企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能新技術(shù)的研究分析

王永剛 王建軍 洪洋 劉立哲 白雪衫

摘 要：為了使電能的損耗得到進(jìn)一步的降低，使電能的質(zhì)量的到進(jìn)一步的提高，因此，各大企業(yè)的電網(wǎng)中已經(jīng)對(duì)補(bǔ)償?shù)难b置進(jìn)行了及其廣泛的應(yīng)用。但是就這些補(bǔ)償裝置而言，往往不僅有著相當(dāng)高的成本，也不能夠?qū)崿F(xiàn)理想的電氣節(jié)能的效果。所以，今年來(lái)，新的電氣節(jié)能技術(shù)被引進(jìn)企業(yè)的電網(wǎng)中來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能損耗的進(jìn)一步降低以及對(duì)電能質(zhì)量的進(jìn)一步提高。本文就是對(duì)企業(yè)高低壓配電網(wǎng)的電氣節(jié)能新技術(shù)進(jìn)行的研究與分析。

關(guān)鍵詞：企業(yè)高低壓配斷網(wǎng)；電氣節(jié)能；新技術(shù)；研究分析

在我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)的良好發(fā)展以及節(jié)約型的社會(huì)建設(shè)的過(guò)程中，電氣節(jié)能方面的問(wèn)題一直都是一個(gè)重大的問(wèn)題，因此一直受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在當(dāng)今的社會(huì)研究中，對(duì)如何降低企業(yè)配電網(wǎng)的功率損耗已經(jīng)成為一項(xiàng)重大的研究課題。以往的企業(yè)往往都廣泛的采用對(duì)電力濾波裝置的安裝以及對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置的安裝來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的治理和對(duì)無(wú)功的補(bǔ)償，這樣的方法雖然也起到了一定的電氣節(jié)能效果，但是成本極高，效果不大。因此，新的電氣節(jié)能技術(shù)自從被引進(jìn)到企業(yè)配電網(wǎng)中，就已經(jīng)得到了十分廣泛的關(guān)注以及深入的研究。本文對(duì)其加以闡述，希望可以對(duì)新技術(shù)的研究有所幫助。

一、企業(yè)高壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能技術(shù)

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

高壓配電網(wǎng)的電氣調(diào)節(jié)新技術(shù)，就是通過(guò)對(duì)高壓配電網(wǎng)中的諧波以及無(wú)功電流進(jìn)行綜合的治理，來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓配電網(wǎng)中的電氣節(jié)能效果。對(duì)諧波進(jìn)行治理，其實(shí)就是對(duì)負(fù)載以及在TCR的運(yùn)行中所產(chǎn)生的諧波進(jìn)行的動(dòng)態(tài)治理，使母線的電流在畸變率方面得到有效減少，這樣就能都實(shí)現(xiàn)高壓配電網(wǎng)的電能質(zhì)量的進(jìn)一步提高。對(duì)于高壓母線中產(chǎn)生的無(wú)功電流進(jìn)行補(bǔ)償，使無(wú)功電流足以對(duì)母線的電壓進(jìn)行維持，對(duì)功率的因數(shù)進(jìn)行完善，這樣就實(shí)現(xiàn)了無(wú)功調(diào)節(jié)。

在高壓高品質(zhì)補(bǔ)償器的系統(tǒng)管理與監(jiān)控過(guò)程中，最為核心的部分就是對(duì)該系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)以及監(jiān)控。其子系統(tǒng)的主要組成部分分別為驅(qū)動(dòng)電路、電流變送器、接口電路以及數(shù)字控制器等，通過(guò)各個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)合作，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)支路的實(shí)時(shí)電流進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、對(duì)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、對(duì)控制量進(jìn)行計(jì)算以及對(duì)信號(hào)進(jìn)行參考等[1]。這樣不僅可以對(duì)電網(wǎng)時(shí)間閉環(huán)控制，也可以有效獲得系統(tǒng)的異常信號(hào)進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的異常，做到及時(shí)的自動(dòng)跳閘，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的保護(hù)。

（二）設(shè)計(jì)方案

企業(yè)的高壓配電網(wǎng)最主要的是對(duì)高壓高品質(zhì)補(bǔ)償系統(tǒng)作為電氣節(jié)能的裝置，對(duì)諧波進(jìn)行有效的治理，對(duì)無(wú)功進(jìn)行有效的補(bǔ)償。在高壓配電網(wǎng)中，對(duì)諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)的治理，是因?yàn)槿绻旁诘蛪簜?cè)就會(huì)因?yàn)檩^多的嘶啞負(fù)載而加大低壓側(cè)的諧波，不僅會(huì)使造價(jià)進(jìn)一步提高，還會(huì)使諧波的治理很不理想。高壓配電網(wǎng)通過(guò)變壓器的降壓對(duì)低壓配電網(wǎng)進(jìn)行供電，供電的時(shí)候通過(guò)對(duì)變壓器不同的連接以及不同的組合，能夠?qū)ι倭康闹C波加以消除。

在高壓配電網(wǎng)中，主要有就地補(bǔ)償、分組補(bǔ)償以及集中補(bǔ)償這三種無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞剑梢酝ㄟ^(guò)裝置設(shè)置的不同位置來(lái)進(jìn)行區(qū)分，而不同的方式所達(dá)到的效果也不盡相同[2]。

1、就地補(bǔ)償

在電動(dòng)機(jī)或者其他具有電磁性的用電設(shè)備的附近進(jìn)行補(bǔ)償裝置的設(shè)置，大多用于中小型的設(shè)備中，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)供電系統(tǒng)中的功率的因數(shù)進(jìn)行提高。

2、分組補(bǔ)償

在電母線上進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)置，能夠進(jìn)一步使功率的因數(shù)得到提高并且趨于平衡的狀態(tài)，有著十分明顯的補(bǔ)償效果，進(jìn)而得到了廣泛的應(yīng)用。

3、集中補(bǔ)償

在總的降壓變壓器上進(jìn)行補(bǔ)償裝置的設(shè)置，使功率的因數(shù)得到有效的提高并處于平衡的狀態(tài)，可以有效減少高壓線路對(duì)功率的損耗，從而使供電的質(zhì)量得到有效提高。

二、企業(yè)低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能技術(shù)

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于傳統(tǒng)的企業(yè)低壓配電網(wǎng)中有感性負(fù)電荷對(duì)無(wú)功功率的大量消耗，這就導(dǎo)致了無(wú)功電流的大量產(chǎn)生，進(jìn)而使得母線中的電壓下降，對(duì)電能的質(zhì)量造成不利影響。新的系統(tǒng)只有實(shí)現(xiàn)無(wú)功的動(dòng)態(tài)、連續(xù)輸出，對(duì)電壓進(jìn)行支撐，才能使這一問(wèn)題得到有效的解決。作為一種混合型的補(bǔ)償器，HVC補(bǔ)償器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功進(jìn)行大容量的快速補(bǔ)償，而且成本也相對(duì)較低，它的構(gòu)成也十分簡(jiǎn)單，僅僅需要很多組大容量的TSC以及一臺(tái)小容量的靜電靜止同步補(bǔ)償器就能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功的補(bǔ)償[3]。

HVC在低壓配電網(wǎng)中有著對(duì)無(wú)功電流的有效補(bǔ)償作用，在企業(yè)低壓配電網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)中起到重要的作用。主要電路是由晶閘管模塊、電壓型的逆變器、連接電抗以及投切電容器等，通過(guò)在DSTATCOM逆變器之前進(jìn)行工作，使測(cè)電流的充電工作由整流電路來(lái)完成，當(dāng)期達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電壓的時(shí)候，整流電路的開(kāi)關(guān)會(huì)斷開(kāi)。

（二）設(shè)計(jì)方案

將HVC安裝到企業(yè)低壓配電網(wǎng)中可以有效起到對(duì)無(wú)功電流的補(bǔ)償作用，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的作用，對(duì)于電網(wǎng)承受的感性無(wú)功負(fù)載沖擊，DSTATCOM可是實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效的降低的作用。相比較高壓配電網(wǎng)的補(bǔ)償裝置而言，低壓配電網(wǎng)補(bǔ)償裝置在安裝的時(shí)候更加的方便和靈活，而且成本相對(duì)較低，投切也相對(duì)靈活。所以，這種裝置更能滿足企業(yè)低壓配電網(wǎng)的節(jié)能需求，因此也就得到了更加廣泛的應(yīng)用。

三、企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)的監(jiān)督和管理

在高壓也以及低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)的監(jiān)督以及管理的過(guò)程中，穗數(shù)據(jù)的展示以及分析靠先進(jìn)的信息處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣，操作人員就可以對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的所有記錄進(jìn)行實(shí)施的掌控，就可以保障對(duì)運(yùn)行中所存在的問(wèn)題做到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)以及及時(shí)的解決，進(jìn)一步避免故障對(duì)電能質(zhì)量的影響。利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的交換以及良好的傳遞。因此，信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以有效進(jìn)行負(fù)載信息等的及時(shí)傳遞，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)的監(jiān)控以及更加嚴(yán)格的管理，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效擴(kuò)展以及進(jìn)一步的進(jìn)行完善。

四、對(duì)子系統(tǒng)的檢測(cè)以及控制

數(shù)字控制器的使用，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)高低壓配電網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)揮其電氣節(jié)能的作用，因此數(shù)字控制器不僅要保證計(jì)算的質(zhì)量，同時(shí)還要保證計(jì)算的效率。DSP這一核心技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了節(jié)能裝置以及控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性和快速性，同時(shí)也對(duì)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性以及實(shí)時(shí)性起到了良好的保障作用。這種技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)復(fù)雜的算法進(jìn)行準(zhǔn)確快速的計(jì)算，使輸出量準(zhǔn)確有效的得出使系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性以及實(shí)時(shí)性得到了進(jìn)一步的良好保障。AD在對(duì)控制算法的檢測(cè)方面有著重要的作用，既可以實(shí)現(xiàn)DSP在控制過(guò)程中對(duì)相關(guān)參數(shù)的及時(shí)獲得，又可以將這些參數(shù)發(fā)往檢測(cè)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的檢測(cè)。將傳統(tǒng)的PI技術(shù)作為基礎(chǔ)，對(duì)非線性的技術(shù)以及模糊的PI技術(shù)進(jìn)行有效提出，使算法的控制得到了有效的改進(jìn)，向著更高效的方向發(fā)展[4]。

五、對(duì)子監(jiān)控子系統(tǒng)的設(shè)置

因?yàn)镈SP控制器只是對(duì)算法進(jìn)行控制，對(duì)信息進(jìn)行采集以及分析，它有著十分有限的硬件設(shè)備，使得難以保障儲(chǔ)存的空間。監(jiān)控子系統(tǒng)在系統(tǒng)中的有效設(shè)置就大大解決了這一問(wèn)題，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)有效信息的合理采集和分析，同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行安全還有這很大的維護(hù)作用。監(jiān)控子系統(tǒng)在工作的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的電壓以及電流的實(shí)時(shí)控制，對(duì)多路的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)過(guò)程中存在的問(wèn)題做到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并且可以使之得到及時(shí)的解決。因?yàn)楸O(jiān)控的子系統(tǒng)存在著很多模塊，所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多模塊的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更加準(zhǔn)確的獲得，著對(duì)于子系統(tǒng)的監(jiān)控起到有效的作用。實(shí)現(xiàn)對(duì)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能技術(shù)的良好監(jiān)控和管理，就可以實(shí)現(xiàn)電能供應(yīng)的最佳質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今社會(huì)的企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)電能的質(zhì)量有著極高的要求，同時(shí)又想要有效避免電能在傳輸過(guò)程中的大量消耗。因此，新的節(jié)能控制技術(shù)得到了各大企業(yè)的廣泛應(yīng)用。所以，要想進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能，就要對(duì)新的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)督和管理，以保障高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能效果的良好實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，也帶動(dòng)我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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