摘要：自动化供配电系统是自动化技术与传统供配电系统相互结合形成的一种自动化电力生产技术，具有运行效率高、使用年限长等特点，已在实际的电力工程建设及电力生产中取得了良好应用效果，提高了电力生产质量及效率。尽管如此，自动化供配电系统运行中依然存在能耗较高的问题，一定程度上影响了电力工程的节能化及持久性发展，所以必须加强对自动化供配电系统的节能优化。

关键词：自动化技术；供配电；节能控制

引言

随着我国数据中心数量及规模的急剧增长，2022年数据中心耗电量约2700亿kWh，严重的能耗问题在极大程度上限制了数据中心的自身发展，也对我国绿色节能社会的构建造成影响。十四五期间，国家对数据中心提出新要求，与十二五期间的1.5能源使用效率相比，现已压低至1.3，对供配电的节能控制要求日趋严格。由此可见，目前数据中心正面临着数据需求剧增和能耗控制的主要矛盾，在我国“双碳”目标发展的时代背景下，节能建设已成为数据中心工作的核心工作。数据中心整体能耗的构成部分较为复杂，包括设备能耗、供配电能耗等多种能耗，其中供配电能耗在总能耗中的占比虽不及IT设备能耗与制冷能耗，但如果通过合理优化，同样能达到良好的节能控制效果。因此，本文基于电气自动化技术对数据中心的供配电节能控制展开研究具有十分重要的现实意义。

1供配电系统节能设计的必要性

虽然当代社会的能源问题十分严重，存在大量能源浪费现象。作为现代社会的主要能源之一，电能是国家经济发展的必要能源，电能的生产、营销和运维保障备受关注。为实现电能的高效利用，我国不断加大电力建设力度，但现有的电能供给能力依然无法完全满足现实需求，“电荒”情况仍然存在。在这种情况下，采取有效的节能措施解决电能短缺问题，以低耗高效为目标实施建筑电气供配电系统的节能设计十分必要。事实上，建筑电气供配电系统节能设计是新时代建筑行业绿色化转型的必然要求，也是电力行业高质量发展的必要选择。采取节能设计是提高能源利用率、增强建筑整体功能性与经济性的必要前提。而且，建筑电气供配电系统节能设计有利于建设节能建筑，是符合社会发展需要、响应国家节能环保号召、助力社会经济高质量发展的必要条件。总之，建筑电气供配电系统节能设计十分必要，对社会发展大有裨益。

2供配电系统中的能源损耗问题

2.1主要能源损耗环节

在工业供配电系统中，特定的环节因其操作特性而成为主要的能源损耗来源。传输和分配损失是由于电流在高压线路的长距离传输以及电能分配不均所引起的。变压器损耗主要发生在电能电压转换过程中，尤其是当设备老化或超负荷运行时。无功功率损耗则与系统的反向电流和不必要的能量消耗有关，这通常是系统配置不当的结果。不可忽视的是设备的内在能耗，比如因低效电动机或驱动系统不当而产生的热能损失。

2.2耗能大户及其影响

在众多工业能源损耗设备中，存在一些特别的“耗能大户”，对工业供配电系统的能效产生显著影响。例如，电动机系统在工业应用中普遍存在，成为最大的电力消耗者。此外，使用陈旧技术的设备，如老化的电阻焊机和低效率照明系统，以及未经优化的驱动系统，都是工业电力使用中的主要能耗点。这些耗能大户增加了企业的运营成本，并可能导致电力供应不稳定，影响生产效率和产品质量。更重要的是，这种高能耗行为加剧了温室气体的排放，给环境带来严重负担。

3节能优化措施

3.1加强无功补偿除利用

现代计算机技术及智能化技术不断升级自动化供配电系统外，还需利用先进的电气技术、无功功率补偿技术等强化供配电系统的节能效果。将自动化技术与仿真技术结合能强化对供配电系统的自动监测及控制，从而减小循环电流量，增强节能效果。此外，还可通过“线路动态无功补偿”来提高单台配电变压器功效，最终达到降低能耗的目的。

3.2用电单耗定额

根据节能需求合理设计自动化供配电系统的输送线路损耗；设计高层次经济安全输出线路，减少线路系统中高压电箱、低压电箱的电流损；根据电力资源或电能生产实际需求合理设置用电单耗定额，减少资源浪费。

3.3普及节能系统

功能完善的节能系统能最大限度地降低供配电系统能耗，例如节能照明系统、节能空调系统等，都能有效降低自动化供配电系统运行中的电能及热能消耗，提高自动化供配电系统节能效果。此外，还可借助电气工程及其自动化技术、智能化技术、仿真技术、云计算技术等来完善供配电系统的自动控制功能、智能控制功能、数据信息处理功能等，以及时发现各种故障问题，减少因为系统故障导致的大量能源消耗，从而达到节能的目的。

3.4科学设计供配电系统

第一，根据电气工程及其自动化供配电系统节能需求设计用电负荷标准。第二，根据电气工程及其供配电系统实际用电需求选择变压器设备，并遵循绿色与节能减排原则选择其他各类设备，尽可能降低各设备电能消耗。第三，将智能化技术、仿真技术、电网技术、云计算技术等融入电气工程及其自动化供配电系统，实现对自动化供配电系统的智能控制，包括对各设备电能消耗的实时监测及电能自动控制等。第四，设计供配电系统前需要全面分析供配电系统电能损耗原因，然后在该基础上进行系统节能控制设计，如平衡三相电压、降低零线消耗、调整控制功率因数、合理布局线路等，以达到降低系统电能损耗的目的。

3.5搭建功能完善的自动化网络系统

根据电气工程实际要求及供配电系统节能控制需求，建立功能完善的自动化网络系统，以实现对供配电系统及电气工程的自动化节能控制。在搭建自动化网络系统时还需要完善各类设备节能功能，例如利用计算机网络技术及智能技术对中央控制设备进行自动化程序升级及调度，以满足自动化节能控制需求；利用一级控制器运行方式及以太网等完善网络通信系统，确保各类数据信息能及时被反馈到控制中心，然后发出有效的节能控制指令；智能化调试现场控制设备，确保设备运行安全及稳定；借助自动化网络将供配电系统中央控制设备与存储设备连接，以提高数据处理及存储能力，为系统节能控制提供有力支持。

3.6采用照明能耗综合管理系统

在工厂实际生产过程中，除生产用电占据大比例之外，工厂照明系统的电量消耗也十分高，因此，可以采用智能化照明能耗管理系统，该系统具有较高的自动化控制水平，能够控制整个工厂照明生产环节，通过多个设备接口与上级管理计算机进行通信连接，动态监测照明系统运行数据，实现照明能耗综合管理，安装照明灯光控制器，含有多种照明模式，白天工作照明模式、中午休息工作照明模式、夜间值班巡查工作照明模式等，系统可以依据实际情况启动工作照明模式选择合理数量的照明灯具，达到节能降耗的目的。考虑到系统照明设备数量众多，结构冗杂，需要增强照明能耗综合管理系统处理器的配置，完善网络通讯系统，并配备可靠性较好的电源切换设备。

结束语

在电气自动化技术的持续发展下，供配电设备效率均得到显著提升，数据中心供配电架构也处在相对最优的状态之下，在这种背景下数据中心供配电节能的效果提升有限。因此，有必要结合数据中心实际情况，选择最佳的节能控制方案，通过对供配电各方面节能控制的全方位优化，形成完整、高效的供配电系统，从而打造出节能效果更佳的数据中心，推动数据中心向着实现“双碳”目标的方向发展。

参考文献：

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