基于電廠設備電氣自動化系統的節能控制研究

司佳佳

摘要：我國社會經濟快速發展，產業結構升級步伐不斷加快，中國重視制造業產業升級，加快向電氣化自動化發展，提升國民經濟發展質量。我國正在由制造大國向制造強國邁進，推動中國裝備制造業升級發展，實現電氣自動化，更能夠保障我國作為世界第一制造大國的地位和優勢，確保制造業在國民經濟發展中的中流抵住作用。我國大力推動產業升級，注重節能減排，提高能源利用效率，建設環境友好型社會，實現我國產業的可持續發展，必須積極推動電氣自動化。

關鍵詞：電廠設備;電氣自動化系統;節能控制

引言

電能作為傳統四大能源之一有著自身的應變特性。隨著中國制造2025時代到來，工業4.0的提法，電能的需求量一直處于供不應求的正增長階段，彰顯著它的國民能源地位。我們嘗試著把各種形式的能量轉化為電能，而絕大多數設備都是基于電能和化學能的。因此，節電是節能中最基本最重要的節能。

1電廠設備電氣自動化系統節能控制重要意義

近年來，我國電氣自動化迅速發展，已經在社會多個領域中起著至關重要的作用，既可以提升生產效率，確保生產中不會出現意外事故，又可以減少管理成本以及人力成本，為企業創造更多的經濟效益。然而電氣自動化技術的應用也容易產生不利影響。比如：電能消耗加大、供電企業的供電負荷增加等，很多電氣自動化系統設計都不具備科學性，造成浪費大量的電能，污染生態環境。人們在應用電氣自動化時，也要將節能減排工作落實到位，從根本上實現人與自然的共同發展。將節能設計技術應用在電氣自動化領域中，在很大程度上可以提升資源的有效利用率，減少我國資源消耗，改善當前我國能源緊缺的現狀，實現社會經濟可持續發展。此外，也可以減少對環境的污染，進一步完善城市生態系統，顯著提升人們的生活水平。

2電廠設備電氣自動化系統節能控制措施

2.1節能控制系統設計

在進行電廠設備電氣自動化系統節能設計的過程中，一定要嚴格遵守以下原則，包括自動化原則、高可操作性原則、可優化原則，另外，電廠設備電氣自動化節能系統一定要具有數據記錄功能與應急處理功能。自動化原則是指在默認程序指導下，節能系統能夠自主進行，無需工作人員進行過多的控制，可以實現半無人化控制。例如，電氣自動化機床，其在工作過程中存在一定的動態變化，當具有比較大的工作壓力時，機床會出現較多的能耗，反之亦然。通過對節能系統進行充分利用，傳感器能夠對鍋爐工作情況進行有效收集，能夠對電能供應水平進行合理調整，進而提高節能效果;高可操作性原則是指通過一鍵操作，或者利用完善的交互界面，能夠實現節能系統的有效控制與合理調整;可優化原則是指在對后續工作進行應對的過程中，能夠不斷完善、優化節能系統的所有構件，包括控制精度、數據儲存功能等;數據記錄功能是指節能系統可以對對象目標的工作狀態進行實時記錄，包括設備負載、設備能耗等;應急處理功能是指在對象目標發生異常時，節能系統能夠進行及時的應急處置，包括將處于短路情況下的電氣設備電源予以切斷。

2.2節能控制系統優化

2.2.1引入自動化技術，提高自動化水平

電廠設備自動化系統能夠在默認程序配合工作人員監控的情況下實現電廠設備相關數據的記錄和應急處理，僅僅需要較少的人員協助，基本實現半無人化。在其中引入節能控制策略，可以引入傳感器等對鍋爐等電廠設備進行監控，通過監控了解相關設備運行狀況的基礎上進行電能供應的合理調整，實現電廠設備及其自動化系統的節能控制。對于自動化系統中的各個部分進行合理科學優化，包括自動化系統的控制精度、各項功能等，通過提高系統運行效率和精度來降低設備損耗和負載，以此實現節能控制。

2.2.2降低電能傳輸消耗

在電廠設備自動化系統當中出現損耗的一個主要原因是線路損耗，因此為實現電廠設備自動化系統節能控制必須降低電能傳輸消耗：

（1）首先對電廠相關線路進行合理規劃設計，通過線路平直鋪設最大限度縮短線路距離，能夠有效減少因電能傳輸引起的消耗，實現節能目的。

（2）在電廠設備自動化系統運行中，變壓器的合理選擇具有重要意義，根據整個系統運行的電量需求進行變壓器的合理調配，減少因變壓器不合理設置引起的不必要電能消耗。

2.2.3優化配電設計

電廠設備自動化系統的正常運行必須為其提供必要的動力支持，因此要進行節能控制必須進行配電設計優化：

（1）設計中要保證配電系統的安全性。在進行配電系統設計中要綜合考慮實際需求和系統運行特性，根據特性和實際需求來進行設計。電能自動化系統的運行狀況和配電系統的運行穩定性息息相關，只有保證配電設計的科學性才能保證整個自動化系統供電和運行的安全性和穩定性。因此，配電系統的導線絕緣性能必須滿足系統運行需求，配電系統導線之間滿足安全距離，同時最大程度避免短路等故障，來保證用電和供配電安全。

（2）合理配置導線。在電廠設備自動化系統中必須保證導線的負荷能力和配電系統的輸電壓相匹配，避免因兩者不匹配引發的安全事故。

（3）加強避雷設計。對于配電系統而言，防雷設計也十分必要，防雷設計主要通過防雷裝置的應用配置或提高防雷裝置性能。針對配電系統中避雷裝置設計不合理問題進行分析，針對問題進行處理，盡可能降低配電系統遭受雷擊事故的可能性。

2.2.4優化無功補償設計

除了通過外設方法來進行電廠設備自動化系統節能控制之外，還應該增加無功功率補償裝置來進行無功補償設計，提高配電系統無功補償性能。目前配電系統中比較常用的無功功率裝置包括靜止無功發生器、靜止電容器、同步調相機等裝置。在配電系統中引入這些無功功率裝置，能夠有效避免配電自動化系統運行過程中因輸出產生的功率消耗問題。為合理進行無功功率裝置設置，必須詳細分析計算系統消耗，根據計算結果合理選擇配置無功功率裝置。一般在無功功率裝置配置和使用中需要遵循一定原則，主要集中在以下幾點：

（1）無功功率裝置的選擇必須充分考慮電廠設備及自動化系統的相關參數，尤其關注電廠設備的負荷容量和運行電壓、額定電壓等。

（2）電廠設備自動化系統中功率較大的設備配備動態的無功功率裝置，一般功率較小的設備采用靜態的無功功率裝置，同時在實際選擇和應用中還必須結合配單。

（3）當電氣設備運行中所需的功率較大時需要優先選擇動態的無功功率裝置，而設備運行所需的功率較小時則可以選用靜態的無功功率裝置，這個選擇方式僅供參考，實際應用中需要根據電氣設備的運行狀態和配電系統的輸出性能來選擇。

結語

綜上所述，電廠設備通過對電氣自動化節能技術進行充分利用，可以使電廠設備的運行變得更為高效，有助于企業經濟效益的提高，同時能夠促進企業人工成本的下降，有助于企業的可持續發展。另外，工作技術人員一定要充分運用節能控制技術，以促進人力成本的降低，通過運用電氣自動化節能技術，以滿足電廠對能源、人工成本的需求，進而不斷提高電廠的工作效率，有助于綠色環境的保護，避免出現環境污染現象，促使企業獲取更多的經濟效益。

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（作者單位：冀中能源峰峰集團有限公司九龍矸石熱電廠）