企業(yè)能量管理與節(jié)能技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、節(jié)能是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針,電力節(jié)能是國家節(jié)能戰(zhàn)略的重要組成部分,是節(jié)能產(chǎn)業(yè)的重中之重。而我國企業(yè)電能損失逐年增加,隨著鋼鐵、有色、石化等行業(yè)飛速發(fā)展,企業(yè)電氣節(jié)能形勢很緊迫。我國高耗能企業(yè)眾多,能源消耗總量大,有效利用率低,使我國的可持續(xù)發(fā)展面臨巨大壓力。因而開展企業(yè)電氣節(jié)能的研究具有重大意義,不僅可以提高電能利用率,而且還可以提高企業(yè)配電網(wǎng)電能質(zhì)量和供電可靠性。
　　 本論文以國家863計劃和湖南省科技重大專

2、項節(jié)能減排專項為依托,以鋼鐵、有色金屬、電氣化鐵道等行業(yè)配電網(wǎng)的動態(tài)諧波治理、無功補償和負(fù)序電流不平衡需求為背景,對企業(yè)配電網(wǎng)諧波治理、無功動態(tài)補償、負(fù)序電流補償以及電能管理技術(shù)進行了深入的研究,主要研究了大型企業(yè)電氣節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)和成套裝備。實現(xiàn)對大型企業(yè)配電網(wǎng)的無功、諧波和負(fù)序電流的集中管理、優(yōu)化補償,達到節(jié)能降耗的目的。
　　 本文重點選擇了冶煉、制造、化工三個行業(yè)進行調(diào)研,每個行業(yè)選擇一家代表性企業(yè),從諧波和無功問題、變頻

3、節(jié)能問題及電能量管理和優(yōu)化節(jié)能問題三個方面展開分析討論,從而得出企業(yè)電氣節(jié)能需求,為企業(yè)配電網(wǎng)實現(xiàn)“全方位、多方面”的綜合電氣節(jié)能降耗提供有益的解決思路。
　　 針對常規(guī)高電壓等級電網(wǎng)諧波電能損耗問題,提出了一種集諧波濾波和無功補償為一體的新型并聯(lián)混合有源電力濾波器(Novel Shunt Hybrid Active PowerFilter,NSHAPF)。分析了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從理論上給出了濾波原理,尤其給出了NSHAPF在高次諧波

4、治理上的仿真研究。還從電網(wǎng)單相接地、電網(wǎng)相間短路、電網(wǎng)三相短路、電網(wǎng)電壓突變、電網(wǎng)電壓聚升和驟降方面通過仿真分析了NSHAPF的穩(wěn)定性。隨后,提出了新型并聯(lián)混合有源電力濾波器直流側(cè)電壓的控制方法和諧波電流的雙閉環(huán)控制策略。最后,給出了實例分析,結(jié)果表明NSHAPF能夠滿足高電壓等級場合諧波抑制和無功補償?shù)男枨?達到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。
　　 針對靜止無功補償器(Static Var Compensator,SVC)對配電網(wǎng)負(fù)荷引起

5、的電壓波動、功率因數(shù)較低和負(fù)序電流的補償問題,提出一種多目標(biāo)統(tǒng)一控制器,主要由功率因數(shù)閉環(huán)-負(fù)序電流補償前饋控制支路和SVC安裝點電壓閉環(huán)-負(fù)序電流補償前饋控制支路組成?？梢砸罁?jù)負(fù)荷不同運行狀態(tài)所引起的電能質(zhì)量問題,來進行兩條控制支路之間的切換。其中對功率因數(shù)閉環(huán)-負(fù)序電流補償前饋控制支路設(shè)計了模糊PI控制算法,可以依據(jù)滯環(huán)環(huán)寬對功率因數(shù)進行“粗調(diào)”及“細(xì)調(diào)”;對SVC安裝點電壓閉環(huán)-負(fù)序電流補償前饋控制支路設(shè)計了非線性PI控制算法,同

6、時采用改進的單純形加速算法(simplex method,SPX)對非線性PI控制器的比例和積分參數(shù)進行調(diào)整。仿真及工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明控制方法的正確性和有效性。
　　 目前,專門針對大型企業(yè)電氣節(jié)能的系列化關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備在國內(nèi)外尚屬空白,大多只是單一技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,節(jié)能效果有限。因此本文提出了一種基于多智能體遺傳優(yōu)化算法的配電網(wǎng)節(jié)能降耗綜合管理系統(tǒng),通過結(jié)合遺傳算法和多智能體系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)造了一種多智能體遺傳優(yōu)化算法(Genet

7、ic Algorithm BasedMulti-Agent System,GA-MAS)算法,能得出各個節(jié)能設(shè)備的最佳調(diào)節(jié)力度,使節(jié)能設(shè)備以最小的調(diào)節(jié)代價獲得最大的節(jié)能效益,實現(xiàn)配電網(wǎng)“全方位、多方面”的綜合節(jié)能降耗。首先給出了綜合管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、各節(jié)能設(shè)備智能體結(jié)構(gòu)模型和多智能體系結(jié)構(gòu)模型。接著著重介紹了其管理層的兩個系統(tǒng):綜合自動化系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)。綜合自動化系統(tǒng)主要利用微機實時技術(shù)將保護、監(jiān)視、控制、遠(yuǎn)動等功能統(tǒng)一協(xié)調(diào),建立綜合