智能化電氣節(jié)能技術(shù)研究
時(shí)間:2022-11-02 10:20:10
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摘要:中國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期,對(duì)電能資源的需求大,加之人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),對(duì)于智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)提出了更高要求。基于此,結(jié)合當(dāng)前智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展情況,重點(diǎn)探究其優(yōu)化方式與注意事項(xiàng),希望為中國能源的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)一些幫助。
關(guān)鍵詞:智能化;電氣節(jié)能技術(shù);優(yōu)化策略;安全監(jiān)控
隨著中國城市化、工業(yè)化進(jìn)程的深入推進(jìn),對(duì)電能資源的需求越來越大,極大程度上提升了資源使用壓力,同時(shí),受到多種內(nèi)外部因素的影響,當(dāng)前智能化電氣節(jié)能技術(shù)在應(yīng)用過程中仍存在較多問題,需要相關(guān)工作人員加以重視?;诖?,必須加大對(duì)節(jié)能環(huán)保意識(shí)的重視程度,綜合考慮電氣設(shè)備電能資源使用情況情況,科學(xué)引進(jìn)現(xiàn)代化和智能化的電氣節(jié)能技術(shù),將其科學(xué)運(yùn)用在系統(tǒng)中,以節(jié)省系統(tǒng)能耗,確保系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)行。
1智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展情況
電氣系統(tǒng)是消耗電能資源的重要部分,隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷提升,當(dāng)前智能化電氣節(jié)能技術(shù)逐漸增多,為優(yōu)化該技術(shù)系統(tǒng),應(yīng)先了解其發(fā)展現(xiàn)狀與主要的問題,從而科學(xué)地采取針對(duì)性的解決措施。當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄娔苜Y源的需求大、消耗量大,為智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)的誕生、發(fā)展創(chuàng)造了更好條件,在節(jié)能環(huán)保理念的影響下,智能化電氣節(jié)能技術(shù)中多使用新型能源,如風(fēng)能、太陽能等。當(dāng)前,以太陽能、風(fēng)能為新型資源的發(fā)電技術(shù)應(yīng)用范圍進(jìn)一步變廣,已經(jīng)覆蓋在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中,特別是智能電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。第一,智能化電氣節(jié)能系統(tǒng)缺乏高效、合理的統(tǒng)籌安排,降低了系統(tǒng)運(yùn)行過程的節(jié)能性;第二,缺乏智能化、自動(dòng)化電氣節(jié)能基礎(chǔ)配套設(shè)施,如變壓器等,未能真正達(dá)到節(jié)能運(yùn)行目的;第三,智能化電氣節(jié)能控制系統(tǒng)仍有待更新,控制方式不符合系統(tǒng)要求,易消耗較多電能。
2優(yōu)化智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)的基本原則
優(yōu)化智能化電氣節(jié)能系統(tǒng)時(shí)損害其使用需求或者不可犧牲系統(tǒng)本身性能為代價(jià),也不可過度投入資金,大量引進(jìn)節(jié)能技術(shù),為了節(jié)能環(huán)保而消耗其他資源,具體而言,其應(yīng)遵循以下原則:第一,滿足系統(tǒng)性能需求,滿足系統(tǒng)中不同模塊電能需求,包括不同區(qū)域照明亮度、空調(diào)系統(tǒng)等;第二,遵循經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化原則,為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目的,應(yīng)結(jié)合自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及投資規(guī)模,不過度追求節(jié)能環(huán)保而盲目增加投資,選擇恰當(dāng)?shù)碾姎夤?jié)能方案;第三,從小處著眼,根據(jù)系統(tǒng)本身功能,采取針對(duì)性節(jié)能措施,如針對(duì)量大面廣的照明容量,可引入現(xiàn)代調(diào)光以及控制技術(shù),降低系統(tǒng)的整體能耗。
3智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)化方式
優(yōu)化智能化電氣節(jié)能系統(tǒng)時(shí),應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的性能,將綠色環(huán)保理念貫徹在系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中,采取針對(duì)性節(jié)能措施,引入合理的智能化電氣節(jié)能技術(shù),具體方式分為以下幾方面。優(yōu)化變壓器裝置,使其變得更加環(huán)保節(jié)能的本質(zhì)在于降低變壓器本身的有功功率消耗,提升其整體運(yùn)行效率,其有功功率損耗的計(jì)算公式為[1]:ΔPb=P0+Pk茁.其中,ΔPb為代表變壓器有功損耗,kW;P0代表變壓器空載損耗(鐵損),由鐵心漏磁損耗、渦流損耗共同組成,數(shù)值大小與鐵心制造工藝、硅鋼片性能有密切關(guān)系,與負(fù)荷數(shù)值無關(guān),數(shù)值基本不變,單位為kW;茁代表變壓器負(fù)載率。優(yōu)化智能化電氣節(jié)能系統(tǒng)時(shí),建議選擇SLZ7、SC9、SL7和S9等智能化變壓器,此類變壓器均選擇冷軋晶粒取向硅鋼片,具有高導(dǎo)磁性能,由現(xiàn)代化先進(jìn)工藝打造,節(jié)能環(huán)保性能突出。因進(jìn)行“取向”處理,硅鋼片磁場方向基本一致,可降低鐵心本身渦流損耗,同時(shí),使用45°全斜接縫結(jié)構(gòu),提升了變壓器接縫密合性,有利于減少鐵心漏磁損耗。與傳統(tǒng)變壓器相比,SLZ7、SL7此類無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器,其短路、空載損失顯著降低,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),35kV電路系統(tǒng)中其降低16.23%、38.34%;10kV電路系統(tǒng)中其降低13.95%、41.52%。同時(shí),SC9、S9變壓器與SLZ7、SL7相比,其短路、空載損失進(jìn)一步降低,分別降低了23.34%、5.92%,年節(jié)電達(dá)10kW•h。在優(yōu)化過程中,應(yīng)充分發(fā)揮變壓器抗沖擊、低損耗、節(jié)能性能優(yōu)的性能,選擇恰當(dāng)?shù)淖儔浩?。此外,針?duì)分期優(yōu)化的項(xiàng)目,建議用多臺(tái)變壓器的優(yōu)化方案,防止出現(xiàn)輕載運(yùn)行而引發(fā)損耗加大的問題,在內(nèi)部不同變電所間須敷設(shè)好聯(lián)絡(luò)線,結(jié)合其負(fù)荷情況,縮減變壓器數(shù)量,最大程度上降低系統(tǒng)損耗。首先,根據(jù)供電距離、負(fù)荷分布情況、用電設(shè)備特征和負(fù)荷容量,科學(xué)地確定供電電壓,優(yōu)化供配電系統(tǒng),以提升節(jié)能環(huán)保的有效性。供配電系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)堅(jiān)持簡單、安全、可靠的原則,同一電壓供電系統(tǒng)中變配電級(jí)數(shù)應(yīng)少于兩級(jí);其次,根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度,選擇恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)線截面,通常按照年綜合運(yùn)行費(fèi)用最少的原則計(jì)算單位面積內(nèi)經(jīng)濟(jì)電流密度[2];因電氣系統(tǒng)的線路總長度可能超過10000m,其線路在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)大量有功損耗,為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的,應(yīng)科學(xué)減少線路損耗。ΔP(線路損耗)∝R,R=籽L/S,說明線路損耗與L(長度)、籽(電導(dǎo)率)成正比,與S(截面)成反比,因此,優(yōu)化供配電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)特別注意以下幾方面:第一,選擇導(dǎo)線時(shí),應(yīng)選擇電導(dǎo)率偏小的材質(zhì),如銅芯導(dǎo)線,針對(duì)負(fù)荷大的供電系統(tǒng),可選用銅導(dǎo)線,但為節(jié)省銅材質(zhì),在負(fù)荷大的供電系統(tǒng)中應(yīng)使用鋁芯導(dǎo)線。第二,科學(xué)縮短導(dǎo)線長度,變配電所的位置須與負(fù)荷中心靠近,減小線路供電的距離,節(jié)省線路損耗。低壓線路供電半徑通常小于200m,當(dāng)優(yōu)化項(xiàng)目的面積超過10000m2時(shí),應(yīng)設(shè)置兩個(gè)以上變配電所,從而縮短干線長度。同時(shí),應(yīng)盡可能減少線路中的“彎路”,以減小導(dǎo)線總長度。第三,增加線纜截面積,針對(duì)線路較長的優(yōu)化項(xiàng)目,應(yīng)綜合考慮電壓損失、動(dòng)熱穩(wěn)定、載流量等因素,合理增加一級(jí)線纜截面。充分發(fā)揮供電線路本身的作用,調(diào)節(jié)季節(jié)性負(fù)荷,如將風(fēng)機(jī)盤管、空調(diào)風(fēng)機(jī)等計(jì)費(fèi)同等的負(fù)荷集中起來,用同一干線供電。優(yōu)化智能化電能節(jié)能系統(tǒng),應(yīng)增加智能化電氣節(jié)能系統(tǒng)中故障檢測模塊,引入模糊網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)問題,科學(xué)運(yùn)用專家系統(tǒng)等智能化檢測方式,對(duì)電氣系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控,提升系統(tǒng)故障的反饋、預(yù)警能力以及檢測有效性。如可以在變壓器中增加人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方式,利用神經(jīng)元系統(tǒng)的計(jì)算功能,結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用功能來科學(xué)調(diào)整其采光控制、用電情況,從而提升電氣設(shè)備本身的節(jié)能性。1)優(yōu)化智能化電氣節(jié)能供電系統(tǒng)的保護(hù)措施,利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開啟系統(tǒng)的智能化保護(hù)措施,借助互聯(lián)網(wǎng)人工智能、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),科學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量安全,動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)安全問題,如電氣設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)短路、短路等問題時(shí),可根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)短時(shí)間內(nèi)找準(zhǔn)故障位置,并立即進(jìn)行維修;2)優(yōu)化與智能化電氣節(jié)能有關(guān)的安全防范系統(tǒng),包括門禁控制、入侵報(bào)警、視頻監(jiān)控、數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)等系統(tǒng),其中最為核心的是信息采集和處理,其主要分為微機(jī)接口及其相關(guān)控制技術(shù)、智能化元器件探測技術(shù)、智能系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)等,在實(shí)際優(yōu)化過程中,應(yīng)特別關(guān)注質(zhì)量安全監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況,保障電氣設(shè)備的高效、安全運(yùn)行。智能控制系統(tǒng)是優(yōu)化智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)的重要組成部分,須優(yōu)化系統(tǒng)智能化控制管理方式、智能控制策略、智能化控制網(wǎng)絡(luò)、智能化數(shù)字控制器等方面。如在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí),可引入PID控制方式,利用分層網(wǎng)絡(luò)控制模式,優(yōu)化電氣節(jié)能技術(shù),以實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能的目的。
4結(jié)語
智能化、自動(dòng)化是電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)的主要發(fā)展趨勢,為科學(xué)節(jié)省電能資源,保障供電系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行,必須加大對(duì)智能化電氣節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化的重視程度。但當(dāng)前電氣能源消耗量大,應(yīng)用智能化節(jié)能技術(shù)的難度較高,相關(guān)工作人員應(yīng)從電氣管理、控制系統(tǒng)等方面入手,革新智能化電氣系統(tǒng)質(zhì)量安全監(jiān)控模塊的技術(shù),基于整體角度優(yōu)化智能化電氣節(jié)能技術(shù)體系,提升電氣系統(tǒng)的環(huán)保性能、經(jīng)濟(jì)性能。
作者:沈哲 單位:酒鋼集團(tuán)筑誠工程管理咨詢有限責(zé)任公司
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