李锡1 李杜2 冯丙涛3
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陕西 西安 710000
摘要：电气自动化是电气工程中的一种新型技术，可以促进电力行业创新发展，为客户提供健康、舒适的工作及生活空间。当前，实现节能的一个重要的方法是使用电气自动化技术。未来，随着社会的不断进步，节能会成为可持续发展的重要方向，电气自动化工程的节能技术将广泛应用于各个领域。
关键词：电气自动化；节能设计；应用
1 电气自动化工程中的问题
(1）自动化程度。在全世界范围内来看，与发达国家相比，我国在电网调度领域处于劣势，电气工程自动化程度还不够高。目前我国电气自动化的整体功能不高，不能将电网的各环节集成在一起，对整体进行加以控制，只能对单个系统或设备进行控制。因此需要人工协调，这也导致电气自动化工程中存在着性能单一、结构简单等问题，另外还存在着人工错误，这使得在电气工程需要调整时不能做出正确的选择，从而导致能源浪费。（2）线路传输损耗。实际上，在电网运行期间存在各种损耗，例如电力电缆损耗、变压器损耗以及传输期间的无功损耗等。这类损耗是由流过导体的电流引起的，由于导体存在或多或少的电阻，这些损耗是不能消除的。但是，可以采取某些措施来确保电网的安全和稳定运行，并最大程度减少电能的损耗，从而达到节能的目的。（3）新能源的并网运行。在新能源发展的背景下，我国的新能源目前主要依靠风能和太阳能。与过去传统的火电、水电和核电相比，传统的发电方法只要能够确保运行的稳定性就可以实现其并网运行。然而，诸如太阳能发电和风力发电的这样的新能源发电方式，其工作模式高度依赖于天气，天气的变化非常复杂，不依赖人力，所以想要真正利用好新能源进行发电，以目前的科学技术还达不到稳定性的要求。（4）信息化建设。现代以来在各种行业发展创新中，都会引入互联网智能化来进行优势互补，促进行业健康发展，但是，由于电气自动化工程中的设备目前还没有一定的管理标准，同时，各个环节的生产设计和生产标准也会出现各种不同的情况，从而引起电气自动化设备之间的相互矛盾，很难发挥电气自动化的整体功能，增加了利用信息技术进行自动化管理的难度，不利于企业的发展。
2 电气自动化节能设计原则
在设计原则的指导下：（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要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是能够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。（2）加强电气设备管理。在电气设备生产过程中，大多数电气设备并不总是以高于额定功率状态运行的，而是更多地在低于额定功率的条件下运行，这就造成电能在大多数时间里是浪费的。
因此需要加强电气设备的管理来提升设备的运行效率，或者通过无功补偿来调节其运行状态，使得能源的利用效率从根本上大大提高。（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。
3 电气自动化节能设计技术
在电气自动化工程的应用研究中，为了更好地实现其节能的目的，有必要根据现实情况进行相应的措施安排，以减少能量损耗，提高节能效果。（1）降低电能的耗费。电线是电能传输的载体，电线中存在电阻，在电能传输过程中电线因为电阻的存在会发热，产生能量的损耗。为了最大程度减少这种消耗，我们可以采用一种有效的解决方案来降低导线的电阻。（2）选择合适的变压器。如果变压器容量小于实际功耗，则可能导致长时间的过载运行，从而影响其使用寿命。相反，如果变压器的容量大于实际功耗，则会产生很长的轻载运行时间，这会造成不必要的功率损耗，并影响变压器的效率。（3）提高整体系统功率效率。为了提高整体系统的运行功率，在满足正常能源要求的基础上，将电动机数量最小化，从而使其运行效率进一步提高，达到节能的目的。（4）源滤波器的应用。借助有源滤波器来消除谐波的不良影响。谐波可能会对电气设备造成不同程度的伤害，这可能会增加电网负担并导致容量降低；降低设备利用率。
4 电气自动化节能设计技术的未来发展方向
(1）提升AVC系统性能。智能电网AVC指的是电网的自动电压无功控制，通过各种智能化和自动化设备，实时采集电网中各个节点的数据并对其进行详细的分析和计算，然后对电网系统进行调度从而能够确保供电系统稳定运行和经济运行。但是，我国目前的AVC系统还处于初级阶段，存在较大的缺陷，需要人工处理系统采集得到的数据，这样不仅容易出错而且效率也不高。进一步开发智能电网AVC系统需要重新改编系统的界面，使得可视化程度提高，提升智能电网AVC系统的分析功能，可以提高输电效率以及可靠性，提高供电设备利用率，通过不断地人工智能学习，从而实现减轻工作人员劳动强度。（2）建设合理的电网结构。合理的电网结构应能保证负荷用电，运行性能满足相应的技术标准，同时使成本最低，经济效益最佳，充分发挥电力的优势，在网格中，可以相互补充。但是，中国许多地方的电网太旧，需要在将来更换老化的设备和高能的线路和变压器，并建设更合理的电网结构。（3）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成分也越来越高。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的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。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，甚至更严重的将导致整个电网的重大事故。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。
5 结语
电气自动化的节能技术仍处于探索阶段，因此必须从节能原则出发，降低能耗和环境污染，合理应用节能设计作为电力自动化工程的核心，帮助提高电能利用效率。
参考文献
[1]毛燕,田霞.电气工程自动化及其节能设计探究[J].工程技术研究,2017(11):197-198.
[2]黄玙豪.电气工程自动化及其节能设计的应用探究[J].电子测试,2015(12):65-66+73.
[3]贺伟.电气工程自动化及其节能设计的应用[J].工程技术研究,2017(08):222-223.