基于电厂设备电气自动化系统的节能控制研究

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摘要：我国社会经济快速发展，产业结构升级步伐不断加快，中国重视制造业产业升级，加快向电气化自动化发展，提升国民经济发展质量。我国正在由制造大国向制造强国迈进，推动中国装备制造业升级发展，实现电气自动化，更能够保障我国作为世界第一制造大国的地位和优势，确保制造业在国民经济发展中的中流抵住作用。我国大力推动产业升级，注重节能减排，提高能源利用效率，建设环境友好型社会，实现我国产业的可持续发展，必须积极推动电气自动化。

关键词：电厂设备;电气自动化系统;节能控制

引言

电能作为传统四大能源之一有着自身的应变特性。随着中国制造2025时代到来，工业4.0的提法，电能的需求量一直处于供不应求的正增长阶段，彰显着它的国民能源地位。我们尝试着把各种形式的能量转化为电能，而绝大多数设备都是基于电能和化学能的。因此，节电是节能中最基本最重要的节能。

1电厂设备电气自动化系统节能控制重要意义

近年来，我国电气自动化迅速发展，已经在社会多个领域中起着至关重要的作用，既可以提升生产效率，确保生产中不会出现意外事故，又可以减少管理成本以及人力成本，为企业创造更多的经济效益。然而电气自动化技术的应用也容易产生不利影响。比如：电能消耗加大、供电企业的供电负荷增加等，很多电气自动化系统设计都不具备科学性，造成浪费大量的电能，污染生态环境。人们在应用电气自动化时，也要将节能减排工作落实到位，从根本上实现人与自然的共同发展。将节能设计技术应用在电气自动化领域中，在很大程度上可以提升资源的有效利用率，减少我国资源消耗，改善当前我国能源紧缺的现状，实现社会经济可持续发展。此外，也可以减少对环境的污染，进一步完善城市生态系统，显著提升人们的生活水平。

2电厂设备电气自动化系统节能控制措施

2.1节能控制系统设计

在进行电厂设备电气自动化系统节能设计的过程中，一定要严格遵守以下原则，包括自动化原则、高可操作性原则、可优化原则，另外，电厂设备电气自动化节能系统一定要具有数据记录功能与应急处理功能。自动化原则是指在默认程序指导下，节能系统能够自主进行，无需工作人员进行过多的控制，可以实现半无人化控制。例如，电气自动化机床，其在工作过程中存在一定的动态变化，当具有比较大的工作压力时，机床会出现较多的能耗，反之亦然。通过对节能系统进行充分利用，传感器能够对锅炉工作情况进行有效收集，能够对电能供应水平进行合理调整，进而提高节能效果;高可操作性原则是指通过一键操作，或者利用完善的交互界面，能够实现节能系统的有效控制与合理调整;可优化原则是指在对后续工作进行应对的过程中，能够不断完善、优化节能系统的所有构件，包括控制精度、数据储存功能等;数据记录功能是指节能系统可以对对象目标的工作状态进行实时记录，包括设备负载、设备能耗等;应急处理功能是指在对象目标发生异常时，节能系统能够进行及时的应急处置，包括将处于短路情况下的电气设备电源予以切断。

2.2节能控制系统优化

2.2.1引入自动化技术，提高自动化水平

电厂设备自动化系统能够在默认程序配合工作人员监控的情况下实现电厂设备相关数据的记录和应急处理，仅仅需要较少的人员协助，基本实现半无人化。在其中引入节能控制策略，可以引入传感器等对锅炉等电厂设备进行监控，通过监控了解相关设备运行状况的基础上进行电能供应的合理调整，实现电厂设备及其自动化系统的节能控制。对于自动化系统中的各个部分进行合理科学优化，包括自动化系统的控制精度、各项功能等，通过提高系统运行效率和精度来降低设备损耗和负载，以此实现节能控制。

2.2.2降低电能传输消耗

在电厂设备自动化系统当中出现损耗的一个主要原因是线路损耗，因此为实现电厂设备自动化系统节能控制必须降低电能传输消耗：

（1）首先对电厂相关线路进行合理规划设计，通过线路平直铺设最大限度缩短线路距离，能够有效减少因电能传输引起的消耗，实现节能目的。

（2）在电厂设备自动化系统运行中，变压器的合理选择具有重要意义，根据整个系统运行的电量需求进行变压器的合理调配，减少因变压器不合理设置引起的不必要电能消耗。

2.2.3优化配电设计

电厂设备自动化系统的正常运行必须为其提供必要的动力支持，因此要进行节能控制必须进行配电设计优化：

（1）设计中要保证配电系统的安全性。在进行配电系统设计中要综合考虑实际需求和系统运行特性，根据特性和实际需求来进行设计。电能自动化系统的运行状况和配电系统的运行稳定性息息相关，只有保证配电设计的科学性才能保证整个自动化系统供电和运行的安全性和稳定性。因此，配电系统的导线绝缘性能必须满足系统运行需求，配电系统导线之间满足安全距离，同时最大程度避免短路等故障，来保证用电和供配电安全。

（2）合理配置导线。在电厂设备自动化系统中必须保证导线的负荷能力和配电系统的输电压相匹配，避免因两者不匹配引发的安全事故。

（3）加强避雷设计。对于配电系统而言，防雷设计也十分必要，防雷设计主要通过防雷装置的应用配置或提高防雷装置性能。针对配电系统中避雷装置设计不合理问题进行分析，针对问题进行处理，尽可能降低配电系统遭受雷击事故的可能性。

2.2.4优化无功补偿设计

除了通过外设方法来进行电厂设备自动化系统节能控制之外，还应该增加无功功率补偿装置来进行无功补偿设计，提高配电系统无功补偿性能。目前配电系统中比较常用的无功功率装置包括静止无功发生器、静止电容器、同步调相机等装置。在配电系统中引入这些无功功率装置，能够有效避免配电自动化系统运行过程中因输出产生的功率消耗问题。为合理进行无功功率装置设置，必须详细分析计算系统消耗，根据计算结果合理选择配置无功功率装置。一般在无功功率装置配置和使用中需要遵循一定原则，主要集中在以下几点：

（1）无功功率装置的选择必须充分考虑电厂设备及自动化系统的相关参数，尤其关注电厂设备的负荷容量和运行电压、额定电压等。

（2）电厂设备自动化系统中功率较大的设备配备动态的无功功率装置，一般功率较小的设备采用静态的无功功率装置，同时在实际选择和应用中还必须结合配单。

（3）當电气设备运行中所需的功率较大时需要优先选择动态的无功功率装置，而设备运行所需的功率较小时则可以选用静态的无功功率装置，这个选择方式仅供参考，实际应用中需要根据电气设备的运行状态和配电系统的输出性能来选择。

结语

综上所述，电厂设备通过对电气自动化节能技术进行充分利用，可以使电厂设备的运行变得更为高效，有助于企业经济效益的提高，同时能够促进企业人工成本的下降，有助于企业的可持续发展。另外，工作技术人员一定要充分运用节能控制技术，以促进人力成本的降低，通过运用电气自动化节能技术，以满足电厂对能源、人工成本的需求，进而不断提高电厂的工作效率，有助于绿色环境的保护，避免出现环境污染现象，促使企业获取更多的经济效益。

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（作者单位：冀中能源峰峰集团有限公司九龙矸石热电厂）