面向节能需求的电气工程供配电系统优化策略

摘要：随着全球能源问题日益突出，电气工程供配电系统的节能优化成为关注焦点。本文深入剖析了电气工程供配电系统的节能现状，包括现存的能源浪费问题以及当前节能优化技术的应用情况。针对这些问题，提出了一系列面向节能需求的优化策略，涵盖负荷管理与优化、设备效率提升、智能监测与控制、新能源接入与利用以及电能质量管理等方面。同时，详细阐述了优化策略的实施步骤与关键技术，并强调强化技术优化与创新的重要性。旨在为推动电气工程供配电系统的节能发展提供理论支持与实践指导，助力实现能源的高效利用和可持续发展目标。

关键词：电气工程；供配电系统；节能需求；优化策略

引言

社会经济发展中，能源始终是支撑经济发展和社会进步的重要基石。随着工业化和城市化进程的加速，能源消耗也在急剧增长，这导致能源短缺和环境污染问题愈发严峻。在能源供应中，电气工程作为能源消耗的重要领域，其供配电系统的能源利用效率往往直接关系到整个社会的能源供需平衡和可持续发展。因此，探究面向节能需求对电气工程供配电系统进行优化具有紧迫的现实意义和深远的战略价值。实现高效的供配电系统不仅能够降低能源损耗，不仅减少企业的运营成本，还能够有效缓解能源压力，从而持续降低对环境的负面影响。

一、电气工程供配电系统节能现状分析

1.1 能源浪费问题

电气工程供配电节能实践中，往往存在不合理的负荷分配。具体来说，在供配电中，部分区域或设备的负荷过重而其他区域或设备的负荷却处于闲置或轻载状态。如在大型工厂中，某些生产车间在高峰时段设备满负荷运行导致电力供应紧张，但其他车间的设备却因生产任务不饱和而处于低负荷运行状态，这就导致整个供配电系统的能源利用效率低下[1]。其次，一些早期建设的电气工程供配电系统的设备老化问题严重。老旧的变压器、开关柜、电动机等设备，其能耗较高，运行效率远低于现代节能设备。此外，电能质量问题如供配电系统中电压波动、谐波污染等，往往会对供配电系统的能源利用效率产生负面影响。

1.2 节能优化技术现状

在节能技术应用中，虽然已经出现了一些针对电气工程供配电系统的节能技术，如无功补偿技术，但实际上，这些技术的普及程度还不够高。一些企业由于对节能技术的认识不足，或者处于担心节能技术改造的成本过高等原因不愿意采用先进的节能技术。其次，在节能技术领域中，不同技术的发展水平存在较大差异。一些传统的节能技术，如变压器经济运行技术，已经相对成熟，应用也较为广泛。但一些新兴的节能技术，如分布式能源接入技术虽然具有很大的节能潜力，但由于技术难度高、标准规范不完善等原因，还处于研究和试点应用阶段，仍然尚未得到大规模推广。

二、面向节能需求的供配电系统优化策略

2.1 负荷管理与优化

在进行负荷管理的过程中，首先要进行预测与分析。通过建立负荷预测模型，利用历史负荷数据，气象数据或经济发展数据等多源信息，对未来的电力负荷进行准确预测。例如，通过采用时间序列分析、神经网络等方法，对不同时间段和不同区域的负荷进行预测。而通过负荷预测，供配电系统可以提前做好电力调度和设备配置准备，实现合理地安排生产计划，进而避免出现负荷高峰和低谷的大幅波动，进一步提高能源利用效率[2]。其次，要针对供配电系统的实际情况实现负荷均衡分配。具体来说，根据负荷预测结果，运用智能负荷分配算法，将电力负荷均衡地分配到各个供配电设备和线路上。例如，通过采用动态规划算法，根据设备的额定容量以及运行效率和当前负荷情况，实时调整负荷分配方案，从而使各个设备都能在接近额定负荷的状态下运行，降低设备的能耗和线路损耗。

2.2 设备效率提升

在提升设备效率环节中，首先可以选用高效节能设备。在供配电系统的新建和改造过程中，应当优先选用高效节能的电气设备。例如，通过采用非晶合金变压器替代传统的硅钢片变压器，非晶合金变压器的空载损耗比传统变压器降低70% - 80%，能够有效减少变压器的能耗。其次，要及时进行设备维护与升级，通过定期对供配电设备进行维护和保养，确保设备处于良好的运行状态。例如，对变压器进行定期的油样检测和铁芯检查，及时更换老化的绝缘材料；对电动机进行定期的轴承润滑和绕组检测，防止因设备故障导致能耗增加。对于一些老旧设备，可以通过技术改造进行升级，提高设备的运行效率。

2.3 智能监测与控制

在智能检测与控制中，首先应当建立智能监测系统。通过利用传感器、物联网、大数据等技术，建立供配电系统的智能监测系统。通过在各个电气设备和线路上安装传感器实时采集电压、电流、功率、温度等运行参数，并将这些数据通过物联网传输到监控中心。在此基础上监控中心利用大数据分析技术对采集到的数据进行实时分析和处理，实现对供配电系统运行状态的全面监测和故障预警。其次，智能控制策略。基于智能监测系统采集的数据采用智能控制策略对供配电系统进行优化控制。例如，借助智能控制系统的应用，可以根据实时的负荷变化和电价政策，自动调整设备的运行方式和启停时间。在电价低谷时段可以启动储能设备进行充电，在电价高峰时段则释放储能设备的电能，实现削峰填谷，降低用电成本。

三、优化策略的实施

3.1 实施步骤与关键技术

针对供配电系统优化的过程中，首先应进行现状评估与方案制定，针对对电气工程供配电系统的现状进行全面评估。通过现场测试和数据分析等手段，准确掌握系统存在的问题和节能潜力。在此基础上，根据评估结果制定针对性的优化方案，明确优化目标、实施步骤和技术路线。在方案制定过程中，充分考虑企业的实际需求和经济实力，确保方案的可行性和有效性[3]。接下来，按照优化方案对供配电系统的设备进行改造和安装。对于需要更换的设备，如老旧变压器、低效电动机等，选择合适的高效节能设备进行替换。在设备安装过程中，严格按照相关标准和规范进行施工，确保设备的安装质量和运行安全。在设备改造和安装完成后，还要对供配电系统进行全面调试。在调试阶段，注意检查设备的运行参数是否正常，各设备之间的联动控制是否协调以及智能监测系统和控制策略是否有效。在设备安装以及调试完成后，建立完善的运行维护管理制度定期对供配电系统进行维护和保养。加强对设备的巡检和监测，及时发现和处理设备故障。

3.2 强化技术优化与创新

在技术创新中，企业要积极加大技术研发投入。具体来说，企业应加大对节能技术研发的投入，积极培养和引进专业的技术人才，致力于建立自己的研发团队。积极鼓励研发人员开展技术创新，探索新的节能技术和优化策略。其次，企业还要积极开展技术交流与合作，在技术交流与合作中加强行业内的技术交流与合作，通过参加行业学术会议，技术研讨会或行业展会等活动，及时了解国内外先进的节能技术和发展动态。企业与企业之间可以相互学习、借鉴成功的经验和案例，共同解决技术难题。此外，还可以与国际先进企业开展技术合作，引进国外先进的节能技术和设备，提升自身的技术水平和竞争力。

结语

随着能源需求的持续增加，电气工程供配电系统的节能优化对于缓解能源压力，降低环境污染以及提高企业经济效益具有重要意义。针对电气工程供配电系统的节能优化中的问题，应进行负荷管理与优化，持续设备效率提升强化智能监测与控制。在实施优化策略过程中，还应遵循科学的实施步骤，把握关键技术，并不断强化技术优化与创新，确保节能效果和系统长期稳定运行的关键。

参考文献：

[1]胡文军.浅析电气工程及其自动化供配电系统节能控制[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2024（02）：134.

[2]郑志阳.建筑电气工程供配电系统设计要点研究[J].绿色建造与智能建筑，2024（10）：157.

[3]胡瑾.电气工程及其自动化供配电系统节能控制分析[J].电脑爱好者（校园版），2023（01）：173-174.