國家電投集團(tuán)安徽電力有限公司 黃延飛

我國在逐步推進(jìn)城市化、工業(yè)化建設(shè)過程當(dāng)中，對于電力能源的需求也逐步上漲，此時，對電氣工程自動化技術(shù)提出了更高的要求。為了能夠充分適應(yīng)新能源發(fā)電下的節(jié)能環(huán)保需求，在新一輪能源革命中，應(yīng)高度重視能源供給的平衡發(fā)展，以節(jié)能環(huán)保理念利用電氣工程自動化技術(shù)加以開發(fā)應(yīng)用，對新時期能源資源的合理利用具有重要意義。

1 新能源開發(fā)中電氣工程自動化的有效節(jié)能技術(shù)

某公司在新能源開發(fā)中電氣工程自動化的有效節(jié)能技術(shù)如下。

1.1 光伏發(fā)電技術(shù)

一般新能源光伏發(fā)電中的發(fā)電量計算公式如下：K=Sm×L×Ji×h，式中：K表示為光伏發(fā)電的實際電量；Sm表示為太陽能電池板的實際面積；L則表示為光照實際強(qiáng)度；Ji則代表了太陽能發(fā)電中電池板所具有的轉(zhuǎn)換效率；并且h表示為光照時間。作為一種利用太陽能光伏發(fā)電的全新技術(shù)，該類技術(shù)在我國應(yīng)用較早，因此在科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展之下，形成了較為成熟的技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)。我國現(xiàn)階段以發(fā)展建設(shè)了大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)，并且在光伏發(fā)電技術(shù)加以應(yīng)用的過程當(dāng)中，形成了更為完善穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈條。通過上述公式對光伏發(fā)電廠的實際發(fā)電量加以計算，能夠清晰直觀地掌握在光伏發(fā)電過程當(dāng)中的具體資源獲取程度。

在光伏發(fā)電中的電氣工程自動化技術(shù)，主要是以自動化的光伏發(fā)電系統(tǒng)為主，通過太陽能電池板、蓄電池、控制器以及逆變器等設(shè)備元件，構(gòu)成了基于自動化的光伏發(fā)電系統(tǒng)，在各項設(shè)備協(xié)調(diào)運行之下，滿足光伏發(fā)電的自動化控制需求。正如實際發(fā)電情況而言，通過控制器調(diào)節(jié)太陽能電池板的角度，利用太陽能電池板收集太陽能能源，并借助于逆變器進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，隨后向蓄電池加以傳輸，由蓄電池完成對電能的儲存。作為主要的動力能源，通過蓄電池以及逆變器完成太陽能的轉(zhuǎn)化與儲存，將會形成更加鮮明有效的控制方法。

基于電氣自動化的光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用控制器以及逆變器對整體發(fā)電系統(tǒng)的傳輸結(jié)構(gòu)加以控制，從而根據(jù)控制器終端對公共電網(wǎng)狀態(tài)起到相應(yīng)的管理作用。能夠根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的實際應(yīng)用情況進(jìn)行合理的電能輸送，避免在新能源電能開發(fā)過程中，由于電網(wǎng)資源運行輸出數(shù)據(jù)計算失誤造成能源浪費。現(xiàn)階段，光伏發(fā)電技術(shù)在我國民用領(lǐng)域較為常見，主要是以太陽能熱水器以及小型光伏發(fā)電裝置為主。各城市中，通過在屋頂搭設(shè)電池板，使用太陽能發(fā)電裝置，實現(xiàn)低成本公共用電。隨后，與電力系統(tǒng)以及傳輸管線相互連接，向公用電網(wǎng)以及各用戶用電終端進(jìn)行電腦傳輸，進(jìn)而構(gòu)成了基于區(qū)域范圍內(nèi)的家庭式光伏供電，一定程度上實現(xiàn)了電力能源的有效節(jié)約。

1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也是某公司在新能源發(fā)電中的另一常見使用技術(shù)，而風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)電量計算應(yīng)按照表1中的內(nèi)容展開對比，其為我國最大風(fēng)力發(fā)電設(shè)備下的發(fā)電量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，因此在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的使用過程中應(yīng)對比這一數(shù)據(jù)檢驗風(fēng)力發(fā)電的實際效果[1]。

表1 風(fēng)力發(fā)電量標(biāo)準(zhǔn)對比表

作為一種典型的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是通過風(fēng)力帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而將動能轉(zhuǎn)換為電能。利用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，則是通過風(fēng)能吹動發(fā)電設(shè)備扇葉轉(zhuǎn)動，形成機(jī)械能，隨后帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。在風(fēng)力發(fā)電中利用的電氣工程自動化表現(xiàn)，主要是通過構(gòu)成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自動系統(tǒng)，包括定子、轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)、塔架以及自動化控制系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中，結(jié)合我國一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)多使用3～5個以上的槳葉構(gòu)成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)最終的輸出功率與效率將會受到槳葉的數(shù)量與形狀影響。我國現(xiàn)階段的風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般按照12m/s的風(fēng)速加以計算額定功率?；诓煌L(fēng)速狀態(tài)下風(fēng)力發(fā)電機(jī)將會形成不同的功率輸出變化，此時構(gòu)成了功率曲線。

電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用，為我國風(fēng)力發(fā)電提供了更加良好的發(fā)展前景。在電氣工程自動化中，通過利用數(shù)據(jù)采集、設(shè)備運行、監(jiān)控設(shè)備以及測量調(diào)節(jié)等自動化預(yù)警功能，為風(fēng)力發(fā)電廠構(gòu)建了基于遠(yuǎn)程監(jiān)控的自動化體系。在這一過程當(dāng)中，使用UNO計算機(jī)作為數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，使用該數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)能夠平衡風(fēng)力發(fā)電裝置處于惡劣運行環(huán)境下的無故障時間，并且構(gòu)成更為緊湊的平臺，滿足風(fēng)力發(fā)電的使用需求。通過在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中搭建以太網(wǎng)上位信息管理接口，此時為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)創(chuàng)建了自動化的現(xiàn)場控制層應(yīng)用[2]。

借助以太網(wǎng)接口以及PLC主控制通信，促使風(fēng)力發(fā)電自動化控制系統(tǒng)能夠自動監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運行狀況，并自動完成數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)控以及各項參數(shù)調(diào)節(jié)等功能。同時，另一以太網(wǎng)接口與風(fēng)力發(fā)電廠的監(jiān)控中心服務(wù)器相連接，從而利用工業(yè)以太網(wǎng)將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)信號，以及控制信號向服務(wù)器終端進(jìn)行傳遞。利用這樣的電氣工程自動化控制系統(tǒng)，則能夠在風(fēng)力發(fā)電過程中形成更加科學(xué)有效的管理表現(xiàn)。針對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)各項故障問題，均能夠及時有效地加以解決，從而避免風(fēng)力發(fā)電能源浪費。在風(fēng)力發(fā)電廠當(dāng)中，廣泛應(yīng)用具有良好的應(yīng)用前景，展現(xiàn)出充分的節(jié)能優(yōu)勢。

1.3 地?zé)崮茉磻?yīng)用技術(shù)

地?zé)崮茉赐瑯右彩切履茉粗饕_發(fā)方向之一。開發(fā)地?zé)崮茉茨軌驅(qū)崿F(xiàn)對綠色環(huán)保，低碳可持續(xù)發(fā)展的清潔能源應(yīng)用需求。截至2020年年底，我國已開發(fā)出超過4億m2的淺層地?zé)崮茉疵娣e。針對地?zé)崮茉吹拈_發(fā)應(yīng)用已經(jīng)超過了1160萬tce的年替代能源使用需求，使用地?zé)崮茉创偈刮覈磕昴茉促Y源應(yīng)用過程中，所產(chǎn)生的二氧化碳含量降低了3000萬t。同時，在發(fā)電工程中也廣泛利用到高溫地?zé)崮茉?。而熱力計算則可以利用有機(jī)朗肯循環(huán)為例，公式如下：Qeva=mwf×（h1-h4），式中：Qeva表示為地?zé)岚l(fā)電的實際量；mwf表示為地?zé)峋墓べ|(zhì)流量；h1與h4分別表示為地?zé)徙@井的最高點與最低點。

當(dāng)前，使用地?zé)崮茉窗l(fā)電是通過鉆井獲取地下高溫?zé)崃黧w作為能源進(jìn)行發(fā)電，在經(jīng)過發(fā)電之后，剩余地?zé)崃黧w重新向地下回灌。一般情況下而言，通過鉆井所獲取的地?zé)崃黧w分為干蒸汽汽水混合物熱水等三種不同狀態(tài)。而根據(jù)流體性質(zhì)選擇的地?zé)崮馨l(fā)電系統(tǒng)，可包括四種不同類型。分別為一、二次閃蒸蒸汽熱力系統(tǒng)、干蒸汽熱力系統(tǒng)以及雙工制熱力系統(tǒng)[3]。利用地?zé)崮馨l(fā)電具有良好的節(jié)能表現(xiàn)，通過采集地下熱能向電能加以轉(zhuǎn)換，則能夠有效起到降低其余資源能耗的有效作用。首先來講，應(yīng)挖掘地?zé)徙@井。在一般地?zé)崮馨l(fā)電過程當(dāng)中，會創(chuàng)建眾多不同的生產(chǎn)井口，因此應(yīng)連接生產(chǎn)井，隨后分離生產(chǎn)井所采集的蒸汽向汽輪機(jī)加以輸送。

地?zé)崃黧w采集系統(tǒng)包括汽輪發(fā)電機(jī)組以及生產(chǎn)井，在地?zé)崮馨l(fā)電過程當(dāng)中所應(yīng)用到的電氣工程自動化節(jié)能技術(shù)表現(xiàn)之一，就是在汽輪發(fā)電機(jī)組中的自動化應(yīng)用。包括在管網(wǎng)設(shè)計、汽水分離器設(shè)計、自動輸水器配置以及井口選型設(shè)置等相應(yīng)內(nèi)容當(dāng)中，均可利用自動化技術(shù)加以處理。通過創(chuàng)建自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分析生產(chǎn)井在采集能源過程中的熱水能源與蒸汽能源占比狀態(tài)，從而設(shè)定科學(xué)合理的分離參數(shù)，由自動輸水系統(tǒng)完成汽水分離，隨后向汽輪機(jī)加以傳遞。

完成自動化處理，確保汽水分離更為精確，避免浪費地?zé)崮茉磸亩鵀槠啺l(fā)電機(jī)組提供源源不斷的地?zé)崮苜Y源。我國現(xiàn)階段所創(chuàng)建的地質(zhì)能發(fā)電站總裝機(jī)容量能夠達(dá)到28.18MW，其中以西藏洋馬井為例，共創(chuàng)建了7臺超過3MW的二級擴(kuò)容機(jī)組以及1臺進(jìn)口3.18MW機(jī)組，同時配備一臺超過1MW裝機(jī)容量的單級擴(kuò)容機(jī)組，借助于這樣的前沿技術(shù)設(shè)備，能夠為地?zé)岚l(fā)電提供更加強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

2 某公司新能源開發(fā)中電氣工程自動化的有效環(huán)保技術(shù)

2.1 變壓器選擇設(shè)計

在新能源的開發(fā)應(yīng)用過程當(dāng)中，電氣工程自動化同樣也需要注重對變壓器的合理選擇。變壓器對于電氣工程自動化而言具有重要影響作用，包括在不同線路設(shè)備中轉(zhuǎn)換電流、電壓以及功率等，促使變壓器自身在運行過程中也需要消耗較多能源。因此，通過對變壓器復(fù)合材料加以優(yōu)化設(shè)計，則能夠促使變壓器在運行過程中達(dá)到更加良好的節(jié)能環(huán)保作用。結(jié)合實際而言，考慮到變壓器運行公式：壓器功率=輸出電壓×輸出電流單相變壓器功率由用電總功率×120%獲得(效率按80%計算)，三相變壓器功率計算如下(以相電壓220V、線電壓380V為例)：Qji=1.732×Aji×Vji=3×Aji×Vhi，式中：Qji表示為三相變壓器的額定功率；Aji表示為額定電流參數(shù)；Vji則表示為變壓器額定線電壓；Vhi表示為額定相電壓。

考慮到這樣的額定功率，電流以及電壓參數(shù)要求等，因此對變壓器進(jìn)行電氣工程自動化節(jié)能設(shè)計，應(yīng)注重對絕緣材料的合理挑選，包括銅、硅、鋼等材料應(yīng)符合相應(yīng)設(shè)備的使用需求，按照完善設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，保障變壓器具有良好技能表現(xiàn)?？紤]到在新能源開發(fā)過程中電氣自動化節(jié)能環(huán)保需求，在變壓器設(shè)計時，在其使用范圍內(nèi)使通信設(shè)備進(jìn)行自動連接，并強(qiáng)化變壓器與部分人員與設(shè)備之間的有效連通作用，從而解決信息參數(shù)采集缺失所帶來的損失?；蚴鞘褂勉~材料作為變壓器，配電柜與配電線的材料，此時降低磁密度，促使變壓器在空載過程中的能耗有效減少。

2.2 無功功率補(bǔ)償

在新能源開發(fā)中，利用電氣工程自動化技術(shù)可能會產(chǎn)生能源消耗與無功功率，此時利用控制電壓的方式則能夠有效降低無功功率的產(chǎn)生。并且與此同時，在開發(fā)新能源技術(shù)的過程當(dāng)中，利用電氣工程自動化補(bǔ)償無功功率損失，則能夠形成更加良好的節(jié)能表現(xiàn)，促使電力使用平衡，節(jié)約電費成本。利用電氣工程自動化技術(shù)對電氣容量進(jìn)行自動計算，從而通過參數(shù)設(shè)計當(dāng)達(dá)到既定電氣容量標(biāo)準(zhǔn)之后，則可以自動切換投切開關(guān)。進(jìn)而利用自動化技術(shù)，分析計算電容與自然功能。同時，綜合我國現(xiàn)階段各種新能源發(fā)電廠的實際應(yīng)用，為了避免在電能生產(chǎn)過程中造成過度無功補(bǔ)償，則利用電氣工程自動化技術(shù)，采用模糊投切方式，能夠保持電率平衡，實現(xiàn)對無功功率的合理補(bǔ)償。

2.3 提升配電技術(shù)水平

在新能源的開發(fā)過程當(dāng)中，利用電氣工程自動化節(jié)能技術(shù)，應(yīng)注重配電技術(shù)水平的合理優(yōu)化提升。作為驅(qū)動各行業(yè)設(shè)備使用的先決條件，電力能源的重要性不言而喻。而在電氣設(shè)施的使用建設(shè)過程當(dāng)中，應(yīng)進(jìn)一步滿足設(shè)備需求，同時關(guān)注使用者的切實生產(chǎn)要求，配置電氣工程自動化裝備的過程當(dāng)中，應(yīng)考慮各項機(jī)械設(shè)備傳輸電力能源時所產(chǎn)生的節(jié)能與安全表現(xiàn)。要求電氣設(shè)備均符合各行業(yè)的生產(chǎn)需求，并適應(yīng)新能源開發(fā)中的穩(wěn)定性要求，因此創(chuàng)建自動化技術(shù)能夠便于對電氣系統(tǒng)展開更加高效便捷的管控工作。

針對配電線路在使用過程當(dāng)中的強(qiáng)度與安全性能需求，利用電氣工程自動化技術(shù)可自動采集線路熱能與負(fù)載參數(shù)。經(jīng)過自動計算分析對比標(biāo)準(zhǔn)線路運行狀態(tài)下的條件，檢驗當(dāng)前配電線路是否處于安全運行狀態(tài)。若出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，則能夠第一時間加強(qiáng)預(yù)警，從而對配電線路進(jìn)行優(yōu)化改造，確保配電線路在電氣工程中能夠形成更加合理的運行表現(xiàn)。

3 結(jié)語

近年來，新能源開發(fā)是我國面臨資源緊缺局勢下的重要舉措，而注重新能源開發(fā)下的電氣工程自動化技術(shù)應(yīng)用則能夠達(dá)到更加合理的節(jié)能環(huán)保表現(xiàn)。例如，風(fēng)能發(fā)電、光伏發(fā)電以及地?zé)崮茉窗l(fā)電中，利用工程自動化技術(shù)展現(xiàn)出卓越的節(jié)能優(yōu)勢，同時也可以利用無功功率補(bǔ)償、提升配電技術(shù)水平、科學(xué)合理選擇變壓器的方式，滿足當(dāng)前階段的新能源建設(shè)節(jié)能需求，從而為社會今后的綠色環(huán)保發(fā)展提供堅實基礎(chǔ)。