同時(shí)在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的無(wú)功電流，導(dǎo)致電能損耗增加，利用率降低。變壓器和用戶電壓接收器不穩(wěn)定。鑒于此，有必要對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，減少輸電網(wǎng)的能量損失。此外，必須采用無(wú)功補(bǔ)償來(lái)改善電網(wǎng)，從而降低線損。無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償是指在合理分配無(wú)功功率的基礎(chǔ)上，合理調(diào)整電網(wǎng)的無(wú)功電流，使電網(wǎng)運(yùn)行能耗降到最低，以確保電壓保持在最佳水平。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步及其在電網(wǎng)中的應(yīng)用，高壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)得到了顯著的改進(jìn)，并成功地應(yīng)用于各種變電站[3]。

1.3 節(jié)能降耗新技術(shù)

電源采用節(jié)能環(huán)保技術(shù)。電源在使用過(guò)程中，主要以集中供電為主。在運(yùn)行過(guò)程中，主要為電力用戶安裝發(fā)電系統(tǒng)、輸電供電采用集中統(tǒng)一的配電方式，與傳統(tǒng)供電方式相比能有效降低能耗，具有良好的節(jié)能效果，可以循環(huán)利用可再生資源，利用配電電氣節(jié)能技術(shù)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。儲(chǔ)能電站節(jié)能技術(shù)的研究具有很高的實(shí)用價(jià)值。將儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于熱水器、蓄冷空調(diào)等領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)電能的有效轉(zhuǎn)換，并以其他形式儲(chǔ)存電能，實(shí)現(xiàn)電能的合理分配和利用，降低了電能消耗、提高了電能利用率，效果良好，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

1.4 變壓器設(shè)備節(jié)能技術(shù)的改進(jìn)

目前很多電力設(shè)備消耗了大量電力、沒(méi)有實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，通過(guò)對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究和電氣設(shè)備的改造，調(diào)整原來(lái)不合理的位置，可以使得電能損耗降低，從而提高電能的利用率。

在整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，變壓器是輸電系統(tǒng)的重要組成部分。變壓器設(shè)備節(jié)能技術(shù)用于變壓器設(shè)備的改進(jìn)。它可以調(diào)節(jié)電壓，實(shí)現(xiàn)電力傳輸?shù)陌踩?，減少電力損耗。它是一種改進(jìn)的變壓器設(shè)備節(jié)能技術(shù)，是一種用于低損耗設(shè)備的改進(jìn)型變壓器。不同的用戶對(duì)電能有不同的要求，所以不同的用戶在使用調(diào)壓變壓器時(shí)，傳輸電壓有很大的差異，會(huì)造成一定的功率損耗。

變壓器設(shè)備節(jié)能技術(shù)不僅可以減少電能損耗，而且可以降低成本。調(diào)整變壓器參數(shù)可以有效降低能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。在輸電過(guò)程中，必須調(diào)整電力負(fù)荷、改變運(yùn)行方式，以減少運(yùn)輸過(guò)程中的電力損耗。變壓器在運(yùn)行過(guò)程中需要加強(qiáng)各方面的管理。通過(guò)對(duì)變壓器的改造，可以提高節(jié)能效果，降低變壓器的能耗和損耗，提高能源利用效率。從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的[4]。

1.5 降低照明系統(tǒng)的功耗

降低照明系統(tǒng)的能耗也是節(jié)能技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用的體現(xiàn)。合理選擇照明形式，充分利用自然光，有效降低照明能耗，保證照明。相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師可以直接設(shè)計(jì)自然光源與照明光源的有效組合，從而降低照明系統(tǒng)的功耗。同時(shí)還可以根據(jù)不同的照明場(chǎng)合進(jìn)行不同的照明。例如，可以設(shè)計(jì)最常用的臥室光源，使用柔和照明、熒光燈和平衡光源。一些高端商場(chǎng)甚至娛樂(lè)場(chǎng)所可以選擇三色熒光燈甚至高色度鈉燈，以確保照明系統(tǒng)的功能能夠在合理的時(shí)間內(nèi)完全控制能量。結(jié)合電氣節(jié)能的技術(shù)原理，在照明系統(tǒng)的節(jié)能安裝部分，可根據(jù)實(shí)際照明要求合理選擇安裝位置設(shè)計(jì)節(jié)能開(kāi)關(guān)、如聲控開(kāi)關(guān)，以體現(xiàn)照明的節(jié)能效果，從而充分發(fā)揮節(jié)能技術(shù)的巨大價(jià)值。

2 電氣新能源的開(kāi)發(fā)

電力節(jié)能技術(shù)和新能源非常普遍，實(shí)現(xiàn)能源綜合開(kāi)發(fā)必不可少的是應(yīng)用電力節(jié)能技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排的目標(biāo)。特別是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，各行業(yè)對(duì)電力的需求越來(lái)越迫切，發(fā)展新能源是緩解乃至解決我國(guó)當(dāng)前能源短缺的關(guān)鍵，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有利保障。目前，我國(guó)新能源開(kāi)發(fā)利用速度逐年加快，但也面臨著許多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。為了保證新能源開(kāi)發(fā)利用的預(yù)期效果，必須結(jié)合實(shí)際情況建立合理的新能源開(kāi)發(fā)利用機(jī)制。

2.1 光伏發(fā)電

隨著太陽(yáng)能技術(shù)研究的深入，太陽(yáng)能作為一種新能源在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，太陽(yáng)能資源已在許多領(lǐng)域得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板、控制器、電池等組成，通過(guò)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，太陽(yáng)能與電力之間的通信完成太陽(yáng)能存儲(chǔ)以達(dá)到節(jié)約能源的目的。目前光伏發(fā)電在人們的日常生活中非常普遍。最常見(jiàn)的例子是在辦公樓安裝太陽(yáng)能熱水器，其他典型的住宅實(shí)例包括在屋頂安裝光伏系統(tǒng)、將太陽(yáng)能電池板從太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能并儲(chǔ)存。部分電力用于滿足家庭需求，另一部分連接到電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)確保家庭能源利用的目標(biāo)，同時(shí)增加收入，這種方法在中國(guó)西北地區(qū)日照時(shí)間最長(zhǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)非常普遍和流行。

2.2 地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)

在我國(guó)北方，隨著冬季氣溫的降低，供暖設(shè)備已成為人們生活中的必需品。隨著社會(huì)的發(fā)展，供暖設(shè)施越來(lái)越完善。與傳統(tǒng)的燃煤供暖不同，地?zé)豳Y源已經(jīng)從分戶供暖轉(zhuǎn)變?yōu)榧泄┡?。在中?guó)，尤其是云南和西藏地?zé)豳Y源豐富。相關(guān)調(diào)查表明，中國(guó)約有300個(gè)地?zé)崽?，可利?10J/a 的天然熱。然而，我國(guó)地?zé)豳Y源仍有很大的開(kāi)發(fā)空間。此外，地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)不僅可以促進(jìn)電力工業(yè)的發(fā)展，還可以在一定程度上促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2.3 風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用

與太陽(yáng)能類(lèi)似，風(fēng)能作為一種綠色可再生能源也是國(guó)家發(fā)展的重點(diǎn)。風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用緩解了全球能源短缺，對(duì)世界各國(guó)的節(jié)能工作也具有重要意義。將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能不僅可以大大提高電能的利用率，而且不會(huì)產(chǎn)生輻射或環(huán)境污染。風(fēng)力發(fā)電作為一個(gè)潛力巨大的項(xiàng)目，在我國(guó)倡導(dǎo)的“節(jié)能減排”中具有重要意義。目前，中國(guó)的大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電基地都太小、太遠(yuǎn)。將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能以滿足人們的日常需求，我們還需要實(shí)施大規(guī)模的輸電網(wǎng)絡(luò)，這不僅給風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也給電力的發(fā)展帶來(lái)了新的問(wèn)題[5]。

2.4 開(kāi)發(fā)核資源

在眾多新能源中，核能是最高效、最清潔的能源。然而，由于核能的高風(fēng)險(xiǎn)，我們必須更加關(guān)注反應(yīng)堆的發(fā)展。目前，我國(guó)核電的發(fā)展還處于起步階段，核電的應(yīng)用范圍相對(duì)狹窄。因此，研究人員應(yīng)該借鑒其他國(guó)家發(fā)展核電的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展核電，降低安全風(fēng)險(xiǎn)、降低輻射風(fēng)險(xiǎn)，充分發(fā)揮核電發(fā)電的潛力。

3 電力企業(yè)發(fā)展新能源的方法

3.1 國(guó)家政策支持

從我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，技術(shù)創(chuàng)新仍處于起步階段。新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在高成本、高風(fēng)險(xiǎn)、低回報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)，只能依靠組織機(jī)制，市場(chǎng)前景渺茫。電力企業(yè)可以積極尋求國(guó)家政府的支持，盡快形成完整規(guī)范的新能源技術(shù)和設(shè)備管理體系，加強(qiáng)質(zhì)量管理和監(jiān)督，建立監(jiān)督機(jī)制，運(yùn)用評(píng)價(jià)體系對(duì)新能源科技項(xiàng)目運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，為后續(xù)發(fā)展提供參考。

3.2 加快電網(wǎng)建設(shè)

中國(guó)電網(wǎng)建設(shè)滯后于發(fā)電能力增長(zhǎng)速度，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源輸送尚未得到有效解決。面對(duì)電力結(jié)構(gòu)的不斷變化，電力企業(yè)應(yīng)堅(jiān)持智能電網(wǎng)的發(fā)展方向，加快電網(wǎng)建設(shè)：首先，推進(jìn)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。目前，我國(guó)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系僅適用于國(guó)家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；第二，充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用。智能電網(wǎng)的建設(shè)在很大程度上依賴于信息技術(shù)。智能電網(wǎng)的發(fā)展不僅需要電力設(shè)備企業(yè)參與電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，還需要高新技術(shù)、特別是信息技術(shù)的積極參與；最后，建立智能電網(wǎng)試驗(yàn)區(qū)。智能電網(wǎng)建設(shè)在傳輸層已逐漸成熟，但仍存在配電與用戶互動(dòng)不足的問(wèn)題，因此有必要建立試驗(yàn)區(qū)積累經(jīng)驗(yàn)，全面推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)。

3.3 管理方面

加強(qiáng)新能源生產(chǎn)設(shè)備的管理積極做好日常維護(hù)。不斷創(chuàng)新維修管理技術(shù)。為了提高設(shè)備利用率，發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，企業(yè)必須做好市場(chǎng)調(diào)研，分析投資、經(jīng)營(yíng)和管理中的風(fēng)險(xiǎn)，并提出對(duì)策，確保目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)具有創(chuàng)新能力的高科技人才。企業(yè)必須樹(shù)立人才意識(shí)，從戰(zhàn)略的高度重視人才培養(yǎng)，注重培養(yǎng)和儲(chǔ)備大批技術(shù)和管理人才，促進(jìn)電力工業(yè)的發(fā)展，確保項(xiàng)目目標(biāo)的順利實(shí)施。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，電力需求日益增長(zhǎng)。因此，為了緩解未來(lái)的能源短缺，中國(guó)必須注重提高節(jié)能技術(shù)，通過(guò)有效的節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)和利用新能源。實(shí)現(xiàn)電能的高效利用，最大限度地降低能耗，實(shí)現(xiàn)中國(guó)工業(yè)的穩(wěn)定良性發(fā)展。