電氣工程應用領域范文

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第1篇

關鍵詞：儲能技術；電氣工程；應用；發展

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（c）-0000-00

電能的廣泛應用被認為是20世紀中最具影響力的成就之一。隨著電能的發展和技術的完善，現在電能已經逐漸深入到了國民經濟和人們日常生活中的各個方面，是現代人類社會主要生存的基礎。因此電力工業也是現階段我國最重要的基礎產業之一。由于過去傳統電網在運行的過程中存在很多缺點，因此儲能技術的應用在很大程度上提升了電網的安全性和靈活性，保證了經濟的進步和發展。針對這種情況，本文就針對儲能技術在電氣工程領域中的應用和發展進行研究，以期對今后我國電力的發展和社會現代化水平的提升起到更大的積極影響[1]。

一、未來電氣工程學科面臨的主要問題及儲能技術的作用

（一）電力系統安全高效運行問題更加突出

現代社會中我國的電力系統不斷向著大電網的方向進行發展，因此保持電網的穩定不僅對電力的發展有著重要的影響，同時也對電力系統整體的安全運行產生重要的作用。隨著現代電網規模的發展和擴大，互聯電網將逐漸展現和傳統電力系統不同的特征，在這個過程中，每個環節中的強耦合性、系統運行條件下的隨意性等都會比之前更為突出。與此同時，大型的互聯電網穩定性的逐漸喪失將給我們帶來越來越大的影響。

（二）可再生能源的規模化利用和分布式能源系統的建立是必然的趨勢

在社會的不斷發展過程中，石油、煤炭等不可再生的化石能源隨著不斷使用和開發已經呈現了逐漸枯竭的趨勢和狀態，因此這也導致了全球范圍內的能源危機，在這個基礎上我們只有不斷尋求更好的新能源對其進行替代，才能保證人類社會的正常發展和進步。因此太陽能、風能、地熱能等可再生資源的有效利用，不僅能對這一問題進行解決，同時還能更好的實現可持續發展的基本要求，是一種有效地發展途徑。但是在實際開發這些能源的時候，由于這些能源的共同特點都是穩定性較差，同時能量的密度也比較低，因此開發的過程中會存在很大的問題和困難，我們要不斷對這一問題進行解決[2] 。

（三）環境保護問題的重要性

環境污染問題中一個比較重要的方面就是大氣污染，特別是在現代社會中交通運輸工具的發展下，越來越多的尾氣排放都被排放到大氣中，因此這一問題現在也引起了人們的廣泛關注和重視。在傳統交通工具的使用過程中，主要是以燃燒化石燃料為主要的動力來源，比如石油、柴油等。但是我們為了更好的對現代尾氣問題和環境污染問題進行解決，我們也提出“低碳環保，綠色出行”的理念，因此交通運輸工具的驅動系統逐漸轉為電力驅動也是在這個背景下提出的。

二、現有儲能技術的方式

（一）抽水儲能技術

按照相關的容量對抽水儲能電站進行建造，一般情況下，儲存能量在釋放的時候能釋放少則幾個小時，多則幾天，并且效率都能保持在百分之七十五左右。這種方式通常應用在能量管理和頻率控制的領域。抽水儲能的一項最大的特征就是儲存的能量非常大，也正是由于這項特點，所以和電力系統的發展是十分切合的[3]。

（二）蓄電池儲能技術

用于儲能的NaS電池可以對脈沖功率進行輸出，同時由于高效的功率，因此在通常輸出的功率也是額定功率的六倍，但是整項工作的開展通常不會超過三十秒。這一特點使得我們能更好的對電能進行調整和完善，將整體的設備經濟性進行有效地提升和發展。

（三）超級電容器儲能技術

一般情況下，超級電容器要比常規的電容器更具有介電常數、耐壓力且擁有較大的表面積。例如，陶瓷超級電容器的絕緣能力就比較強，同時由于陶瓷超級電容器的耐壓水平比較高，因此這項技術也被今后儲能的應用和發展提供了良好的基礎。

三、改善電能存儲技術的主要方向

在社會的不斷發展中，我國的現代化腳步也在逐漸加快，因此怎樣更好的對高密度、大容量的電能存儲技術和方式進行研究也是現階段我們需要解決的主要問題[4]。

（一）發展電力電子技術

在電力行業的發展過程中，各種能量形式能否真正的進行有效地轉換和發展，會直接對我國儲能技術產生影響。因此對于快速、大容量同時成本又比較低的能量轉換問題進行解決，就是一項非常重要的問題。因此在這個基礎上，我們發展電力中的電能存儲技術將是電力行業得到更有效的進步和提升。

（二）對于各種儲能技術的有效利用

由于每項儲能技術的特點不同，因此在優點和缺點上都會有很多不同。在實際生產建設過程中，我們也不可能只采用一種儲能技術對工作進行開展和完成。在這個基礎上我們就要對各種技術進行適當的發揮和利用，根據實際生產和應用的具體要求，我們要對儲能技術中的優勢進行有效地利用，對不足的地方進行改善[5]。

（三）尋找新的應用領域

在發展的過程中，我們在對儲能技術進行完善和發展的過程中，也要適當的開發和研究新的儲能技術，保證技術在不斷地提升和進步。我們在對原有的技術和應用領域進行改善的時候，要及時的對原有的問題進行改善，避免出現局限性。同時我們要想讓儲能技術在應用的過程中向著更全面的方向發展，我們在進行服務的過程中就要不斷開發新的應用行業和領域，將儲能技術在今后的發展過程中得到更好的進步和應用。

結束語：

綜上所述，我們通過研究了解到，作為我國社會發展中一項十分重要的基礎性產業，電能無時無刻都在影響著我們的生活和社會的發展。而本文通過對儲能技術在我國電氣行業和工程中的應用進行分析，不僅對儲能技術的重要性進行了有效地突出，同時還對我國今后怎樣提升電能存儲方式和方法提出了一定的建議，對電能的發展有著很大的幫助。希望通過本文的研究和分析，能幫助今后我國電力行業的發展起到更大的幫助作用，全面促進我國社會發展和現代化水平的進一步提升。

參考文獻：

[1] 程時杰，李剛，孫海順等.儲能技術在電氣工程領域中的應用與展望[J].電網與清潔能源，2011，25（2）：1-8.

[2] 王碧波.儲能技術在電氣工程領域中的應用與展望[J].城市建設理論研究（電子版），2015，35（17）：8138-8139.

[3] 勞金養.儲能技術在電氣工程領域中的應用與展望[J].建筑工程技術與設計，2016，27（19）：2975.

第2篇

關鍵詞：電氣；設備；智能化；系統

1引言

邁入二十一世紀以來，隨著科技水平的不斷進步，我國在電氣領域也得到了巨大發展，不管是在質量上，還是在數量上，我國都得到了實質性的進展和突破。本著與時俱進的精神，電氣行業的發展也緊跟時代的脈搏，緊緊圍繞互聯網技術和其他先進的科學技術的發展，形成了具有自身特色的發展模式。而與尤為突出的就是人工智能這一方面。人工智能技術在電氣自動化控制方面的廣泛運用，使得許多工作和研究中的疑難問題得到了很好的解決，同時也使得工作效率得到了很大的提高。

2智能化概述

既然說到智能化，那就顯然我們來了解一下，什么是智能化！智能化屬于計算機科學的分支，又常常被稱為人工智能，其所表達的是對人的意識或思維的相關信息過程進行模擬。在智能化或說是人工智能的研究領域包括許多方面，比如圖像識別技術、語音識別技術、智能機器人等等。而按人工智能化程度的強弱，可大致分為強人工智能和弱人工智能，所謂的強人工智能就是指具有自主意識能夠真正做到自主解決問題和推理的設備或機器人，而弱人工智能則是沒有自主意識的設備和機器人。在生活中，弱人工智能較為常見。人工智能能夠被廣泛運用于各個領域，自然有其所特有的優勢。對于人工智能其特點有以下幾點：第一，促進社會經濟效益的提升。因為人工智能領域的發展，許許多多新的相關領域和產業也隨之誕生。同時智能化技術的不斷突破也使得傳統行業和領域得到了改進和升級，從而進一步促使了社會產業結構的調整升級。智能化技術在其他行業的運用大大提高了該行業的生產效率和生產能力，以及生產質量。所以，總結一下就是智能化技術的不斷進步能夠促進社會經濟效益的提升。第二，促進相關科學技術和領域的發展。隨著人工智能技術的誕生和發展，隨之而來的則是一場全新的技術革命。智能化技術給某些領域的科學研究來說有一定程度的沖擊，其中就比如自然科學領域的一些研究。而在電氣工程領域由于智能化技術的引入，使得電氣工程的科學研究理念發生了改變，同時也使電氣工程的相關研究更具有價值。第三，改變了人們的生活模式。隨著智能化技術在各領域的應用越來越成熟，人們的生活模式也在慢慢的發生改變。生活中智能化的設備和一些智能化的體驗，讓人們切切實實地體驗到了智能化技術所帶來的便利。同時也對智能化技術期盼也越來越多。

3智能化技術在電氣工程領域的應用

將智能化技術引入電氣工程自動化控制設備后系統中大大提高了，設備和系統的工作效率和工作質量。比如由于智能化技術的引入，使得換熱站的自動化控制程度得到了提高，目前已實現了無人值守的目標。下面我們將從系統的智能感知，記憶存儲，自動調控和自我決策這幾個方面來說明智能化技術在電氣工程領域應用的具體意義。

（1）系統的智能感知

所謂的智能感知就是對外部世界的感知，并獲取外界信息的能力。智能感知是智能化技術的重要組成部分。智能感知系統的設立有利于電氣自動化系統對系統操作形式和數據分布的感知，對系統實現遠程化、無人化和自我感知的能力有很大幫助。其實自我感知系統是智能化和信息化相結合的應用。比如在換熱站中，自動化換熱設備通過相應的傳感器，對溫度、設備的運行狀態進行感知，而后將相關數據進行初步的處理之后，再將數據傳送到相應的計算機終端，而后根據計算機對數據的分析結果，通過信息技術和自動化控制技術對自動化換熱設備進行相關操作。

（2）系統的記憶存儲

電氣自動化系統對外部信息、操作數據以及其他相關數據的存儲是十分重要的。在智能化電氣自動化系統中，一般是由智能化終端對以上所說的相關數據進行存儲的，除此之外，智能化終端還會對數據和信息進行一定的分析處理和計算整合。所以根據智能化終端的數據，我們可以找到數據之間的差異，從而改進設備的相關操作。同時在智能化終端還能在設備出現故障時，根據設備故障的原因對設備故障處理的相關操作進行相關的記憶存儲，從而使設備的在遇到該類故障時可以實現自行處理的功能。

（3）系統的自動調控

所謂的自動調控就是根據外界變化的環境不斷的進行自我調整，從而來適應變化的環境。反應在智能化技術中就是根據外部環境的變化，不斷的對系統的相關操作數據進行調整，從而來實現電氣工程的自適應。比如溫度控制，在智能控制系統中，機械設備在運行過程中會產生熱量其運行過程中溫度升高，而智能系統在感知其溫度升高后會自動調度設備中的散熱裝置對其進行散熱，從而確保設備運行在正常的溫度，而在其溫度下降到一定范圍，系統則會自動關閉散熱裝置。

（4）系統的自我決策

從上面我們不難看出，智能控制系統可以根據外界的相關變化做出相應的動作，所以從一定程度上來說，智能控制系統具有一定的自我決策的能力。而在電氣自動化控制中，智能化技術作用最為突顯的地方就是智能診斷。我們的電氣自動化設備不可能是不出現任何故障的。而在電氣設備出現故障時，智能化技術能夠很快的發現故障的源頭，并及時的對故障原因進行分析，而后進行自我決策并做出相應操作處理。

4結語

電氣工程自動化控制系統的智能化是電氣領域未來的發展方向，而智能化技術由于信息技術結合得十分緊密。所以在實現電氣工程自動化控制智能化的過程中，就是將信息化和智能化緊密結合得應用在電氣領域。通過計算機或其他信息終端提高電氣設備智能化的程度，實現電氣設備的自動化故障診斷、決策和處理運行。電氣工程自動化控制系統的智能化是一項長期任務需要電氣領域和相關領域的研究和工作人員的一起努力。

參考文獻：

[1]張賽文挺.淺析智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].科技風,2016(11).

第3篇

關鍵詞：儲能技術；電氣工程；應用

中圖分類號：F407.6文獻標識碼： A

在能源結構調整的大背景下，隨著電力系統對安全、高效、穩定運行等條件的要求愈來愈高，我國電網的發展逐漸歩入一個全新的階段——智能電網。而智能電網要求我們提供適應21世紀需求的高品質電能質量，適應眾多的電源種類和電能儲存方式。而智能電網它是一個集合了多種當代先進技術的復合系統，這些技術包括電力、儲能技術、信息技術、電子技術、傳感測量技術等，而儲能技術是其中至關重要的一環。這是因為儲能技術不僅能保障電網系統穩定運行和提高系統安全性能外，還可以為電力系統調峰填谷，解決供用電矛盾。因此，研究儲能技術在電氣工程領域中的應用是非常有意義的。

1、儲能技術的概述

目前儲能方式主要分為三類：機械儲能、電磁儲能、電化學儲能。儲能技術主要分為物理儲能、化學儲能和電磁儲能三大類。而機械儲能包括：抽水儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。其中目前最成熟的大規模儲能方式是抽水蓄能；電磁儲能包括：超導儲能、電容儲能和超級電容器儲能；電化學儲能包括鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池、鈉硫電池等等。液流電池具有大規模儲能的潛力，但目前使用最廣泛的還是鉛酸電池。目前根據各種儲能技術的特點，飛輪儲能、超導電磁儲能和超級電容器儲能適合于需要提供短時較大的脈沖功率場合；而抽水儲能、壓縮空氣儲能和電化學電池儲能適合于系統調峰、大型應急電源、可再生能源并入等大規模、大容量的應用場合。本文就目前最主要的抽水儲能技術、空氣壓縮儲能技術、飛輪儲能技術和超級電容器儲能在電氣工程領域中的應用進行分析。

2、儲能技術在我國智能電網建設中的作用

隨著經濟社會的快速發展和人民群眾生產生活對電力需求的快速增長，我國已經成為世界上第二大的電力生產國和消費國，在今后的長遠發展中，電力系統的建設對我國有著舉足輕重的意義。這是因為電能存儲技術還在其他很多行業中扮演著不可或缺的角色，它的進步必定會帶動一系列產業的優化和升級，為人類社會的良性發展貢獻出巨大的正能量。為了人類居住的地球不再因為能源的稀缺而烽煙彌漫，電能的存儲技術亟待取得新突破。下面就傳統電網與智能電網功能對比表（見3-1）：

當然，智能電網既要適應大型電源中心的集中式接入，也要適應各類可再生能源發電的分散式接入。目前我國智能電網的發展面臨著可再生能源發電與智能電網的互動和協調、均衡發展的問題，這就離不開儲能技術的支持，儲能技術是可再生能源發展應用的先決條件，也是實現智能電網與可再生能源發電互動、融合的必要方法。而智能電網將安全、無縫的融合各種不同類型的發電和儲能系統，并能夠使其并網過程達到最簡化，最終近似的實現“即插即用”。而在智能電網建設中，大型集中式發電廠包括各種清潔能源的電源，這些大型電廠通過加強輸電系統的建設仍然能夠遠距離輸送電力，繼續發揮主要的作用。因此，智能電網通過遍布電網的諸多儲能節點，同時對電力資源進行更為有效的調度，有效平衡各方利益，提高整個電網的用能。

儲能技術在電氣工程領域中的應用

3.1、抽水儲能技術

抽水儲能技術最大的特點就是電能儲存能力較大，對于電力系統用電高峰時期的電能補充有著優秀的表現。抽水蓄能電站是目前在實際工程中技術最成熟，同時應用最為廣泛的一種儲能方式，其結構如圖1所示：

圖1 抽水蓄能電站示意圖

抽水儲能電站在構成上必須具有上、下游兩個水庫，其工作原理是在電力負荷低谷時期，利用電網剩余電能將水從下游水庫抽到上游水庫，即相當于將電能轉化成水的重力勢能存儲，在這個過程中，抽水儲能裝置工作于電動機狀態；而在負荷高峰吋段，系統利用儲存于上游水庫中水的重力勢能進行發電，補充電網供電不足，在這個過程中，抽水儲能裝置則是工作于發電機的狀態。抽水儲能電站是現在唯一可以大規模解決電力系統中峰谷調節困難的方法，其具有多種優點：技術上已經成熟，運行可靠，容量可以做得很大；缺點是地理條件因素會限制水庫的建造，具有合適的高低水庫且適合建造儲能電站的地理位置較少，一般又都遠離負荷中心，輸電損耗較大，地理位置偏僻也給其維護帶來了不便。

3.2、空氣壓縮儲能技術

壓縮空氣儲能技術主要用于燃氣輪機發電設備。壓縮空氣儲能示意圖（見圖2）。

壓縮空氣儲能電站在實質上是一種用于調峰的燃氣輪機發電廠，其主要原理利用電力系統負荷低谷時段的剩余電力進行壓縮空氣作業，并將其儲存于高壓密封設施內，在負荷高峰時段釋放出來用以驅動燃氣輪機發電。壓縮空氣儲能與抽水儲能類似，只要能做到較大規模，就可用于解決峰谷差問題，其關鍵問題就是找到一個適合儲存壓縮空氣的場所，最合適的場所是水封恒壓儲氣站，這種場所可以保持輸出為恒壓氣體，因此能夠保障燃氣輪機穩運行穩定，增加系統的穩定性。隨著分布式發電系統的發展，提高儲氣壓力和減小儲氣庫容量就顯得更為必要，今后，微型壓縮空氣蓄能電站(micro-CAES)將是CAES最具有應用性的發展途徑。

3.3、飛輪儲能技術

目前的飛輪儲能技術主要是通過一個旋轉質量塊與軸承組成。其中軸承是采用磁懸浮技術，主要目的就是為了減少由于旋轉摩擦引起的能量損耗，提高儲能效率延長使用年限。飛輪儲能技術由于受外界環境影響較大，因此推廣程度不及抽水儲能及化學蓄電池儲能。（飛輪儲能見圖3）

飛輪儲能的原理是當系統儲存能量時，將電能通過內部的電機轉化為飛輪的動能儲存起來，當需要放電時，又將飛輪的動能經過電機還原為電能，輸送給外部負載使用。目前，飛輪儲能主要用于不間斷電源系統、應急電源系統、電網調峰以及頻率控制。隨著磁懸浮軸承技術的進步，飛輪的大型化、高速化發展以及軸承有效載荷密度的提高，飛輪儲能的應用將會更加廣泛。

3.4、超級電容器儲能

電容是電力行業常見的元件，但是超級電容器與傳統電容器有很大的區別。超級電容器的電介質常數更大，其過大的內部表面積使得超級電容器有著出眾的耐壓優勢。大部分超級電容器的材質都是采用陶瓷來記性設計，因為陶瓷有著極高的耐壓和絕緣效果，超級電容儲能技術是未來儲能技術的主要發展方向。超級屯容器儲能示意圖（見圖4）

超級電容器經過近幾年的發展，目前已形成諸多系列產品，超級電容器儲能最大儲能量已達30 MJ，但由于超級電容器價格比較昂貴，其發展空間受到一定的限制，在電力系統中，超級電容器儲能—般用于負載平滑、改善電能質量、調整高峰值功率等，在系統電壓跌落或受到瞬態干擾時提高供電質量。

4、儲能技術未來發展方向

我國未來智能電網的發展要求提高能源利用效率、調整能源結構、增加替代能源，實現能源的可持續發展。儲能技術可以調節可再生能源發電的輸出功率，并使其具備向電力系統提供頻率控制功能以及快速功率響應等輔助服務，為可再生能源的大規模應用開辟了可行之路。當前，電力儲能技術正向著轉換效率的高效化、儲存能量的高密度化和應用的低成本化方向發展，通過各種試驗示范和實際運行，其發展日趨成熟，我們有理由相信，在我國智能電網的建設發展中，儲能技術必將會有更廣闊的應用和發展。

參考文獻：