电气工程论文公式stm32

引 言燃料电池发电是将燃料的化学能直接转换为电能的过程，其发电效率不受卡诺循环的限制，发电效率可达到50％一70％，被誉为二十一世纪重要的发电新技术之一。目前，国际上磷酸型燃料电池已进入商业化，其它几种燃料电池预计在2005年一2010年200KW一将全面进入商业此。对于这种蓬勃发展的发电新技术，国家电力公司应该采取怎样态度?要不要发展?怎样发展?这些问题亟待解决。一 燃料电池发电的技术特点和应用形式1.1技术特点燃料电池发电是在一定条件下使燃料(主要是H2)和氧化剂(空气中的02)发电化学反应，将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同：只要有燃料和氧化剂供给，就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同，它不受卡诺循环的限制，能量转换效率高。与常规发电相比燃料电池具有以下优点：(1)理论发电效率高，发展潜力大。燃料电池本体的发电效率可达到50一60％，组成的联合循环发电系统在(10—50)MW规模即可达到70％以上的发电效率。(2)污染物和温室气体排放量少。与传统的火电机组相比，C02排出量可减少40％一60％。Nox(＜2ppm)和SOx(＜1ppm)排放量很少。(3)小型高效，可提高供电可靠性。燃料电池的发电效率受负荷和容量的影响较小。(4)低噪音。在距发电设备3英尺(1．044米)处噪音小于60dB(A)。(5)电力质量高。电流谐波和电压谐波均满足IEEE519标准。(6)变负荷率高。变负荷率可达到(8％一lO％)／min，负荷变化的范围大(20一120)。(7)燃料电池可使用的燃料有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气、轻油、柴油等。(8)模块化结构，扩容和增容容易，建厂时间短。(9)占地面积小，占地面积小于lm2／KW。(10)自动化程度高，可实现无人操作。总之，燃料电池是一种高效、洁净的发电方式，既适合于作分布式电源，又可在将来组成大容量中心发电站，是2l世纪重要的发电方式。制约燃料电池走向大规模商业化的主要因素是：高价格和寿命问题。1.2燃料电池的应用形式(1)现场热电联供，常用的容量为200KW一1MW。(2)分布式电源，容量比现场用燃料电池大，约(2—20)MW。(3)基本负荷的发电站(中心发电站)，容量为(100—300MW)。(4)燃料电池还可用于100W—100KW多种可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等。二 为什么要在我国电力系统发展燃料电池发电技术2.1采用燃料电池发电是提高化石燃料发电效率的重要途径之一以高温燃料电池组成的联合循环发电系统，可使发电效率达到60—75(LHV)，这一目标将在2005年左右实现。预计到2010年，发电效率可超过72％。煤气化燃料电池联合循环(IGFC)的发电效率可达到62％以上。以燃料电池组成的热电联产机组的总热效率可达到85％以上。燃料电池本体的发电效率基本不随容量的变化而变化，这使得燃料电池既可用作小容量分散电源，又可用于集中发电应用范围广泛。2.2燃料电池发电可有效地降低火力发电的污染物和温室气体排放量燃料电池发电中几乎没有燃烧过程，NOx排放量很小，一般可达到(O．139一0．236)kg／MW?h以下，远低于天然气联合循环的NOx排放量(1kg／MW?h一3kg/MW．h)。由于燃料进入燃料电池之前必须经过严格的净化处理，碳氢化合物也必须重整成氢气和CO，因此，尾气中S02、碳氢化合物和固态粒子等污染物排量也污染物的含量非常低。与常规燃煤发电机组相比，C02的排放量可减少40％一60．在目前CO2分离和隔绝技术尚不成熟的状况下，通过提高能源转换效率减少CO2排放是必然的选择。2.3采用燃料电池发电可提高供电的灵活性和可靠性燃料电池具有高效率、低污染、低噪声、模块化结构、体积小、可靠性高等突出特点，是理想的分布式电源。与目前一些可做为分布式电源的内燃机相比，燃料电池的发电效率更高、污染更低。在250KW—lOMW的功率范围内，具有与目前数百兆瓦中心电站相当甚至更高的发电效率。作为备用电源的柴油发电机由于污染和噪声大不宜在未来的城市中应用。低温燃料电池不仅发电效率高，而且启动快、变负荷能力强，是很好的备用电源。现代社会对供电的可靠性和环境的兼容性要求越来越高，高效、低污染的分布式电源系统日益受到重视。近年来美国、加拿大、台湾相继发生因自然灾害或人为因素造成的大面积停电，许多重要用户长期不能恢复供电，给社会和经济造成了巨大的损失。北约轰炸南联盟，使电力系统严重受损。这些由不可抗力引起的电网破坏无不使人引发出一个重要的思考：提高我国电力系统供电的可靠性和供电质量，虽然主要依靠电网的改造和技 术革新，但如果在电网中有许多分布式电源在运转，供电的可靠性将会大大提高。 对于象军事基地、指挥中心、医院、数据处理和通讯中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业等部门，对电力供应的可靠性和质量要求很高。目前采用的备用电源效率低、污染严重、电压波动大。而采用燃料电池作为分布式电源向这些部门提供电力，会使供电的可靠性和电力质量大大提高。他们将是燃料电池发电技术的第一批用户。对于边远地区，负荷小且分散，若建设完善的电网，不仅投资大，线损大，且电网末端地区电力质量不稳定。对于这些区域若辅助燃料电池发电的分布式电源，更能有效地解决这些地区的电力供应问题。燃料电池的重量比功率和体积比功率均比常规的小型发电装置大，因此，它也是理想的移动电源，适合于各种建设工地、野外作业和临时急用。2.4发展燃料电池发电技术是提高国家能源和电力安全的战略需要美国已将燃料电池发电列为国家安全关键技术之一。美、日之所以能在燃料电池技术方面处于世界领先地位，与国家从战略高度予以组织、资助和推动密不可分。在目前复杂的国际环境下，高技术的垄断日趋严重，掌握清洁高效发电的高新技术对未来国家的能源和电力安全具有重要的战略意义，而燃料电池发电技术，正是这种高效清洁的高新发电技术之一。燃料电池突出的优点，以及发达国家竟相投入巨资研究开发的行动，足以说明燃料电池发电技术在21世纪会起到越来越重要的作用。2.5发展燃料电池发电技术是国电公司“加强技术创新，发展高科技，形成高新技术产业”的需要燃料电池发电技术是电力工业中的高新技术，己受到普遍重视。美国燃料电池发电技术的研究开发主要由美国能源部组织实施，其中一个重要的目的就是形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力。日本的东京电力公司、关西电力公司及其它公用事业单位是日本燃料电池开发及商业化的主要承担者和推动者，其目的也是为电力公司注入新的经济增长点以获得巨大的经济效益和社会效益。国家电力公司处在完成“两型”、“两化”、“进入世界500强”的历史时刻，恰逢党中央国务院号召全国各行业“加强技术创新，发展高科技，实现产业化”的有利时机，在国家电力公司内不失时机地进行燃料电池发电技术的研究开发是非常必要的。采取引进、消化、吸收和再创新的技术路线，以高起点，在尽可能短的时间内初步形成自主产权的燃料电池发电关键技术，不仅可以使我国在燃料电池发电技术领域与国外的差距大大缩小，而且，对国家电力公司进行发电系统的结构调整、技术创新、形成高新技术产业、实现跨越式发、提高国际竞争能力都具有非常重要的意义。2.6燃料电池发电技术在我国有广阔的发展前景未来二十年，随着我国“西气东送”，全国天然气管网的不断完善及液化天然气(LNG)的广泛应用，燃用天然气的燃料电池发电将会有很大市场。煤层气也是燃料电池的理想燃料。我国丰富的煤层气资源也将是燃料电池发电的巨大潜在能源之一。燃料电池可与常规燃气一蒸汽联合循环结合，形成更高效率的发电方式。与煤气化联合循环(IGCC)结合，形成数百兆瓦级的大型、高效、低污染的中心发电站，比IGCC效率更高，污染更小。燃料电池可与水电、风电和太阳能发电等结合，在高出力时，利用电解水制氢，低出力时用燃料电池发电，达到既储能，又高效发电的目的。采取气化或厌氧处理的方法将生物质变为燃料气，通过燃料电池发电，提高能源转换效率，并降低污染物排放量。对一些经济欠发达但有丰富的沼气资源的地区，利用燃料电池发电技术有可能更有有效地解决这些地区的电力供应问题。2.7与国外有较大的差距在燃料电池发电技术方面，我国与国际先进水平有较大的差距。在MCFC和SOFC技术方面，国外已分别示范成功了2MW和100KW的燃料电池发电机组，而我国在这方面才刚刚起步，2000年才可望研制出2KW左右的试验装置。在PAFC和PEFC技术方面，国内与国外的差距更大。倘若我们现在不开始研究开发燃料电池发电技术，等到燃料电池完全成熟后再引进，不但会受制于人，还将付出更大的经济代价，更谈不上尽快形成燃料电池发电的产业化。若不能形成燃料电池的产业化并在电力系统广泛应用，那么，也谈不上提高发电效率和降低污染物的排放。只有从现在开始，在国外的基础上，高起点研究，经过10—20年的努力，有可能在国电公司形成燃料电池的产业和广泛的商业应用。2.8在我国电力系统发展燃料电池发电技术是市场经济条件下的迫切要求分散式电源作为大电网的有效补充己得到许多国家的重视，而电源提供者的多元化更是一种趋势。我国电网的容量大、技术水平和可靠性还较低、抵御各种灾害的能力较差，在这种情况下，小型高效的燃料电池分布式电源随着技术的商业化市场潜力巨大。倘若电力系统不及时进行研究开发，在未来几年内，有可能被国外企业和国内其它其它行业或民营企业占领燃料电池分散电源市场。在市场经济条件下，国电公司既是用户，又是开发者。对于燃料电池这样重要的发电高新技术，应不失时机地着手研究开发，联合国内一些基础研究单位，争取纳入国家的攻关计划，获得国家支持，在尽可能短的时间内，形成燃料电池发电技术研究开发的优势，开发燃料电池发电关键技术和成套技术，形成国电公司的高新技术产业，既可优化调整电力结构，又能满足市场的不同需求。三 国外燃料电池发展计划及商业化的预测3.1美国燃料电池发电技术研究开发状况3.1.1美国燃料电池发电技术的研究开发计划1997年，美国总统克林顿颁发了"改善气候行动计划”，燃料电池被确定为一项关键技术，联邦政府为此制定了一项“美国联邦燃料电池发展计划”，目的是通过燃料电池的商业化来减少温室气体排放量。在这项计划中，对每一个燃料电池的新用户资助l000／KW的优惠。结果，仅在1998年，就有42台200kwPAFC发电机组投入运行。美国政府鼓励在一些对环境敏感的地区建立燃料电池发电站。此外，政府已促使美国所有的军事基地安装200KW燃料电池发电机组。通过这些措施，加速燃料电池的商业化，并提高国家能源的安全性。美国政府投入巨资研究开发燃料电池发电技术的另一个目的，就是要保持美国在这一领域的领先地位。随着商业化过程不断深入，将逐步形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力，提供更多的就业机会。美国DOE的燃料电池发展计划如下：PAFC己商业化，不再投入资金进行研究开发。PAFC目前的发电效率为40％一45(LHV)，热电联产的热效率为80％(LHV)。已完成250KW和2MWMCFC的现场示范，预计2002年进行20MW的示范；2003年左右，使250KW和MW级MCFC达到商业化；2010年，燃用天然气的250KW一20MWMCFC分散电源达到商业化，100MW以上MCFC的中心电站也进入商业化;2020年，100MW以上燃煤MCFC中心发电站进入商业化。MCFC技术目标是运行温度为650℃，发电效率达到60％(LHV)，组成联合循环的发电效率为70(LHV)，热电联产的热效率达到85(LHV)以上。目前，己完成25kw和100kwSOFC现场试验，正在进行SOFC的商业化设计。预计2002年左右，进行MW级SOFC示范；2003年左右，100kw一1MWSOFC进行商业化：2010年，250kw一20MW燃用天然气的SOFC以分布式电源形式进入商业化，100MW以上燃用天然气的SOFC以中心电站形式进入商业化；2020年，100W及以上容量的燃煤S0FC以中心电站的形式进入商业化。SOFC技术目标是：运行温度为1000℃，发电效率达到62％(LHV)，组成联合循环的发电效率达到72％(LHV)，热电联产的热效率达到85(LHV)以上，燃煤时发电效率可达到65％(LHV)，这一目标预计2010完成。美国是最早研究开发PEFC的国家，但在大容量化和商业应用方面已落后于加拿大。目前美国生产的质子交换膜仍居世界领先水平。美国在PEFC的开发方面是面向家庭用分散式电源，实现热电联供。PlugPower公司与GE合作，计划2001年使10kwPEFC进入商业化，价格达到S750—1000／kw，大批量生产后，使PEFC的价格达到$350／kw。3.1.2市场预测美国能源部(DOE)对美国潜在的燃料电池市场的预测认为：在2005年一2010年，美国年需求燃料电池发电容量约2335MW一4075MW。现在美国的燃料电池年生产能力为60MW，商业化的价格为$2000一$3000／kw，若年生产能力达到100MW／a，商业化的价格则可达到$l000—$1500/Kw。若能达到(2000—4000)MW／a的生产能力，燃料电池的原材料费仅$200一$300／kw。那么燃料电池的价格则有可能达到$900—$l100／kw，此时可完全与常规的发电方式竞争。3.2日本燃料电池发电技术的发展进程及应用前景预测3.2.1发展进程日本在PAFC研究方面，走的是一条引进合作、消化吸收、再提高的路线。1972年东京煤气公司从美国引进两台PAFC燃料电池发电机组，大阪煤气公司也在1973年引进两台PAFC机组。日本政府于1981年设立了以开发节能技术为宗旨的“月光计划”，燃料电池发电是其中一项重要内容。此后，日本国内的电力公司、煤气公司和一些大型的制造厂纷纷投入燃料电池的研究开发，并与美国IFC合作，使日本的PAFC得到更大的发展。目前，日本的PAFC技术已赶上了美国，商业化程度超过了美国。5MW(富士电机制造)和11MW(东芝与IFC合制)均在日本投运，日本公司制造的PAFC机组已运行了近100多台。日本有关MCFC的研究是从1981年开始的，通过自主开发并与美国合作。1987年10kwMCFC开发成功，1993年100kw加压型MCFC开发成功，1997年开发出1MW先导型MCFC发电厂，并投入运行。MCFC已被列为日本“新阳光计划”的一个重点，目标是2000年一2010年，实现燃用天然气的10MW一50MW分布式MCFC发电机组的商业化，并进行100MW以上燃用天然气的MCFC联合循环发电机组的示范，2010年后，实现煤气化MCFC联合循环发电，并逐步替代常规火电厂。日本的SOFC技术也是从1981年的“月光计划”开始研究的，立足于自主开发。1989年一1991年，开发出l00W一400WSOFC电池堆，1992年一1997年开发出l0kw平板型SOFC。SOFC的研究进展也远远落后于NEDO原来的计划。“新阳光计划”中预计2000年一2010年，使SOFC达到MW级，并形成联合循环发电。日本的PEFC也被列入“新阳光计划”，目前开发的容量为(1—2)kw。3.2.2政府采取的措施日本政府在“月光计划”和“新阳光计划”中，先后资助了3台200kw、2台lMW和l台5MW的PAFC；1台100kw和1台1MW的MCFC示范电站研究开发、建设及运行。在通产省和NEDO的统一组织和管理下，使公用事业单位(电力公司和煤气公司)和开发商及研究单位紧密结合，实现燃料电池研究开发和商业示范应用一体化。日本电力公司和煤气公司，过去十年来安装了约80多台燃料电池机组，装机容量达到20.1MW，燃料电池及电厂的费用主要由业主承担，但是制造商和政府也各承担一部分。这种政府和企业联合研究开发的方式促进了日本燃料电池的发展。使用燃料电池发电享有许多优惠政策：燃料电池的相关设备，在未超过一定规模时，其工程计划仅须申报即可动工。对500kw以下的常压燃料电池生产与使用的审批手续大大简化。在医院、旅馆、办公大楼等安装的燃料电池发电机组，政府提供的经费资助。新建的燃料电池发电设备享有10的免税额，并获有30％的加速折旧。对装设于电力公司或自备发电用的燃料电池项目，日本开发银行将提供投资额40％的低息贷款。3.2.3市场预测1990年，日本通产省发表了“长期电源供需展望”报告，预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250MW；2010年约10720MW，电力系统用5500MW，其中约有2400MW是MCFC和SOFC高温型燃料电池；2010年煤气化MCFC和SOFC达到实用化；发电效率达到50％一60％。由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破，进展速度低于预期值，因此日本目前已将原目标做了修正，预计2000年燃料电池装机容量将达到200MW，其中分布式电源l12MW，工业用热电联产型为88MW；2010年将达到2200MW，其中分布式电源型为735MW，工业用热电联产型为1465MW。3.3其它国家和地区的发展进程目前，欧洲的燃料电池发电技术远远落后于美国和日本。80欧洲又重新开始研究燃料电池发电技术。它们采用向美国、日本购买电池组，自行组装发电厂的方式来发展PAFC发电技术。1990年成立了一个“欧洲燃料电池集团(EFCG)”。意大利已完成了一座1MW的PAFC示范工程，由IFC供应，BOP由欧洲制造。意大利、西班牙与美国IPC合作，于1993年在米兰建了一座l00kwMCFC电厂，1996年投运。德国正在开发250kwMCFC。德国西门子公司于1998年收购了美国西屋公司的管形SOFC技术后，现在拥有世界上最先进的平板型和管形SOFC技术。 加拿大在PEFC方面居世界领先地位，在继续开发交通用PEFC的同时，目前也将PEFC应用于固定电站，已建成250kwPEFC示范电站，目标是在近几年内使250kw级PEPC商业化。澳大利亚在1993年一1997年，共投资3000万美元，研究开发平板型SOFC，目前正在开发(20一25)kwSOFC电池堆。韩国电力公司于1993年从日本购进一座200kwPAFC进行示范运行。3.4国外发展燃料电池发电技术的经验总结回顾国外燃料电地发展的道路，有许多值得我们吸取和借鉴的经验。美国在燃料电池发电技术的研究开发方面始终处于世界领先地位。除了雄厚的财力之外，还有三方面重要的原因：一是政府将燃料电池发电技术视为提高火力发电效率、减少污染物和温室气体排放的重要措施，列入政府的“改变气侯技术战略”中，并大力投入资金和力量研究开发；二是燃料电池技术提高到“国家能源安全并大力投入资金和力量研究开发；三是将燃料电池技术提高到“国家能源安全关键技术”的战略高度，DOD和DOE均投入资金研究开发；四是对燃料电池的应用前景充满信心，希望能形成新的高技术产业，给美国的经济注入新的活力，政府和企业共同投入资金研究开发，力图保持领先地位。日本走的是一条通过与美国合作、引进技术并消化吸收实现产业化的路线，并在PAFC的商业化方面己超过了美国，在MCFC的研究开发方面也接近美国。成功的重要经验也是政府对燃料电池给予高度重视，先后列入了“月光计划”和“新阳光计划”，大力投入研究开发。另一条经验是研究机构、企业和用户联合，组成从研究、开发到商业应用一体化集团，既承担研究开发的风险，也享受成功的优惠。加拿大Ballard公司在PEFC方面成功的经验告诉我们：只要坚定不移地进行研究开发，一个小公司也能在10—20年内成为举世瞩目的燃料电池技术拥有者。 燃料电池起源于欧洲，但是，现在欧洲的燃料电池技术已远远落后于美国和日本。主要原因是政府和企业对燃料电池发电技术重视不够。目前，欧洲已经意识到这一点，成立了—个燃料电池发电技术集团，引进美国、日本的技术，并进行研究开发。四 各种燃料电池发电技术综合比较4.1 AFC：与其它燃料电池相比，AFC功率密度和比功率较高，性能可靠。但它要以纯氢做燃料，纯氧做氧化剂，必须使用Pt、Au、Ag等贵金属做催化剂，价格昂贵。电解质的腐蚀严重，寿命较短，这些特点决定了AFC仅限于航天或军事应用，不适合于民用。4.2 PAFC：以磷酸做为电解质，可容许燃料气和空气中C02的存在。这使得PAFC成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。与AFC相比它可以在180℃一210℃运行，燃料气和空气的处理系统大大简化，加压运行时，可组成热电联产。但是，PAFC的发电效率目前仅能达到40％一45％(LHV)，它需要贵金属铂做电催化剂；燃料必须外重整：而且，燃料气中C0的浓度必须小于1％(175℃)一2(200℃)，否则会使催化剂中毒；酸性电解液的腐蚀作用，使PAFC的寿命难以超过40000小时。PAFC目前的技术已成熟，产品也进入商业化，做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源，PAFC还有市场，但用作大容量集中发电站比较困难。4.3 MCFC：在650℃一700℃运行，可采用镍做电催化剂，而不必使用贵重金属：燃料可实现内重整，使发电效率提高，系统简化；CO可直接用作燃料；余热的温度较高，可组成燃气／蒸汽联合循环，使发电容量和发电效率进一步提高。与SOFC相比，MCFC的优点是：操作温度较低，可使用价格较低的金属材料，电极、隔膜、双极板的制造工艺简单，密封和组装的技术难度相对较小，大容量化容易，造价较低。缺点是：必须配置C02循环系统；要求燃料气中H2S和CO小于0.5PPM；熔融碳酸盐具有腐蚀性，而且易挥发；与SOFC相比，寿命较短；组成联合循环发电的效率比SOFC低。与低温燃料电池相比，MCFC的缺点是启动时间较长，不适合作备用电源。MCFC己接近商业化，示范电站的规模已达到2MW。从MCFC的技术特点和发展趋势看，MCFC是将来民用发电(分散电源和中心电站)的理想选择之一。4.4 SOFC：电解质是固体，可以被做成管形、板形或整体形。与液体电解质的燃料电池(AFC、PAFC和MCFC)相比，SOFC避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题，电池的寿命较长(已达到70000小时)。CO可做为燃料，使燃料电池以煤气为燃料成为可能。SOFC的运行温度在1000℃左右，燃料可以在电池内进行重整。由于运行温度很高，要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。与低温燃料电池相比，SOFC的启动时间较长，不适合作应急电源。与MCFC相比，SOFC组成联合循环的效率更高，寿命更长(可大于40000小时)；但SOFC面临技术难度较大，价格可能比MCFC高。示范业绩证明SOFC是未来化石燃料发电技术的理想选择之一，既可用作中小容量的分布式电源(500kw一50MW)，也可用作大容量的中心电站(＞l00MW)。尤其是加压型SOFC与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范，将使SOFC的优越性进一步得到体现。4.5 PEFC：PEPC的运行温度较低(约80℃)，它的启动时间很短，在几分钟内可达到满负荷。与PAFC相比，电流密度和比功率都较高，发电效率也较高(45％一50(LHV))，对CO的容许值较高(＜10ppm)。PEFC的余热温度较低，热利用率较低。与PAFC和MCFC等液体电解质燃料电池相比，它具有寿命长，运行可靠的特点。PEFC是理想的可移动电源，是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。目前，在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场，不适合做大容量中心电站。结 论选择适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，应综合考虑以下几点：较高的发电效率；环保性能好；既能作为高效、清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站的发展潜力；既能以天然气为燃料，又具有以煤为燃料的可能性；技术的先进性及商业化进程；运行的可靠性和寿命；降低造价的潜力；国内的基础。综合考虑以上几点，对适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，提出以下几点选择意见：(1)优先发展高温燃料电池发电技术。即选择MCFC和SOFC为我国电力系统燃料电池发电技术的主要发展方向，这两种燃料电池既能以天然气为燃料作为高效清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站(以天然气或煤为燃料)的发展潜力。(2)MCFC和SOFC各有特点，都存在许多问题，尚未商业化。若考虑技术难度和成熟程度以及商业化的进程，对于MCFC，应走引进、消化吸收、研究创新，实现国产化的技术路线，并尽快投入商业应用：对于SOFC，应立足于自主开发，走创新和跨越式发展的技术发展路线。(3)随着氢能技术的发展，PEFC在移动电源、分散电源、应急电源、家庭电源等方面具有一定优势和的市场潜力，国家电力公司应密切跟踪研究。(4)AFC不适合于民用发电。PAFC技术目前已趋于成熟，与MCFC、SOFC和PEFC比较，已相对落后。因此，AFC和PAFC不应做为国家电力公司研究开发的方向。参考文献[1] 许世森，朱宝田等，在我国电力系统发展的燃料电池发电的技术路线和实施方案研究，国家电力公司热工研究院，1999．12

随着我国科学技术的不断发展，电气工程及其自动化系统的建设与发展在人们的生活中也有很大的作用。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化专业 毕业 论文，供大家参考。

摘要：随着社会的快速发展，科学技术成为了无可替代的第一生产力，在各个领域被普遍使用。我们日常生活对电气工程及其自动化的应用范围越来越广泛，其作用也不断增强。笔者通过各种文献作为参考，就电气工程及其自动化在发展的过程中存在的一系列问题进行简要分析，根据存在实际不同问题，提出相应的解决方案，以便推动电气工程及其自动化技术水平更好地发展。

关键词：电气工程;自动化;问题;解决 措施

经济的快速发展推动着科技的不断进步，电气工程及其自动化在我国虽然被广泛使用，但是与西方发达国家相比它的应用范围还存在一定的局限性。社会生产力的发展要求相应的科学技术与之相呼应，只有如此平衡才能有效地保障经济与技术的同步发展。所以，我国在加大经济建设投入的基础上，也要加强对科技的重视，特别是加强对电气工程及其自动化系统的重视度。从源头解决电气工程及其自动化系统存在的相应问题，为将来电气工程及其自动化技术的发展打下坚实的基础。

1目前电气工程及其自动化技术发展的状况

电气工程及其自动化是科技创新的新型产物，在学科种类划分方面它具有很强的综合性，将工业生产带入到人们的日常生活。通过近几年快速发展，我国在电气工程技术发展方面取得了显著成效，从某种程度上推动了我国电气工程及其自动化技术，加快了先进科学技术生产力的步伐。通过电气工程及其自动化技术在各个领域的广泛应用，我国国民经济总值得到了迅速提高，电气工程及其自动化在现代电气信息领域中占有绝对的主导地位，将所有关于电气信息的工程都囊括在内，例如我国的农业生产、工业发展、国防制造等不同领域。不但促进我国的经济进步及工业发展;而且在很大程度上改变了人们原有的生活方式，加快了人类发展的步伐[1]。

2目前电气工程及其自动化发展存在的相应问题

2.1电气工程对能源的消耗量过大

电气工程在工业生产中的应用是不言而喻的。无论哪个生产环节都离不开电气工程及其自动化技术，是否能合理运用直接影响工业生产的进度。近几年我国的工业发展几乎趋于智能化，在智能化的工业发展过程中，电气设备是其必不可少的基础设施。电气设备及自动化技术的加入不但可以提高工作效率，还能有效地提高产品质量。由于电气设备及自动化技术的应用，增加了能量的消耗，随着电气设备的不断增加所要消耗的能量也在逐渐上升。目前我国大力倡导节能减排的工业生产策略，很大一部分因素源于能源紧缺现象，因此电气工程及其自动化对能源的消耗量过大，有悖于我国的可持续发展策略[2]。

2.2电气工程质量达不到国家要求标准

对于电气工程的生产过程，人们对其的质量关注度逐渐增强，电气工程的质量对电气工程的寿命起到瓶颈制约作用，同时，对其生产过程的操作安全有着千丝万缕的关联。对于一些电气工程在生产使用过程中，因对相应质量管理部门的重视度不够，再加上他们自身 安全知识 的匮乏，由此便形成了只观察表面结构，而没有专业部门及系统的操作方式，进行监管整个生产施工过程，质量管理工作就很难开展。如果保障不了工程的质量，那么关于工程管理、施工质量等一系列问题都无从谈起。所以电气工程质量达不到国家要求标准，给工程质量带来的危害将无法估量。

2.3电气自动化系统集成化程度不高

在电气工程及其自动化的不断发展及进步的过程中，电气工程及其自动化的发展步入了向集成发展的新高度，对于电气工程的集成化发展将会成为其发展的核心方向。我国对于电气工程及其自动化系统集成化的应用较晚，所以 经验 不足，水平较低，还没有达到系统与系统或系统与功能的有效连接，在一定程度无法完成资源共享，阻碍了电气工程及其自动化的有效发展。

2.4在电气工程及其自动化系统中网络结构不统一

科学合理的电气工程及其自动化系统是电气工程发展的最终目标，目前我国的电气工程企业普遍存在网络架构不统一的现象，由此产生形态各异的电气工程架构，对电气工程及其自动化系统的发展产生严重影响。与此同时，因电气工程及其自动化系统没有对应结构，导致企业间的电气设备及技术无法进行交换使用，一些拥有共性的资源及数据不能共享，无法将电气工程及其自动化技术发挥到极致。

3电气工程及其自动化技术存在问题的相应措施

3.1强化电气工程及其自动化的节能设计

为节约紧缺的能源资源，在电气工程设计工作中，加强对节能设计的研发。在实际的生产及工作的过程中将能源的消耗降到最低，可将供电变压器的绕阻值减到最小，进而减少资源不必要的损失，进而节约能源，将电气工程推上一个崭新局面。

3.2加强对电气工程及其自动化系统的管理

加强质量管理同时认清质量管理的重要性，要普遍对生产员工进行相应知识体系的培训，无论是在技术上，还是在理念上都要进行不断地加强，将施工人员各方面的素质都进行提高。在整个施工过程中，运用科学技术及前人 总结 的 方法 经验对施工材料进行检验及管理，确保所应用的材料质量达到相应的要求。与此同时加强对施工过程的监管，确保整个施工过程科学合理，还要根据实际情况安排施工进度，确保电气工程施工质量的高效运行[3]。

3.3加强电气工程及其自动化系统统一的进程

电气工程及其自动化发展的过程，也是其改进的过程，通过不断地完善，将电气工程及其自动化系统逐步朝着统一的方向发展。因我国在电气工程及其自动化系统的发展起步较晚，经验不足。电气工程企业可以引进关于电气的先进技术及管理经验，对于电气自动化系统的运行可以采用统一的编程设计，达到电气工程及其自动化设备满足不同企业且可以共同使用，充分利用信息资源，达到资源共享的目的，进而推动电气工程在各个领域的广泛应用。

4结语

电气工程及其自动化的应用范围不断被增加，其完善的程度越高对社会的推动力就越大，所以电气工程及其自动化的发展是当前的首要任务。在电气工程企业只有科学、合理、统一的自动化系统，才能保障我国经济的稳步增长。

参考文献：

[1]袁红军，袁米.电气工程及其自动化技术的设计与应用分析[J].装备制造技术，2014(1).

[2]闫海东，程世伟.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施[J].科技创新与应用，2015(6).

[3]申振宇.浅析新形势下电气工程及其自动化存在问题及应对策略[J].山东工业技术，2014(19).

【摘要】从改革开放至今，我们国家各个领域均得到飞速发展机遇，电气工程发展更在其中占据领先地位。在改革开放大背景下，我国当代科技发展某种程度促进电气工程自动化发展，同时，自动化渐渐变成促进电气工程可持续发展力量源泉。电气工程在进行施工中结合自动化新兴科技，不单对电气工程提高工作效率十分有利，还可减少生产过程各类事故的发生几率，让电气工程更加快速稳健发展下去。由此，相关从业人员务必结合行而有效解决对策应对电气自动化过程中存在的主要问题，充分理解电气自动化有关技术内容，从而确保工作效能最大限度发挥出来。

【关键词】电气工程 自动化 问题 解决措施

1前言

伴随时代发展社会不断进步，人们生活生产中电气自动化被广泛普及应用，变成现如今促进国民经济发展的有力手段。电气工程自动化属于一类综合性学科，不单包括机电和计算机相关技术内容，还包括网络控制和机电一体化等相关技术。从电气工程角度出发，作为各类生产活动可持续发展前提保障，其正常运行和创新发展意义是十分深远的，另外它对于工业行业健康稳定前行也具有不可替代的重要意义。值得一提的是，现如今电气工程自动化过程中还是有一定问题存在的，如果未能及时解决此类问题，那么所遗留的历史问题将会对国民经济及电力事业发展造成致命打击。本文对当前电气工程自动化存在主要问题予以分析，同时提出针对性解决对策，希望能够为相关人员提供一些参考。

2电气工程及其自动化中存在的问题

(1)缺少统一系统网络架构。构建科学有效自动化电气工程系统是自动化建设必然发展趋势，但是目前众多相关企业当中，因为缺乏统一系统网络构架，容易造成众多企业拥有不同网络架构，限制电气自动化进一步发展。另外因为系统缺少兼容性，造成企业软硬件交替途中，因为接口众多使得信息数据达不到共享标准，自动化电气系统效能未能得以全部发挥出来。

(2)能源不必要消耗的问题。工业发展阶段，电气工程可以说是占有不可替代重要地位，而电气工程自动化相关技术对于整个工业生产都有着决定性作用，渐渐变成如今工业生产科学合理运行前提保障[1]。尤其伴随智能化工业生产水平日益提升，各类先进设备也被引进工业生产当中，不但使工业生产总体工作效率大幅度提升，对工业行业未来发展还具有一定预见作用。但是目前工业生产过程中在应用电气工程自动化技术时，还有能源不必要浪费等严重问题存在，不单对全球能源紧缺局面造成更为消极影响，对节能减排愿景达成也没有好处。

(3)质量不达标问题。最近几年，伴随物质精神水平逐渐提升，人类安全意识也明显提升，电气工程建设阶段，人们在电气工程服务质量方面也提出更高要求，可以说电气工程服务质量和电气工程使用寿命二者间是具有平行发展关系的，同时和安全使用也不无关系。但是如今绝大多数电气工程在施工期，因为对建设质量疏于管理，同时缺乏必要安全意识，造成最终过度关注检测结构，但是质量监管体系不够完善的不利景象，造成质量管理只停留在表面，不单施工管理无序，具体施工时还不能对质量严格控制，电气工程建设质量不达标，工程建设受到很大制约。

3电气工程及其自动化中问题解决措施

(1)构建自动化系统体系。凭借电气工程自动化进程中主要问题的分析，不难发现电气工程自动化受环境因素影响很大，所以应当采取相应对策帮助自动化系统不断得以完善，充分应用当前所拥有先进科学技术，促进管理目标有效达成。在设备启动和日常运行不同方面，都要力求构建高效工作及管理模式，积极吸收先进管理及设计理念，最大程度对系统进行开发利用，同时使相关成本费用减至最低[2]。构建自动化系统体系能够推动电气工程事业科学合理发展下去，让不同系统为不同生产需求提供服务，使电气工程自动化系统能够独立作业。

(2)节能减排建设。进行节能减排设计时，其中非常重要的设计环节便是设计要建立在实际能源消耗基础上，还要尽可能减少不必要能源损耗，确保电厂整体经济效益提高。打个比方，选取电厂中变压器时，尽量选小阻值的，使变压器能源损耗量减下来，就能直接把运行成本降下来，达到节省能耗的目的，科学控制变压器运行成本。能使用自然光资源时，绝不使用照明设备，尽可能选择那些高效使用年限长设备，坚持贯彻节能减排原则。要不断对电气工程节能举措进行优化，电气工程整个设计阶段，节能思想都是贯彻始终的，所以要对节能设计实时进行优化。在基本需要得以保障前提下，结合先进技术设备将能源损耗降至最低，满足节能减排发展对策，另外对促进电气工程长足发展也具有深远历史意义。

(3)对网络结构充分应用。电气工程自动化阶段，网络结构其功能与结构对于整个系统运行具有直接影响，本文这里所说网络结构能与不同管理系统存储数据自由交换，从而达到提高 系统安全 性与高效性目的，同时这也为网络结构最为重要功能与价值体现。除此以外还要把电气工程自动化有机融合到 其它 领域与行业当中，加强对技术系统和生产设备监管。原因是通用网络系统要在处理完不同数据信息后对相关资源配置情况予以贯彻落实，所以在对自动化系统进行统筹管理过程中扮演着不可替代的重要角色，可以快速安全传输数据信息，让网络结构真正实现互通互联效果。

(4)综合提高管理水平与质量。电厂管理人员要充分了解电气工程自动化的重要性，从而为工程建设质量监管保驾护航，为此要综合提高相关管理人员业务能力及素质水平。打个比方，电厂可定期组织对相关工作人员进行培训，吸纳素质高能力强的管理人才加入，通过这种方式提高管理团队科学建设效率，多从那些成功企业中学习先进管理经验，取他人之长补己之短，更好为电气工程自动化建设打好坚实铺垫[3]。除此以外，要加强建筑材料管理，通过这种方式由基础与源头保障电气工程质量。要明确相关材料来源，以使所选设备满足实际发展所需，材料防潮工作应积极做好，尽可能杜绝材料损坏，要加强防火处理，定期派遣专业人员落实质量监管工作。

4结语

综上所述，窥一斑而见全豹，电气工程自动化不单对电力企业收益有很大影响，与国民经济和人们工作生活也有重大关联。面对该状况，国家和相关企事业单位应当由实际情况出发，不断进行人才充备同时对相关制度予以完善和创新，除此以外，要积极鼓励那些专业人士加入进来，共同为我国电气自动化事业可持续发展添砖加瓦。

参考文献：

[1]申振宇.浅析新形势下电气工程及其自动化存在问题及应对策略[J].山东工业技术,2014,19:196.

[2]陈振波.电气工程及其自动化存在的问题及改进策略探析[J].山东工业技术,2015,10:188.

[3]文成,李兴磊.电气工程及其自动化存在的问题及应对策略浅析[J].中国新技术新产品,2014,20:56~57.

摘要：电气工程及其自动化作为现代工业发展的代表工业技术，随着时代的进步而逐渐的发展和壮大。本文对电气工程及其自动化发展进行研究。

关键词：电气工程;自动化;发展

前言

现代工业发展所带来的是社会的全面进步，全世界范围内看，其重要标志便是电气自动化，而从另一个层面讲，电气自动化也标志了科学技术的进步以及发展。这种生产方式避免了很多安全事故的发生，具有现实意义。

一、电气工程及其自动化概述

作为现代化工业发展中的领头企业，电气工程及其自动化正随着时代的变迁不断地更新和发展着。电气工程及其自动化是电气信息领域的新兴学科，是高新技术产业的重要组成部分。由于人们日常生活以及工业生产与其密不可分的关系，电气工程及其自动化被广泛的应用于工农业以及国防等方面，并且在国民经济中发挥着越来越重要的作用。电气工程及其自动化是综合性很强的一门学科，涉及到很广泛的领域，内容相当的丰富。电气工程主要包括电力电子技术，计算机技术，电机电器技术信息以及网络控制技术和机电一体化技术的应用等。强弱电结合、机电结合以及软硬件结合是电气工程及其自动化具有的主要特点。随着科技的不断发展，电气工程及其自动化的技术也逐渐形成了独立的系统。

二、电气工程及其自动化发展问题

1、有关电气工程质量管理的问题

据电气工程行业的相关调查报道称，国内很多电气企业和部门在电气生产管理上存在很大弊端，他们过分关心的是产品的质量检验，而对电气工程质量管理的监测却很不到位。尤其体现在设计单位和建设单位之间缺少必要的交流，这使得产品在设计和施工阶段不能很好的对接而造成不必要的损失;在员工的后期培训管理中也缺乏一定的 教育 和说明，使得培训管理形同虚设;在建筑工程的前期和中期，生产部门和企业之间不能主动加入电气工程的施工当中，只是过多的要求施工后期的工程质量，而缺少对施工质量管理的严格把关，这样就造成了电气工程整体工作的混乱无序和工程质量达不到预定目标，这使得电气工程的正常运转和安全质量受到了严重的影响，因此，面对电气工程中存在的种种管理问题，我们必须采取必要的解决措施予以有效应对。

2、实际需要，而导致的成本增加

在电气自动化方面，由于我国对于目前的电气工程以及自动化系统没有完全的正对性，往往是根据工程的实际需要，依据已有的技术成果而展开设计，在无形中增加了成本。在我国对于电气工程以及自动化的设计、运行上没有比较前卫的程序，在开发的过程中，也无形的拖延了时间以及成本，这些因素都能增加成本的开支。

3、使用中数据传输的问题

虽然从商业时代的脚步上来说，电气工程及其自动化的用途非常的广泛。但是在重要的数据传输过程中却存在着严重的不足。因为数据传输要求的是高精度，搞准确性，并且还得保证其安全性。但是从目前电气工程以及自动化的使用过程来看，信息的交换与程序接口的设计是有着密切联系的。由于不同的商家生产的产品不同，在设计上以及接口的处理上都有着差异化，这使得在电气工程以及自动化数据的传输上得不到安全的保障，有丢失数据的可能。众所周知，安全对于商业信息化时代也是非常得重要,电气工程及其自动化要实现通信安全功能,必须解决数据传输过程中的一些危险问题,才能最大化实现商业信息传输的安全。

三、电气工程及其自动化发展对策

1、有效节约成本

经济市场要求的是高效率、高性价比，市场的竞争促使了每个行业都在寻找能够令企业效益最大化的有效途径，如何才能以最少的投入获得最大的收益，增加营利，在激烈的竞争环境中立足不倒，这是企业人必须考虑的问题。因此很多厂家开始将目光转向更加便捷可靠高效的PC控制技术，很多生产厂家在其日常的生产经营中，通过应用不同层次的电气自动化设备降低了维修操作的难度，同时提高了可靠性和生产效率，有效缩短了产品的生产周期以及新产品的研发周期，并对产品质量有着很大的促进作用。在现代工业环境要求下，工业PC机将会逐步的替代IPC成为工业控制系统的基础设备，这会大大降低工业电气自动化的技术成本。

2、重视数字化技术

电气工程自动化与信息技术结合在一起的典型方式就是数字化技术。这项技术主要是自动化的网络程序，将大量的、多样化的、复杂的信息和企业生产相关的数据指令信息结合在一起编写程序，放入计算机中与网络相结合。未来发展电气工程自动化就必须重视数字化技术的发展，很好地将口令与信息完美结合。

3、建立电气工程及其自动化的通用网络系统

建立电气工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置，使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制、技术监管、 企业管理 等许多步骤，要想使这些步骤得到资源的合理化配置，就要使这些系统通过网络联系起来，通过建立电气工程及其自动化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效、快捷的交换，促使整个企业的优化发展。

4、加强电气工程质量管理力度

电气工程的质量管理问题是人为因素可以制约的，这主要就取决于管理者的管理手段和力度是否到位。首先,要培养专业的电气工程人才。在引进新员工时一定要严格筛选，并进行系统的专业技能培训和考核，对于考核不能通过的可以予以一对一培训，争取让所有员工都能参与到提升自身综合素质打造扎实专业技能的行列中来，为电气工程的建设提供必要的保证。其次，作为管理者也应该对电气工程质量管理严格把关，充分重视，无论是电气工程的专业性、材料质量、管理方法等都是应该重视的方面。

5、实现电气工程及自动化系统的开放化

开放化则是要与外界建立一个接口，实现与外界网络的连接。计算网络是实现信息实时交换和共享的重要基础设施，也是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键，它已广泛应用于电力系统各元件和局部系统的管理、监视、调节和控制上，是电力系统信息管理、远动技术、调度自动化等方面的核心。

6、数据传输接口要标准化

建立标准化的数据传输接口是保证电气工程及其自动化系统安全、快捷高效的数据传输的必然因素。由于来自各方面的原因，技术上以及系统设计上存在着一些差距与缺陷，使得我国的电气工程及其自动化跟不上发展的脚步，因此，从事电气工程及其自动化的相关工作人员一定要利用已有的科学技术以及借鉴国外先进的科学成果，尽量实现接口的最优化，从而实现程序接口在使用过程中能够完美对接,减少工程开发的费用与时间。

结束语

电气工程及其自动化技术在现代工业中的地位不断的提升，而在电子信息技术日新月异的发展中，并且伴随着人们对生活质量要求的不断增高，社会的不断进步，电气工程的技术人员也面临着巨大的挑战，在迎接电气工程及其自动化技术的一次次里程碑式的改变过程中，会遇到种种阻碍电气人员前进步伐的困难，因此，只有更加注重自动化的水平，更加注重工程的质量管理措施，和更加注重科技的创新，才能够促进电气工程及其自动化技术的发展，使得该技术能够实现自身的跨越式发展，努力使之成为我国社会主义现代工业化建设的有力保障。

参考文献

[1]陈锦章.电气工程及其自动化的建设及发展[J].中国对外贸易(英文版)，2011.(14):394.

[2]刘树忠,李艳梅.工程机械自动化的发展技术浅析[J].民营科技,2010,(4).

[3]李娜娜.电气工程及其自动化的建设与发展的若干思考[J].电气自动化,2010.

1. 电气工程及其自动化毕业论文

2. 电气工程及其自动化本科毕业论文

3. 自动化专业论文范文

4. 电气自动化论文范文下载

5. 电力自动化毕业论文

题目：低压网功率因数对供电企业的影响系部：专业：电气工程及其自动化姓名：班级：学号：指导教师：摘要随着我国电力的不断发展，对于供用电的要求也越来越严格，它是我们日常生活中不可缺少的部分，是整个国民经济的重要组成部分，它直接影响着工农业生产的发展和人民生活的提高，是当今社会经济发展和人民群众日常生活不可缺少的主要能源。对广大供电企业来说，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量，这是众所周知的道理。因此，提高电力系统的功率因数，已成为电力工业中一个重要课题，而提高电力系统的功率因数，首先就要提高各用户的功率因数。文中简要集中探讨了影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种使用方法，以及确定无功补偿容量从而提高电力系统功率因数的一般方法。[关键词] 功率因数 影响因素 补偿方法 容量确定目录一、绪论 4二、主要内容： 61、影响功率因数的主要因素 61.1、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 61.2、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响 71.3、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 72、低压网的无功补偿 82.1、低压网无功补偿的一般方法 82.1.1、 随机补偿 82.1.2、 随器补偿 82.1.3、跟踪补偿 92.2、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数 92.2.1、合理选用电动机 102.2.2、 提高异步电动机的检修质量 102.2.3、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿 102.2.4、 正确选择变压器容量提高运行效益 113、 功率因数的人工补偿 123.1、 变电站最常用的安装并联电容器组 123.2 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求 123.3 分相补偿 13三、结束语 14四、参考文献 15一、绪论许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，无功功率是恒量能量转换规模的物理量；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数COSφ，其计算公式为：COSφ=P/S 在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。无功功率补偿，又叫就地补偿，适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，对于全国广大供电企业，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。二、主要内容：1、影响功率因数的主要因素1.1、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。1.2、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。由Q=UI*Sin?推出Sin?=Q∕UI,所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。1.3、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。2、低压网的无功补偿2.1、低压网无功补偿的一般方法低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。2.1.1、 随机补偿随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。此种方式可较好地限制农网无功峰荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，不会造成无功倒送，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。2.1.2、 随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器二次侧，以无功补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。2.1.3、跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4KV母线上的补偿方式。适用于100KVA以上的专用配电用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。2.2、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施做一些简要的介绍。2.2.1、合理选用电动机合理选择电动机，使其尽可能在高负荷率状态下运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械特性，又要考虑它们的电气指标。举例说，三相异步电动机（100KW）在空载时功率因数仅为0.11，1/2负载时约为0.72，而满负载时可达0.86。所以核算负荷小于40%的感应电动机，应换以较小容量的电动机，并合理安排和调整工艺流程，改善运行方式，限制空载运转。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的容量。2.2.2、 提高异步电动机的检修质量实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动是对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不使电动机的气隙增大，以免使功率因数降低。2.2.3、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿由电机原理可知，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行状态，这就是“异步电动机同步化”。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即可以向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。2.2.4、 正确选择变压器容量提高运行效益对于负载率比较低的变压器，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。如：对平均负荷小于30%的变压器宜从电网上断开，通过联络线提高负荷率。通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响，下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。3、 功率因数的人工补偿功率因数是工厂电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需要装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。3.1、 变电站最常用的安装并联电容器组 从上图可以看出，在原来的电路中根据基尔霍夫定律，流入的电流等于流出的电流，但是并联接入电容器，在相量图中得知?角明显小于原来的角，因此，能提高功率因数，提高线路电能传输能力，减少线路上的损耗。 3.2 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求Ue?c≥Ug?cnQg?c≥Qc式中Ue?c——电容器的额定电压（KV）Ug?c——电容器的工作电压（KV）n——并联的电容器总数Qg?c——电容器的工作容量（Kvar）Qc——电容器的补偿容量（Kvar）3.3 分相补偿在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。 对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。三、结束语本文浅谈了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，尤其是最重要的线损（最为重要的是降损，分为技术降损和管理降损），介绍了影响功率因数的主要因素以及提高功率因数的一般方法，还阐述了如何确定无功功率的补偿容量及无功功率的三种人工补偿的具体方式。我们只有端正自己的认知态度，很好的去归纳，总结这些知识的重要部分，做好自己的本质工作，并且能在此基础上再更上一个台阶，用自己的实际行动，为供电事业贡献出自己的微薄之力。四、参考文献1、运新，《电监察》水利电力出版社 2、靳龙章 丁毓山，《网无功补偿实用技术》国水利水电出版社