電氣工程自動化系統的節能技術研究分析

呂寶勤

摘 要： 電氣工程的自動化系統的基本特征在于：采取自動控制以及智能控制的形式來保障電氣設備的穩定與安全運行，從而達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質量等目標。在當前電氣自動化工程全面轉型的整體趨勢下，合理采用電氣節能的自動化控制管理技術非常必要。因此，探討節能技術在電氣工程自動化系統中的應用，并提出電氣工程自動化系統節能改造的實踐方法。

關鍵詞： 電氣工程 自動化系統 節能技術 智能控制

中圖分類號： TE08文獻標識碼： A文章編號： 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

在電氣自動化工程系統中，通過應用軟硬件輔助控制設施，能夠實現對電氣設備操作的全周期管理，優化電氣工程的安全與穩定性，進而提升整體運行效率。當前，電氣節能技術已被廣泛融入到電氣工程系統中，這不僅在根本上促進了能源的合理節約，還預防了設備在使用過程中可能出現的高能耗問題。因此，合理運用電氣自動化技術進行系統節能改造，對于提升電氣工程的精細管理水平具有重要意義，同時也有效減少了電氣工程在當前時期的能耗和環境污染風險。

1 電氣工程自動化系統的節能技術重要作用

1.1 促進電氣工程的運行管理效率提升

電氣自動化模式下的節能技術可以顯著提升電氣工程的管理實踐工作效率[1]。現階段，電氣自動化的設備節能、降耗技術已經被廣泛應用在電氣工程中。與傳統設備控制技術相比，應用電氣自動化控制技術的電氣運行控制指標更加優良，其能夠切實降低電氣控制管理實施中的能耗[2]。

1.2 降低電氣工程的系統設備能耗

當前的電氣工程往往涉及復雜的電氣結構，而系統中電氣設備的能耗指標直接影響著整個工程的節能效果。通過有效地應用和引入電氣節能的自動化控制技術，能夠對電氣設備的能耗進行實時監控和調整，從而有效減少整個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備的能耗，采用創新的電氣節能技術至關重要。

1.3 防范電氣工程的生態污染風險

電氣工程的系統結構通常包含多種復雜的基礎電氣設備，其設備在運行過程中可能對工程生態環境造成顯著影響，包括對環境的污染和破壞。在推廣電氣工程創新節能技術的同時，嚴格控制電氣系統設備可能帶來的生態污染風險是至關重要的。通過實施全面的電氣運行節能技術，可以有效預防噪聲、廢氣排放和固體廢物等污染問題，從而在實際上促進電氣工程實現更佳的節能效果和環保效益[3]。

2 電氣工程自動化系統的節能技術具體類型

2.1 變壓器的損耗控制技術

近年來，節能與降低系統損耗的變壓器優化改造工程技術正在被普遍應用于電氣工程領域，這些技術的應用有效地降低了變壓器設備的總能耗。在變壓器的選型、結構設計和布局優化過程中，技術改進的核心理念集中于預防變壓器運行中的能源過度損耗，確保其能效符合標準[4]。

電氣工程技術人員通過實施實時監控的變壓器安全防護措施，能夠更精確地識別和排查當前電氣工程中可能導致變壓器異常的潛在風險，從而確保變壓器系統的電流和電壓保持穩定。在變壓器的選型和規格設計方面，電氣工程設計和改造技術人員應合理選擇并科學規劃變壓器的型號和規格。同時，適當應用電氣設備的無功補償技術，以提高變壓器的安全性能，并嚴格控制變壓器在運行過程中的能量損耗。

表1為電氣工程供配電系統的設備參數設計。

2.2 無功補償技術

無功補償作為一種關鍵的工程技術手段，其目的是靈活地調整電氣系統的線路功率參數，并通過實時調節無功功率來確保電力系統的穩定和安全運行。然而，如果無功補償系統的功率設計參數未能得到全面的合理調控，可能會導致電力設備出現顯著的電能損耗。因此，電氣工程的設計和規劃人員在采用無功補償的電氣系統控制和功率調節技術時，必須確保其科學合理，以有效避免電氣設備系統出現過度補償的問題[5]。

2.3 輸電線路的節能傳輸技術

電力系統設計中的電力傳輸線路通常運行于特殊的線路輸電使用環境中，受到運行環境影響，輸電線路的能耗超標的風險較大。為了應對這一問題，對于大規模電氣系統的輸電線路，必須實施專業的節能傳輸控制管理技術，準確地計算線路損耗，并優化工程輸電線路，以實現更佳的節能效果。此外，應合理選擇輸電導線作為傳輸介質，采取更加靈活和高效的技術策略來控制輸電過程中的設備電阻，從而降低能耗。

2.4 有源濾波器技術

為了全面消除電氣節能運行中的諧波干擾，關鍵的技術改進和優化措施應包括引入有源濾波器技術。目前有多種規格和型號的有源濾波器可供選擇，因此選擇合適的設備類型和形式至關重要。此外，電氣工程技術人員在有源濾波器的操作和使用過程中，必須確保系統的完整性和穩定性，避免由于人為因素導致的設備損壞風險。表2為電氣自動化系統核心控制模塊的設計技術參數。

3 電氣工程自動化系統的節能技術完善發展趨勢

3.1 電氣自動化系統的節能技術精準度提高

電氣自動化工程系統的發展主要表現為提升電氣設備操作控制的精確性和靈活性，采納更為精細和適應性強的節能運行控制策略。隨著電氣系統向智能控制模式的技術轉型，電氣工程的監測和控制精度預計將不斷提升。實施精確的電氣設備運行狀態監管，有助于及時發現系統中的潛在風險，從而在客觀上保障操作人員的安全和設備的完整性。目前，基于CAN總線的電氣自動化監控模式正日益普及，這反映了自動化技術在電氣工程中的核心地位，確保了系統實時數據的動態監測滿足精確性需求。電氣工程自動化系統操作如圖1所示。

3.2 電氣自動化系統的節能技術效率進一步優化

電氣系統的節能改進技術要確保高效的節能改造效果，防止在電氣系統工程改造中出現粗放式的問題。在完善高效電氣工程自動控制系統的過程中，應采用先進的電氣自動控制策略，以確保系統的關鍵組件始終處于最佳的安全運行狀態。高效的電氣自動控制和監測模式主要聚焦于故障診斷和解決現有電氣設備的故障問題，其主要依托于大數據、人工智能和云計算等關鍵技術的支持，通過這些技術的整合應用來實現電氣系統的技術優化。

3.3 電氣自動化系統的節能技術集成化轉型

集成化是節能技術發展的顯著趨勢，電氣設備系統的集成化節能控制模式以其實時控制能力和整合資源的優勢而日益受到重視。集成化電氣系統的主要特點是全面控制各類電氣終端組件的運行狀態，與傳統的分散控制相比，基于集成化模式的自動電氣控制系統具有更高的可靠性，具體功能如下：

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

（2）智能化的電氣運行監測裝置，如DCS監測控制模塊，可實時調節發電系統頻率、運行電壓、設備功率和系統電流等關鍵參數；

（3）該系統集成了實時電氣自動測控系統、基于CAN總線的智能監測設備，極大提高了電氣系統安全使用故障的排除和監測的精確性。

4 結語

綜上所述，自動化系統在電氣設備運行中應用的節能技術主要包括有源濾波技術、變壓器損耗控制、輸電線路節能降耗以及無功補償技術等。在電氣工程追求全方位創新與完善的大背景下，創新性地應用現有的節能技術對于實踐具有重要的保障意義。隨著電氣系統設備自動化節能控制模式的廣泛實施，電氣節能工程的未來發展將側重于采用智能化的實時能耗監測，以及建立集成化和精細化的節能管理體系。為了實現電氣工程的節能改造目標，現有的節能設備需要進行全面的電氣優化升級，從根本上支持電氣工程實現更佳的節能效果。

參考文獻

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[5]謝明明.分析電氣工程自動化系統中的節能技術應用[J].電氣技術與經濟，2023（6）：90-91，94.