電氣節(jié)能技術(shù)與電力新能源的發(fā)展應(yīng)用

潘至陽

（中能建（北京）能源研究院有限公司，北京 100011）

1 電氣節(jié)能技術(shù)的基本特征

電氣節(jié)能技術(shù)往往需要具備經(jīng)濟性、合理性、原理先進性以及功能性等技術(shù)特征。在實踐過程中，電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用必須依據(jù)其實際情況，滿足相應(yīng)公共建筑物的基本功能需求，如依托于電氣節(jié)能技術(shù)實現(xiàn)建筑物照明設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備的設(shè)置等。而電氣節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟性和合理性則主要體現(xiàn)在其應(yīng)用必須對經(jīng)濟成本進行科學(xué)評估和權(quán)衡，保證該技術(shù)所耗費的經(jīng)濟成本在居民及企業(yè)可承擔(dān)的范圍內(nèi)，切不可盲目追求節(jié)能，忽略其他配套部分的經(jīng)濟成本投入。與此同時，還需對電氣節(jié)能技術(shù)的投資回報期限進行精準(zhǔn)劃分，充分展現(xiàn)其綜合效益。除了滿足功能性、經(jīng)濟性以及合理性技術(shù)特征之外，電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用還必須展現(xiàn)專業(yè)性和現(xiàn)代化特色。在進行相關(guān)設(shè)備和材料的選用時，必須立足于實際成本和節(jié)能指標(biāo)角度，保證所應(yīng)用的電氣節(jié)能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)利益最大化目標(biāo)，以推動我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用措施

現(xiàn)階段，大量電氣設(shè)備的投入應(yīng)用給電力能源帶來了不同程度的損耗，而電氣設(shè)備在操作運行過程中也會產(chǎn)生一定程度的能源損耗問題[1]。因此必須對新型電力節(jié)能技術(shù)進行全方位探索及研究，這樣才能有效降低電力能源在使用過程中產(chǎn)生的損耗問題。與此同時，還需加強現(xiàn)有電氣設(shè)備的節(jié)能處理，通過改善當(dāng)前電氣設(shè)備的不足之處，以減少電能損耗，優(yōu)化電力能源的整體利用效率。而各類節(jié)能新技術(shù)對當(dāng)前電氣設(shè)備的節(jié)能改造和具體應(yīng)用如圖1 所示。

圖1 電力節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 加大新型節(jié)能技術(shù)的開發(fā)，減少能源浪費問題

目前，我國常用的供電方式以集中式供電為主。相比于集中式供電，借助分布式電源完成供電，可以更好地節(jié)約電力能源，減少電力能源傳輸過程中的損耗問題。在此過程中，可通過用戶終端進行分布式發(fā)電系統(tǒng)的安裝，實現(xiàn)分布式能源的自給自足。對比傳統(tǒng)的集中式供電方式，此類供電方式不僅減少了輸配電的整體消耗，同時還能滿足新能源開發(fā)，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

2.2 借助節(jié)能技術(shù)對電氣設(shè)備進行改造，降低能耗

在操作應(yīng)用電氣設(shè)備的過程中，會產(chǎn)生部分能源損耗，因此必須高度重視每一用電環(huán)節(jié)的改造，進而減少設(shè)備的用電損耗和資源浪費，為提升電力能源利用效率打下良好基礎(chǔ)。

首先，需完成變壓器的節(jié)能改造。作為電網(wǎng)輸電配電過程中不容或缺的重要內(nèi)容，變壓器的作用不容忽視，依托節(jié)能技術(shù)完成變壓器的科學(xué)調(diào)節(jié)，也能進一步提高變壓器的利用效率，減少能源損耗。現(xiàn)階段，非晶合金鐵芯變壓器的應(yīng)用逐漸成為有效降低電能損耗的重要方式，相比于其他變壓器而言，非晶合金鐵芯變壓器的后續(xù)運營維修難度較低[2]。

其次，需減少輸配線路的損耗。一般情況下，用戶和店員之間往往存在輸送距離，在這段距離內(nèi)，通常需要架設(shè)電力線路或敷設(shè)線纜，通過電力線路和線纜完成電力能源的傳送。在進行該段距離的電力能源傳送時，或多或少都會出現(xiàn)電力能源的損耗問題，隨著線路距離的延長，造成的損耗也會因此而增加。因此在進行電力輸配電線路設(shè)計和布設(shè)時，必須嚴(yán)格遵循輸電距離最短原則，盡量縮短輸配電線路的整體長度，規(guī)范選擇輸配電線路導(dǎo)線的橫截面積，以減少電力能源的消耗。

再次，充分優(yōu)化電網(wǎng)運行參數(shù)。優(yōu)化處理電網(wǎng)運行參數(shù)，也可在一定程度上降低電能損耗。通常來說，在電網(wǎng)運行過程中，為有效改善無功電流和諧波而導(dǎo)致的電能損耗，可采取行之有效的措施，實現(xiàn)電網(wǎng)運行過程的諧波治理和無功補償。除此之外，相關(guān)單位在科學(xué)配置有功功率的同時，需要加強無功功率的科學(xué)化步設(shè)。而在此過程中，必須高度重視配電網(wǎng)中無功電流的實際分布情況，并對其分布情況進行全面合理調(diào)控，有效降低電網(wǎng)有功功率的整體損耗量。

此外，需進一步加強照明節(jié)能的改造工作。照明燈在人們的日常生產(chǎn)和生活過程中發(fā)揮著不容忽視的重要作用，而照明燈的合理選擇和正確使用與電能消耗的程度息息相關(guān)。在選擇照明方式的過程中，可加大自然光條件的利用，在開展照明設(shè)計時，也可加強人工照明與自然光的協(xié)調(diào)配合。除此之外，對于不同的場所，也可利用不同的光源。室外照明可選用高壓鈉燈等氣體光源；而針對臥室光源的設(shè)計，則可選用較為柔和的照明燈光，并搭配熒光燈平衡光源。從電氣節(jié)能技術(shù)原理的角度出發(fā)，進行照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)置時，還需加強照明系統(tǒng)及設(shè)備的安裝，保證安裝位置選擇的科學(xué)性和合理性，并在綜合分析實際照明需求的基礎(chǔ)上，充分突出節(jié)能開關(guān)的設(shè)計。通過安裝類似聲控開關(guān)等方式，進一步展現(xiàn)照明節(jié)能的優(yōu)化效果，充分發(fā)揮電氣節(jié)能技術(shù)的實質(zhì)性價值。

最后，完成空調(diào)節(jié)能的改造工作。作為調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的重要工具，空調(diào)的裝設(shè)對于公共建筑來說，占據(jù)重要地位。但空調(diào)使用過程中會產(chǎn)生一定的電能消耗問題，因此必須高度重視空調(diào)節(jié)能設(shè)計，優(yōu)化其節(jié)能配置。如通過合理調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)定空調(diào)節(jié)能運行等方式，減少空調(diào)運行過程中產(chǎn)生的能源資源消耗，也可加大能耗等級較低的空調(diào)產(chǎn)品的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上節(jié)約電能[3]。

3 電力新能源的發(fā)展及應(yīng)用

一般情況下，電力新能源和電氣節(jié)能技術(shù)通常同步出現(xiàn)。為推動電力行業(yè)的綠色環(huán)保發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能減排，必須加大電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，加強電力新能源的開發(fā)。現(xiàn)階段，社會經(jīng)濟高速發(fā)展，各行各業(yè)的生產(chǎn)生活都對電力電能提出了更高的要求，一旦出現(xiàn)能源緊缺現(xiàn)象，社會的整體發(fā)展步調(diào)便會處于停滯不前甚至倒退的狀態(tài)。而加大電力新能源的開發(fā)，則能有效緩解我國能源緊缺的問題和壓力，進而推動社會經(jīng)濟的長效可持續(xù)發(fā)展。綜合目前形勢來看，我國電力新能源開發(fā)的步伐不斷加快，其面臨的機遇和挑戰(zhàn)也逐年增加，若想讓新能源開發(fā)應(yīng)用效果達到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，則必須綜合考量實際情況，合理設(shè)置電力能源的研發(fā)應(yīng)用機制。

3.1 風(fēng)能轉(zhuǎn)電能的發(fā)展應(yīng)用

近年來，風(fēng)能轉(zhuǎn)電能是電力新能源發(fā)展領(lǐng)域相對成熟的研發(fā)成果。我國風(fēng)能的分布情況如表1 所示。

表1 我國風(fēng)能分布情況

一般來說，風(fēng)能轉(zhuǎn)電能展現(xiàn)出來的節(jié)能效果極具優(yōu)勢，對緩解當(dāng)下的能源資源緊缺具有明顯作用。風(fēng)能轉(zhuǎn)換電能的應(yīng)用可以有效提升電能運用的整體效率，而其發(fā)展應(yīng)用則主要集中于我國西北區(qū)域[4]。該區(qū)域內(nèi)不僅風(fēng)沙較大，而且氣候相對干燥，風(fēng)能資源相比其他區(qū)域更為豐富。當(dāng)前我國風(fēng)能轉(zhuǎn)換電能的大部分發(fā)電企業(yè)的技術(shù)水平仍有待提升，相比目前主流的火力發(fā)電方式而言，風(fēng)能轉(zhuǎn)換電能的整體效率有很大的提升和進步空間。但相對于其他電力新能源而言，風(fēng)能本身便具有清潔能源的個性化特征，因此其發(fā)展前景更為可觀。

3.2 太陽能轉(zhuǎn)電能的發(fā)展因素

作為新能源發(fā)展應(yīng)用的主要構(gòu)成部分，太陽能轉(zhuǎn)換電能的發(fā)展應(yīng)用必將是大勢所趨。在太陽能轉(zhuǎn)換為電能的過程中，主要是通過分布式太陽能的方式進行發(fā)電，以滿足人們對電力能源日益增長的需求。而太陽能轉(zhuǎn)換電能的主要原理是依靠太陽能光伏系統(tǒng)完成發(fā)電控制系統(tǒng)的建設(shè)，其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計具有一定系統(tǒng)性和復(fù)雜性，因此在太陽能向電能轉(zhuǎn)化之前，必須要嚴(yán)格控制各個環(huán)節(jié)的工作，劃分好分項專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證其轉(zhuǎn)換的順暢性和穩(wěn)定程度。太陽能發(fā)電的動力來源主要以太陽能電池板和蓄電池為主，其也是存儲太陽能的重要平臺。作為太陽能能源傳輸系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，逆變器和控制器也發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用，綜合考量控制器中端運行狀態(tài)，并對其進行合理設(shè)定，以實現(xiàn)電網(wǎng)管理的聯(lián)接，進而保證太陽能轉(zhuǎn)換電能的效果。當(dāng)下，建筑電氣設(shè)備中較為常見的太陽能熱水器和建筑屋頂常安裝的太陽能電池板，也都是太陽能轉(zhuǎn)化為電能的主流形式。

3.3 地?zé)崮茉吹陌l(fā)展應(yīng)用

我國北方地區(qū)冬季溫度較低，氣候相對干燥，大部分北方居民采用燃煤取暖，這種取暖方式會加劇能源資源的損耗，致使環(huán)境問題逐漸凸顯。隨著供暖設(shè)備不斷完善，地?zé)豳Y源的高效應(yīng)用理念開始得到大范圍的普及和推廣。目前，地?zé)豳Y源供暖在我國部分區(qū)域的應(yīng)用逐漸趨于成熟，而地?zé)崮茉吹膹V泛應(yīng)用也節(jié)約了電能消耗，有效改善了區(qū)域整體的生態(tài)環(huán)境。在未來的發(fā)展過程中，也必須加大地?zé)崮茉吹膽?yīng)用，為我國電力行業(yè)的長效穩(wěn)定發(fā)展提供助力。

3.4 開發(fā)并應(yīng)用核能資源

核能資源的全面開發(fā)及應(yīng)用在電力新能源發(fā)展應(yīng)用過程中占據(jù)重要地位，相比其他電力新能源而言，核能資源的能源收益和能源效率具有更明顯的優(yōu)勢。但需注意，核能雖然屬于清潔能源行業(yè)，但其應(yīng)用卻存在較高危險[5]。借助核能進行發(fā)電時，必須密切關(guān)注核反應(yīng)堆技術(shù)的專業(yè)應(yīng)用情況。現(xiàn)階段，我國核反應(yīng)堆技術(shù)的應(yīng)用已趨于完善，其應(yīng)用體系也相對完備，但在實際應(yīng)用過程中，仍有需要改進的地方，只有這樣，核能資源才能得到全面開發(fā)和高效利用。因此，進入后續(xù)實踐階段后，我國應(yīng)加大與發(fā)達國家的溝通交流，在與相關(guān)發(fā)達國家構(gòu)建良好合作關(guān)系的基礎(chǔ)上，需要進一步加強核反應(yīng)堆技術(shù)的研發(fā)，以充分發(fā)揮核能發(fā)電的價值和作用。目前，我國還需高度關(guān)注核反應(yīng)堆技術(shù)應(yīng)用的安全情況和風(fēng)險問題，防止因技術(shù)不完備而導(dǎo)致風(fēng)險事故的發(fā)生。總之，在進行核能資源的開發(fā)和利用時，必須加大實時完備監(jiān)督和應(yīng)急體系的構(gòu)建，保證核能資源的穩(wěn)定、高效以及安全應(yīng)用。

4 結(jié) 語

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，資源緊缺問題日益加劇，對電氣節(jié)能技術(shù)和電力新能源的發(fā)展應(yīng)用進行系統(tǒng)性分析和全面思考也極有必要。現(xiàn)階段，電能應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，大眾對電能資源的需求與日俱增。若想有效提升電能資源的利用效率，緩解電力資源的應(yīng)用壓力，改善電力能源緊缺的現(xiàn)象，一方面要從應(yīng)用端口出發(fā)，減少電能的整體損耗，通過加大新型節(jié)能技術(shù)的開發(fā)，借助節(jié)能技術(shù)對電氣設(shè)備進行改造等方式，達成緩解電能緊缺的目標(biāo)。與此同時，針對當(dāng)下傳統(tǒng)電力能源日趨枯竭的新局面，還需進一步加強電力新能源的開發(fā)及應(yīng)用，在實現(xiàn)太陽能、風(fēng)能、核能資源向電能轉(zhuǎn)化的同時，開拓電力新能源發(fā)展應(yīng)用的新思路，可以有效緩解當(dāng)下電力能源應(yīng)用的巨大壓力，助力我國能源事業(yè)可以實現(xiàn)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。