劉天玉 張恩濤 武雄波

【摘 要】在19世紀(jì)和20世紀(jì)交替的約20年內(nèi)，電氣技術(shù)的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)，電氣技術(shù)的創(chuàng)新層出不窮，各種發(fā)電、輸電、配電和用電設(shè)備在天才的發(fā)明家手中不斷涌現(xiàn)，電氣技術(shù)深入到人類(lèi)改造、征服和利用自然的活動(dòng)中，在人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮日益顯著的作用。

【關(guān)鍵詞】電氣；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

電氣技術(shù)隨著電能的應(yīng)用而日趨成熟，一百多年來(lái)電氣技術(shù)的發(fā)展史就是一部探索電能利用形式、最大限度、最經(jīng)濟(jì)利用電能的發(fā)明史。電能易于轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、熱和光，又是信息的重要載體，并且便于遠(yuǎn)距離輸送和分配。這樣的優(yōu)良特性使得電能由最初用于電照明、電報(bào)、電話，擴(kuò)展到電鍍、電動(dòng)力以至工業(yè)生產(chǎn)的各部門(mén)，并迅速進(jìn)入人類(lèi)經(jīng)濟(jì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。

在電氣設(shè)備走入千家萬(wàn)戶的同時(shí)，也走進(jìn)了各廠礦企業(yè)，開(kāi)始電力驅(qū)動(dòng)逐漸進(jìn)入交通運(yùn)輸部門(mén)。后來(lái)將電能轉(zhuǎn)化為各種機(jī)械能的功臣非電動(dòng)機(jī)莫屬，正因?yàn)橛辛穗妱?dòng)機(jī)，才使我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。

電氣技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用從19世紀(jì)末期開(kāi)始在美國(guó)和歐洲等地區(qū)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，隨后慢慢發(fā)展到全球各地。近一個(gè)多世紀(jì)來(lái)，電氣技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新水平一直是一個(gè)國(guó)家先進(jìn)程序的重要標(biāo)志。1894年，美國(guó)借電氣技術(shù)革命的重大機(jī)遇代替英國(guó)，成為全球第一大經(jīng)濟(jì)體，并在到目前為止的一個(gè)多世紀(jì)里成為全球電氣技術(shù)應(yīng)用的第一大國(guó)。而歐洲在至今為止的歲月里一直保持著全球最大的電氣技術(shù)供應(yīng)地區(qū)，也是全球最領(lǐng)先的電氣技術(shù)創(chuàng)新地區(qū)。

電燈、電話、電視、電腦這些生活中隨處可見(jiàn)且越來(lái)越必不可少的小東西就根本離不開(kāi)電；電線、電器、電機(jī)這些支持著各個(gè)生產(chǎn)車(chē)間、廠礦企業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏的電氣設(shè)備都直接發(fā)源于電；離我們很遠(yuǎn)的水電站、火電廠、電力網(wǎng)在左右著人類(lèi)生活的電力設(shè)施是便利生產(chǎn)、生活的力量源泉。當(dāng)前，無(wú)論是城市還是鄉(xiāng)村，無(wú)論是工業(yè)、商業(yè)還是農(nóng)業(yè)，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，無(wú)一能離開(kāi)電而順暢運(yùn)行，電氣化已成為人類(lèi)文明程度的核心標(biāo)志。

隨著信息技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)論發(fā)電、輸電、配電，還是電能利用技術(shù)都將進(jìn)行重大的變革和發(fā)展，走過(guò)一個(gè)半世紀(jì)、使人類(lèi)生活變得無(wú)比絢麗的電氣技術(shù)定將煥發(fā)更旺盛的生命力。實(shí)際上，電氣技術(shù)在進(jìn)入21世紀(jì)的第二個(gè)十年之際，正在發(fā)生歷史上難遇的巨變。

今天，世界正在發(fā)生一場(chǎng)以低碳經(jīng)濟(jì)為代表的深刻變革，作為現(xiàn)？代經(jīng)濟(jì)高效發(fā)展核心動(dòng)力的電能開(kāi)發(fā)和應(yīng)用正面臨一場(chǎng)空前的革命。以節(jié)電、智能電網(wǎng)、可再生能源發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)等為代表的新興電氣技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為全球經(jīng)濟(jì)的制高點(diǎn)和重大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，電氣技術(shù)的創(chuàng)新能力和效率已成為決定一個(gè)國(guó)家在新時(shí)期競(jìng)爭(zhēng)力的核心產(chǎn)業(yè)。電氣技術(shù)正處在其一百多年歷史上最具活力的創(chuàng)新期，也是今天人類(lèi)極具創(chuàng)新空間和創(chuàng)新成效的技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)展中國(guó)家正成為全球電氣技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)，在電氣技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展中將扮演日益突出的核心作用。如中國(guó)電氣技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用的發(fā)展速度正在超越地球上的所有國(guó)家成為全球新興電氣技術(shù)最大和極具活力的應(yīng)用市場(chǎng)，更是全球電氣技術(shù)供應(yīng)商進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新工程應(yīng)用的首選場(chǎng)所，如中國(guó)的超高壓電網(wǎng)建設(shè)、新能源發(fā)電都已走在世界的最前列。

隨著時(shí)間的推移，一批世界領(lǐng)先的電氣技術(shù)供應(yīng)商將在以中國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家快速成長(zhǎng)起來(lái)。而以歐洲為代表的傳統(tǒng)領(lǐng)先電氣技術(shù)供應(yīng)商仍將是新興電氣技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用的領(lǐng)先者，這種格局將維持很長(zhǎng)的時(shí)間，甚至?xí)玫竭M(jìn)一步的加強(qiáng)。而美國(guó)和中國(guó)這兩個(gè)正在進(jìn)行全球最大電氣技術(shù)應(yīng)用國(guó)度角色更替的國(guó)家也必將在今后的電氣技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng)，這兩個(gè)國(guó)家都已經(jīng)把新興電氣技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為國(guó)家今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的核心戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)來(lái)規(guī)劃，誰(shuí)能最終領(lǐng)跑全球市場(chǎng)還無(wú)法給出結(jié)果。

停電已越來(lái)越難以讓人接受。電力系統(tǒng)的可靠性在過(guò)去幾十年取得了重大進(jìn)步，但斷電的風(fēng)險(xiǎn)依然存在，電力系統(tǒng)的可靠性將始終是工程技術(shù)人員努力的核心課題?？煽糠€(wěn)定的電力供應(yīng)不僅有助于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)氣候變化也有著積極的影響。如電力系統(tǒng)能安全地處理和穩(wěn)定電網(wǎng)擾動(dòng)，將需要更少的備用電廠，將帶來(lái)更低的排放。

未來(lái)20年，節(jié)電將能更好地遏制人類(lèi)二氧化碳的排放。但節(jié)電技術(shù)目前應(yīng)用的水平很難令人滿意，還有巨大的潛力。就是在已有的技術(shù)基礎(chǔ)上，增效節(jié)能的投資一般在兩年內(nèi)即可通過(guò)節(jié)約下來(lái)的能源開(kāi)支收回成本，商業(yè)機(jī)構(gòu)往往不會(huì)放過(guò)這種快速回報(bào)的投資機(jī)會(huì)。這需要節(jié)電技術(shù)供應(yīng)商和用戶克服很多的障礙，當(dāng)然進(jìn)行節(jié)電技術(shù)的創(chuàng)新也是很重要的。

大力發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐或地?zé)崮馨l(fā)電是避免二氧化碳排放的有效方法。隨著技術(shù)的改進(jìn)、轉(zhuǎn)換效率的提高以及生產(chǎn)成本的下降，這些能源對(duì)未來(lái)能源的貢獻(xiàn)大大增加。間歇式風(fēng)力發(fā)電是電網(wǎng)穩(wěn)定的另一大挑戰(zhàn)，需要增加額外儲(chǔ)備。連接遙遠(yuǎn)的海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電，也需要相應(yīng)的技術(shù)。能源儲(chǔ)存將最終幫助克服間歇性的供電問(wèn)題，高壓直流電纜技術(shù)則是跨海輸電的辦法。這些技術(shù)都有待進(jìn)一步取得突破。

結(jié)語(yǔ)：電能的用戶在今天對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行擁有更大的發(fā)言權(quán)，用戶的影響力還將進(jìn)一步加強(qiáng)，這當(dāng)然給用電技術(shù)帶來(lái)了很大的創(chuàng)新空間。已有的技術(shù)可以讓用戶清晰地了解任一時(shí)刻的實(shí)時(shí)用電情況及其相應(yīng)的電費(fèi)。這對(duì)了解發(fā)電廠與用戶之間的需求響應(yīng)關(guān)系，減少所需備用電力作用重大。電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的突破和規(guī)模應(yīng)用將大大提升電能用戶的地位和影響力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王仁祥.電力新技術(shù)概論[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[2]戈?yáng)|方.電力工程電氣發(fā)展趨勢(shì).第1冊(cè)，電氣一次部分[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[3]丁毓山、雷振山.中小型變電所使用設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.