电气工程自动化的供配电节能控制探讨

摘要：本文聚焦电气工程自动化供配电节能控制，剖析供配电系统组成、原理及其节能必要性，深入挖掘设备老化、技术滞后、管理缺失等现存问题，如变压器能耗高、智能控制应用不足、节能制度不健全等。针对性提出优化设备选型配置、推进技术创新应用、强化节能管理等策略，包括选用节能变压器、推广智能控制系统、建立健全管理制度等。研究成果为提升供配电系统能效、推动电气工程领域节能减排提供理论与实践参考。

关键词：电气工程自动化；供配电系统；节能控制；设备选型；智能技术

引言

在全球能源危机与双碳目标持续推进的背景下，能源的高效利用成为各行业发展的关键议题。电气工程作为工业生产、社会生活中电力供应与使用的核心领域，其供配电系统的能耗占比不容小觑。据统计，在工业企业中，供配电系统能耗约占总能耗的30%-40%，商业建筑与居民住宅中的这一比例也相当可观。随着自动化技术的飞速发展，电气工程自动化水平不断提升，为供配电系统节能控制带来新的机遇。通过先进技术手段优化供配电系统运行，实现节能降耗，对缓解能源紧张局面、推动经济社会可持续发展具有重要意义。因此，深入研究电气工程自动化供配电节能控制，分析现存问题并探寻有效策略，已成为电气工程领域亟待解决的重要课题。

一、电气工程自动化供配电系统概述

1.1 供配电系统的组成与工作原理

电气工程自动化供配电系统作为相对复杂的精密电源传输分配系统，包括电源、变压器、配电装置、输电线路和用电设备。电源是系统能量的来源，包括市政电网电源、自发电机电源等，是系统的输入能量。变压器是系统的重要组成部分，通过电磁感应将系统电源输入的电压调整成用于供电的用电设备所需的电压或者是增大电压的数值以便于输配电长距离输电。对于系统来说，电源的电能通过升压变压器把电源输出的电压升高，用于长距离输配电，减少电能传输的损失。

1.2 供配电系统在电气工程中的地位与作用

供配电系统作为电气工程的重要构成，影响着电气工程整体的供电安全，运行不稳给人们的用电安全造成隐患。工业企业中发生供配电系统运行问题如电压降低、线路出现故障等情况，则会引起生产系统的停止运转，扰乱生产周期，严重的还会导致生产安全事故。如在汽车工厂中，冲压、焊接、涂装等重要生产工序对供电质量的要求很高，供电系统中出现的运行故障会造成生产厂线的停止运转，造成企业巨大的财产与生产损失。在保障电力稳定供应方面，供配电系统通过科学的网络拓扑设计和合理的设备配置，实现电能的可靠分配。

1.3 供配电系统节能控制的必要性

近年来由于能源资源日趋紧张，对环境保护的要求也在日趋提高，供配电系统的节能控制具有相当重要的作用。供配电环节在电气的消耗环节当中占比较大，相当一部分的电能在传递、分配及设备运转中消耗，对于节约能源角度而言，对供配电系统加以节能控制，则可降低电力浪费，增强能源的利用性，从而降低能源压力。对于企业与消费者来说，从经济利益上来讲可以有效地节约用电，取得良好的经济效益。供配电系统的节能控制也是响应我国的可持续发展理念，有利于保护环境，低碳环保，促进人与自然的和谐发展。

二、电气工程自动化供配电节能存在的问题

2.1 设备层面问题

设备方面影响节能的因素较多。企业或者单位中部分依旧采用旧式以及高耗能的变压器，变压器在工作过程中具有较高水平的空载损耗和负载损耗，电能转化的效率很低。另外，在输电线路上面，线路设计不合理和线路老化比较突出。线路设计不合理会导致输电距离较长，这样导致输送过程损耗严重，线路老化和绝缘性能差，会使得电能损失更多。电气设备中的设备能效比较低也普遍存在，部分电气设备属于低效的电动机、照明灯具等，它们都具有更多的电能消耗，同时输出的功率、寿命比节能的设备要更低。

2.2 技术层面问题

在技术层面上，缺乏先进控制技术。诸多供配电系统缺乏先进化的监测、控制技术，仍旧主要依靠人工巡查、经验判断等获取、理解系统运转的相关情况，对系统运转是否顺畅、运转参数是否需要调整进行相应反映并及时作出处理，从而造成电力能源在多余情况下被损耗；在无功补偿技术上存在缺陷也影响供配电系统的节能效果。诸多企业在供配电系统上的无功补偿配置存在不合理之处，并不能有效提升供配电系统的功率因数，导致其存在着较多的无功功率被在系统中重复消耗，形成消耗电力，导致相关线路与设备存在多余的损耗。而伴随着较多的太阳能、风能等新能源的应用，供配电系统接纳新能源技术不成熟，导致其新能源输出平稳性、供配电系统兼容性较弱，影响新能源的有效利用性及系统节能水平。

2.3 管理层面问题

管理不当也是影响供配电节能工作的一个因素。节能管理制度尚未完善，许多企业与单位未健全能耗监测、考核机制，不掌握供配电系统的能耗情况，不能对节能工作进行考核与反馈；运维管理水平较低，一些运维工作人员业务水平不够，对新型供配电设备的使用和维护不够熟练，使设备无法始终保持在最优的运行状态，而且因为操作不当还会引起故障出现，耗费更多的能耗与维修费用。

三、电气工程自动化供配电节能控制策略

3.1 优化设备选型与配置

就设备的问题，应当对设备的选择以及配套进行节能优化。在变压器的选择上，首先应当选择高效节能的设备，这种变压器在生产中采用了新材料，新工艺来降低空载损耗和负载损耗。应当以实际的用电负荷为依据，来选择变压器的容量以及台数，并且不能大马拉小车，也不能负载率过大，使变压器一直处于高效区间上运转。在输电线的使用上，要进行科学的设计和安排，并将线路长度减短，避免迂回，选择合适的线路材质以及截面积，减少线路的电阻。在电气设备的选择上，需要摒弃一些高耗能的电气设备，对一些高耗能的电机采用节能电机，照明灯具使用 LED，从设备源头上节能降耗。

3.2 加强技术创新与应用

技术创新及应用是供配电节能的重要手段。大力推广供配电管理智能化控制技术，建设智能化供配电管理控制系统，通过对供配电管理系统参数进行有效监测和智能自动控制，实现智能化管控。做好完善供配电无功补偿技术，适当布置无功补偿装置，并做好智能化控制，实现供配电系统的动态无功补偿，提高供电设备的功率因数，降低无功消耗，加强新能源接入技术的研究，加大新能源接入及电网融合度，采用储能、微电网等新能源新技术，提高新能源利用效率，稳定电力系统运行。

结语

电气工程自动化供配电节能控制是一项系统性工程，涉及设备、技术和管理等多个方面。通过深入分析供配电系统节能存在的问题，并针对性地采取优化设备选型配置、加强技术创新应用、强化节能管理等策略，能够有效降低系统能耗，提高能源利用效率。在能源与环境问题日益严峻的当下，持续推进供配电节能控制工作，对于实现电气工程领域的可持续发展具有深远意义，未来还需不断探索和创新，推动供配电节能技术迈向更高水平。

参考文献

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