電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)研究分析

呂寶勤

摘 要： 電氣工程的自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特征在于：采取自動(dòng)控制以及智能控制的形式來(lái)保障電氣設(shè)備的穩(wěn)定與安全運(yùn)行，從而達(dá)到提高電氣工程的綜合效能、降低電氣控制成本、保障電氣工程的安全維護(hù)質(zhì)量等目標(biāo)。在當(dāng)前電氣自動(dòng)化工程全面轉(zhuǎn)型的整體趨勢(shì)下，合理采用電氣節(jié)能的自動(dòng)化控制管理技術(shù)非常必要。因此，探討節(jié)能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，并提出電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)節(jié)能改造的實(shí)踐方法。

關(guān)鍵詞： 電氣工程 自動(dòng)化系統(tǒng) 節(jié)能技術(shù) 智能控制

中圖分類號(hào)： TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1679-3567（2024）05-0019-03

Research and Analysis of Energy-Saving Technology for the Automatic System in Electrical Engineering

LYU Baoqin

Changchun Medical College， Changchun， Jilin Province， 130031 China

Abstract： The basic characteristics of the automatic system in electrical engineering are to take the forms of auto‐matic control and intelligent control to ensure the stable and safe operation of electrical equipment， so as to achieve goals such as improving the comprehensive efficiency of electrical engineering， reducing the cost of electrical con‐trol， and optimizing the quality safety maintenance of electrical engineering. Under the overall trend of the com‐prehensive transformation of electrical automation engineering in the current period， it is obviously necessary to reasonably adopt the form of electrical energy-saving automation control management technology. Therefore， this article explores the main manifestations of applying energy-saving technology to the development process of elec‐trical automation， and improves the practical mechanism for the energy-saving transformation of the existing auto‐matic system in electrical engineering.

Key Words： Electrical engineering； Automatic system； Energy-saving technology； Intelligent control

在電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)中，通過(guò)應(yīng)用軟硬件輔助控制設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備操作的全周期管理，優(yōu)化電氣工程的安全與穩(wěn)定性，進(jìn)而提升整體運(yùn)行效率。當(dāng)前，電氣節(jié)能技術(shù)已被廣泛融入到電氣工程系統(tǒng)中，這不僅在根本上促進(jìn)了能源的合理節(jié)約，還預(yù)防了設(shè)備在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的高能耗問(wèn)題。因此，合理運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)節(jié)能改造，對(duì)于提升電氣工程的精細(xì)管理水平具有重要意義，同時(shí)也有效減少了電氣工程在當(dāng)前時(shí)期的能耗和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

1 電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)重要作用

1.1 促進(jìn)電氣工程的運(yùn)行管理效率提升

電氣自動(dòng)化模式下的節(jié)能技術(shù)可以顯著提升電氣工程的管理實(shí)踐工作效率[1]。現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化的設(shè)備節(jié)能、降耗技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在電氣工程中。與傳統(tǒng)設(shè)備控制技術(shù)相比，應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的電氣運(yùn)行控制指標(biāo)更加優(yōu)良，其能夠切實(shí)降低電氣控制管理實(shí)施中的能耗[2]。

1.2 降低電氣工程的系統(tǒng)設(shè)備能耗

當(dāng)前的電氣工程往往涉及復(fù)雜的電氣結(jié)構(gòu)，而系統(tǒng)中電氣設(shè)備的能耗指標(biāo)直接影響著整個(gè)工程的節(jié)能效果。通過(guò)有效地應(yīng)用和引入電氣節(jié)能的自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，從而有效減少整個(gè)電氣工程的能源消耗。綜合分析表明，為全面降低電氣工程中設(shè)備的能耗，采用創(chuàng)新的電氣節(jié)能技術(shù)至關(guān)重要。

1.3 防范電氣工程的生態(tài)污染風(fēng)險(xiǎn)

電氣工程的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常包含多種復(fù)雜的基礎(chǔ)電氣設(shè)備，其設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能對(duì)工程生態(tài)環(huán)境造成顯著影響，包括對(duì)環(huán)境的污染和破壞。在推廣電氣工程創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)的同時(shí)，嚴(yán)格控制電氣系統(tǒng)設(shè)備可能帶來(lái)的生態(tài)污染風(fēng)險(xiǎn)是至關(guān)重要的。通過(guò)實(shí)施全面的電氣運(yùn)行節(jié)能技術(shù)，可以有效預(yù)防噪聲、廢氣排放和固體廢物等污染問(wèn)題，從而在實(shí)際上促進(jìn)電氣工程實(shí)現(xiàn)更佳的節(jié)能效果和環(huán)保效益[3]。

2 電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)具體類型

2.1 變壓器的損耗控制技術(shù)

近年來(lái)，節(jié)能與降低系統(tǒng)損耗的變壓器優(yōu)化改造工程技術(shù)正在被普遍應(yīng)用于電氣工程領(lǐng)域，這些技術(shù)的應(yīng)用有效地降低了變壓器設(shè)備的總能耗。在變壓器的選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局優(yōu)化過(guò)程中，技術(shù)改進(jìn)的核心理念集中于預(yù)防變壓器運(yùn)行中的能源過(guò)度損耗，確保其能效符合標(biāo)準(zhǔn)[4]。

電氣工程技術(shù)人員通過(guò)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控的變壓器安全防護(hù)措施，能夠更精確地識(shí)別和排查當(dāng)前電氣工程中可能導(dǎo)致變壓器異常的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而確保變壓器系統(tǒng)的電流和電壓保持穩(wěn)定。在變壓器的選型和規(guī)格設(shè)計(jì)方面，電氣工程設(shè)計(jì)和改造技術(shù)人員應(yīng)合理選擇并科學(xué)規(guī)劃變壓器的型號(hào)和規(guī)格。同時(shí)，適當(dāng)應(yīng)用電氣設(shè)備的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，以提高變壓器的安全性能，并嚴(yán)格控制變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的能量損耗。

表1為電氣工程供配電系統(tǒng)的設(shè)備參數(shù)設(shè)計(jì)。

2.2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

無(wú)功補(bǔ)償作為一種關(guān)鍵的工程技術(shù)手段，其目的是靈活地調(diào)整電氣系統(tǒng)的線路功率參數(shù)，并通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)無(wú)功功率來(lái)確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行。然而，如果無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的功率設(shè)計(jì)參數(shù)未能得到全面的合理調(diào)控，可能會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)備出現(xiàn)顯著的電能損耗。因此，電氣工程的設(shè)計(jì)和規(guī)劃人員在采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾姎庀到y(tǒng)控制和功率調(diào)節(jié)技術(shù)時(shí)，必須確保其科學(xué)合理，以有效避免電氣設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)度補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題[5]。

2.3 輸電線路的節(jié)能傳輸技術(shù)

電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電力傳輸線路通常運(yùn)行于特殊的線路輸電使用環(huán)境中，受到運(yùn)行環(huán)境影響，輸電線路的能耗超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)較大。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)于大規(guī)模電氣系統(tǒng)的輸電線路，必須實(shí)施專業(yè)的節(jié)能傳輸控制管理技術(shù)，準(zhǔn)確地計(jì)算線路損耗，并優(yōu)化工程輸電線路，以實(shí)現(xiàn)更佳的節(jié)能效果。此外，應(yīng)合理選擇輸電導(dǎo)線作為傳輸介質(zhì)，采取更加靈活和高效的技術(shù)策略來(lái)控制輸電過(guò)程中的設(shè)備電阻，從而降低能耗。

2.4 有源濾波器技術(shù)

為了全面消除電氣節(jié)能運(yùn)行中的諧波干擾，關(guān)鍵的技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化措施應(yīng)包括引入有源濾波器技術(shù)。目前有多種規(guī)格和型號(hào)的有源濾波器可供選擇，因此選擇合適的設(shè)備類型和形式至關(guān)重要。此外，電氣工程技術(shù)人員在有源濾波器的操作和使用過(guò)程中，必須確保系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性，避免由于人為因素導(dǎo)致的設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)。表2為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)核心控制模塊的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)。

3 電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)完善發(fā)展趨勢(shì)

3.1 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)精準(zhǔn)度提高

電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)的發(fā)展主要表現(xiàn)為提升電氣設(shè)備操作控制的精確性和靈活性，采納更為精細(xì)和適應(yīng)性強(qiáng)的節(jié)能運(yùn)行控制策略。隨著電氣系統(tǒng)向智能控制模式的技術(shù)轉(zhuǎn)型，電氣工程的監(jiān)測(cè)和控制精度預(yù)計(jì)將不斷提升。實(shí)施精確的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)管，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而在客觀上保障操作人員的安全和設(shè)備的完整性。目前，基于CAN總線的電氣自動(dòng)化監(jiān)控模式正日益普及，這反映了自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的核心地位，確保了系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)滿足精確性需求。電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)操作如圖1所示。

3.2 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)效率進(jìn)一步優(yōu)化

電氣系統(tǒng)的節(jié)能改進(jìn)技術(shù)要確保高效的節(jié)能改造效果，防止在電氣系統(tǒng)工程改造中出現(xiàn)粗放式的問(wèn)題。在完善高效電氣工程自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)采用先進(jìn)的電氣自動(dòng)控制策略，以確保系統(tǒng)的關(guān)鍵組件始終處于最佳的安全運(yùn)行狀態(tài)。高效的電氣自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)模式主要聚焦于故障診斷和解決現(xiàn)有電氣設(shè)備的故障問(wèn)題，其主要依托于大數(shù)據(jù)、人工智能和云計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)的支持，通過(guò)這些技術(shù)的整合應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)化。

3.3 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)集成化轉(zhuǎn)型

集成化是節(jié)能技術(shù)發(fā)展的顯著趨勢(shì)，電氣設(shè)備系統(tǒng)的集成化節(jié)能控制模式以其實(shí)時(shí)控制能力和整合資源的優(yōu)勢(shì)而日益受到重視。集成化電氣系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是全面控制各類電氣終端組件的運(yùn)行狀態(tài)，與傳統(tǒng)的分散控制相比，基于集成化模式的自動(dòng)電氣控制系統(tǒng)具有更高的可靠性，具體功能如下：

（1）電氣系統(tǒng)裝置配備自動(dòng)化抗干擾功能，能有效抵御電磁輻射等外部干擾，確保電氣設(shè)備在操作過(guò)程中具有良好的抗干擾性能；

（2）智能化的電氣運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置，如DCS監(jiān)測(cè)控制模塊，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電系統(tǒng)頻率、運(yùn)行電壓、設(shè)備功率和系統(tǒng)電流等關(guān)鍵參數(shù)；

（3）該系統(tǒng)集成了實(shí)時(shí)電氣自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)、基于CAN總線的智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，極大提高了電氣系統(tǒng)安全使用故障的排除和監(jiān)測(cè)的精確性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化系統(tǒng)在電氣設(shè)備運(yùn)行中應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)主要包括有源濾波技術(shù)、變壓器損耗控制、輸電線路節(jié)能降耗以及無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)等。在電氣工程追求全方位創(chuàng)新與完善的大背景下，創(chuàng)新性地應(yīng)用現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)對(duì)于實(shí)踐具有重要的保障意義。隨著電氣系統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化節(jié)能控制模式的廣泛實(shí)施，電氣節(jié)能工程的未來(lái)發(fā)展將側(cè)重于采用智能化的實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測(cè)，以及建立集成化和精細(xì)化的節(jié)能管理體系。為了實(shí)現(xiàn)電氣工程的節(jié)能改造目標(biāo)，現(xiàn)有的節(jié)能設(shè)備需要進(jìn)行全面的電氣優(yōu)化升級(jí)，從根本上支持電氣工程實(shí)現(xiàn)更佳的節(jié)能效果。

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