建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計研究
時間:2022-09-17 02:42:22
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摘要:隨著建筑行業(yè)積極蓬勃地發(fā)展,政府部門越來越重視建筑工程中節(jié)能減排技術(shù)的設(shè)計應(yīng)用。同時建設(shè)部陸續(xù)頒布了一系列節(jié)能設(shè)計的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),以此來指導(dǎo)并推動建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的快速發(fā)展。文章首先闡述了我國建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,然后以靜止無功補(bǔ)償器(SVC)為例,具體分析了其在建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中的實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:建筑電氣系統(tǒng);節(jié)能設(shè)計;靜止無功補(bǔ)償器(SVC)
隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程地不斷推進(jìn),越來越多的高樓佇立于城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)之中,整個建筑行業(yè)呈現(xiàn)出一片蓬勃發(fā)展的勢頭。然而由于城市人口的不斷驟增,人們對能源的需求量持續(xù)攀升,能源緊缺問題隨之而來。因此如何在建筑電氣系統(tǒng)中應(yīng)用技能技術(shù),提高能源的利用率,已經(jīng)成為了當(dāng)前社會急需解決的重要問題。鑒于此,我國建設(shè)部多次頒布了一系列節(jié)能設(shè)計的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),旨在加速推動我國建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的發(fā)展進(jìn)程。目前我國一方面嘗試新能源如太陽能、風(fēng)能等在建筑電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用,另一方面積極探索靜止無功補(bǔ)償器(SVC)等新興技術(shù)設(shè)備在其中的應(yīng)用,總體上都取得了比較不錯的實(shí)際效果,在一定程度上減少了能源的無功損耗,提高了建筑能源的整體利用率。
1建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
由于我國以前能源危機(jī)意識比較薄弱,建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)相比較于西方發(fā)達(dá)國家起步較晚。經(jīng)過了幾十年的發(fā)展壯大,目前我國在新能源如太陽能、風(fēng)能的應(yīng)用方面已經(jīng)取得了較大發(fā)展,另外在建筑供配電系統(tǒng)中大面積采用靜止無功補(bǔ)償技術(shù)(SVC),保證電壓電流穩(wěn)定的同時降低了能源輸送過程中的無功消耗,極大地提高了能源的利用效率。
1.1新能源技術(shù)在建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著能源危機(jī)意識地不斷深入,能源可持續(xù)化發(fā)展已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略的高度。國家“十二五”、“十三五”規(guī)劃都明確制定了建筑能耗的調(diào)研與評判標(biāo)準(zhǔn)[1],旨在進(jìn)一步推動我國建筑節(jié)能的發(fā)展進(jìn)程?;谡呒詈托蝿蒡?qū)動的雙重因素,許多新能源開始逐步應(yīng)用于建筑電氣系統(tǒng)之中,如太陽能光伏技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等,并建立了多個“生態(tài)低碳化”的建筑節(jié)能工程。例如上海崇明島工程在滿足建筑電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下,大規(guī)模利用新能源,風(fēng)能、太陽能等循環(huán)再生能源約占島內(nèi)總能源的70%左右,島內(nèi)隨處可見“風(fēng)電田”、“屋頂光伏板”等特有建筑風(fēng)格。與此同時,我國還致力于新能源前沿技術(shù)的研發(fā)工作,積極開展太陽能電池板聚光系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用,不斷提升單位面積太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)化率,從另外一個層面提升新能源的利用效率。我國于2006年開始對太陽能電池板聚光系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)化研究,通過對光伏電池和聚光器的改進(jìn)升級,已經(jīng)有了一些實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,但還未形成一些高性能的產(chǎn)品。
1.2靜止無功補(bǔ)償技術(shù)(SVC)在建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中的發(fā)展現(xiàn)狀
我國的靜止無功補(bǔ)償技術(shù)(SVC)起源于上世紀(jì)七十年代初期,經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展變遷,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電氣系統(tǒng)及輸送點(diǎn)線路的負(fù)荷補(bǔ)償,在穩(wěn)定電壓和降低電能損耗方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。SVC補(bǔ)償器實(shí)際上是由并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器等無功原件組成,如圖1所示,其中電容器可以發(fā)出無功功率,電抗器可以吸收無功功率[2-3],當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)電壓大幅波動等不穩(wěn)定事故發(fā)生時,可控電抗器可以通過快速調(diào)節(jié)開度來進(jìn)行響應(yīng),從而達(dá)到穩(wěn)定電壓,降低能耗的效果。目前靜止無功補(bǔ)償器(SVC)主要分為晶閘管控制電抗器和晶閘管投切電容器兩種裝配模式。
2靜止無功補(bǔ)償器(SVC)在建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中的具體應(yīng)用
靜止無功補(bǔ)償器(SVC)具有反應(yīng)靈敏,無級調(diào)節(jié)等顯著特點(diǎn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計之中,其對于整體電氣系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定起著不可取代的顯著作用。一是靜止無功補(bǔ)償器(SVC)能夠及時調(diào)整電路輸送過程中的電壓起伏,特別是在用電高峰期時,電力系統(tǒng)容易發(fā)生電壓跌落現(xiàn)象,SVC能夠迅速起到支撐系統(tǒng)電壓的作用,從實(shí)際的應(yīng)用情況來看,裝設(shè)SVC之后,母線上的電壓波動范圍明顯縮小,波動值也隨之減小,進(jìn)而使得電能利用率大大提高,從而發(fā)揮節(jié)能效果。二是靜止無功補(bǔ)償器(SVC)能夠降低遠(yuǎn)距離輸送的無功功率,從而在很大程度上降低了電能損失。同等情況下而言,安裝SVC的線路的無功功率損失是未安裝SVC線路的一半左右,顯然SVC對于電力系統(tǒng)的節(jié)能發(fā)揮著極大的作用。泉州市作為福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的重要城市,去電能需求量極大,約占全省的四分之一,因此配電網(wǎng)絡(luò)在用電高峰期電壓波動較大,需要進(jìn)行線路無功補(bǔ)償。鑒于此泉州電網(wǎng)系統(tǒng)在多個220kV變電站投用靜止無功補(bǔ)償器(SVC),SVC投用以后,整個線路網(wǎng)絡(luò)的電壓波動明顯呈降低趨勢,電能配送質(zhì)量顯著提高,無功功率損耗較大降低。380kV以下的低壓配電系統(tǒng)作為整個電力網(wǎng)絡(luò)中的終端,對于整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。一旦低壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓大幅度波動而得不到及時的無功補(bǔ)償,勢必使得整個輸電網(wǎng)絡(luò)都會產(chǎn)生巨大的無功功率,嚴(yán)重浪費(fèi)國家電力資源。在低壓配電系統(tǒng)中投用靜止無功補(bǔ)償器(SVC),能夠迅速地對輸電線路中的無功功率進(jìn)行無級調(diào)節(jié),有效地抑制線路的電壓浮動,并且在線路突然出現(xiàn)暫時性故障時,可以保證電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,在一定程度上避免大面積停電事故,在保證線路穩(wěn)定運(yùn)行的同時節(jié)約能效,保障電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
3結(jié)束語
總而言之,隨著我國電力需求的日益緊迫,電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到每家每戶的用電質(zhì)量和體驗(yàn)。建筑項(xiàng)目在電氣系統(tǒng)設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)既要保證線路穩(wěn)定,又要考慮節(jié)能減排,因此推進(jìn)靜止無功補(bǔ)償器的應(yīng)用就顯得十分有必要。
作者:何志杰 單位:中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司
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