低壓節(jié)能控制系統(tǒng)淺談企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能新技術(shù)

低壓節(jié)能控制系統(tǒng)淺談企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能新技術(shù)

原始的高低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)存在很大的電能浪費(fèi)情況，為了節(jié)約企業(yè)的總體用電成本，在設(shè)計(jì)新的高低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，節(jié)能是需要重點(diǎn)考慮的設(shè)計(jì)目的，需要制定詳細(xì)的相關(guān)防范措施，使節(jié)能、綠色成為新系統(tǒng)的主要特色。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要實(shí)現(xiàn)節(jié)能這一點(diǎn)外，還要保證新的高低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)足以支持企業(yè)的用電需求，保障企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。企業(yè)應(yīng)用高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能新技術(shù)，低壓節(jié)能控制系統(tǒng)主要是為了節(jié)約用電成本，提高整個(gè)企業(yè)的作業(yè)效率。

1 企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1．1高壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能技術(shù)

諧波治理主要是動(dòng)態(tài)治理負(fù)載及TCR運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的諧波，并減少母線(xiàn)電流的畸變率，從而提高高壓配電網(wǎng)電能的質(zhì)量。無(wú)功調(diào)節(jié)主要針對(duì)的是高壓母線(xiàn)中的無(wú)功電流，對(duì)無(wú)功電流進(jìn)行補(bǔ)償，使其達(dá)到能夠維持母線(xiàn)電壓、完善功率因數(shù)的程度。在實(shí)現(xiàn)綜合治理高壓配電網(wǎng)中的諧波和無(wú)功電流時(shí)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能。

檢測(cè)與控制HVHQC(高壓高品質(zhì)補(bǔ)償器)系統(tǒng)下屬的子系統(tǒng)，是HVHQC系統(tǒng)的管理監(jiān)控部分的核心，由電壓電流變送器、數(shù)字控制器、驅(qū)動(dòng)電路、接口電路等各部分組成。各部分協(xié)調(diào)配合，為系統(tǒng)提供各支路的實(shí)時(shí)電流、電壓數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)、參考信號(hào)，控制量計(jì)算等。在實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行閉環(huán)控制的同時(shí)，能夠在系統(tǒng)處于異常工作狀態(tài)時(shí)，獲得異常信號(hào)，并能進(jìn)行自動(dòng)跳閘保護(hù)。

1．2低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能技術(shù)

在企業(yè)的傳統(tǒng)低壓配電網(wǎng)中，大量感性負(fù)荷不斷消耗無(wú)功功率，使電網(wǎng)中產(chǎn)生了大量無(wú)功電流，最終導(dǎo)致母線(xiàn)的電壓下降，降低電能質(zhì)量[31。想要解決這一問(wèn)題，新系統(tǒng)需要做到連續(xù)、動(dòng)態(tài)輸出無(wú)功，并且進(jìn)行電壓支撐。HVC是一種能夠做到快速、大容量無(wú)功補(bǔ)償、成本低廉的混合型無(wú)功補(bǔ)償器，由一臺(tái)容量較小的DSTATCOM(配電靜止同步補(bǔ)償器)和多組較大容量的TSC構(gòu)成。HVC系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

HVC的作用是補(bǔ)償?shù)蛪号潆娋W(wǎng)的無(wú)功電流，是企業(yè)低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能的重要組成部分，由連接電抗、晶閘管模塊、投切電容器，電壓型逆變器組等組成的主電路，主要是先于DSTATCOM逆變器工作，通過(guò)整流

電路給側(cè)電容充電，并在側(cè)電容到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)，斷開(kāi)整流電路開(kāi)關(guān)。

2企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案

2．1企業(yè)高壓配電網(wǎng)

企業(yè)高壓配電網(wǎng)主要使用HVHQC為電氣節(jié)能裝置，既能治理諧波，也能補(bǔ)償無(wú)功。將諧波治理放在高壓配電網(wǎng)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)治理，如此設(shè)計(jì)，主要是由于低壓負(fù)載較多，如果放在低壓側(cè)，會(huì)使低壓側(cè)的諧波過(guò)大，造價(jià)將會(huì)變高，還無(wú)法起到治理效果。低壓配電網(wǎng)的供電來(lái)源是高壓配電網(wǎng)變壓器降壓，在變壓器進(jìn)行不同連接組合供電時(shí)，能夠消除少量諧波。

無(wú)功補(bǔ)償在配電網(wǎng)中有三種補(bǔ)償方式：集中補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和就地補(bǔ)償，三種補(bǔ)償方式的區(qū)別在于將無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)立的位置不同，以達(dá)到不同的效果。a)集中補(bǔ)償方式將無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)在總降壓變壓器的母線(xiàn)上，能夠提高功率因數(shù)，使無(wú)功功率趨于平衡。這種方式可使高壓線(xiàn)路的功率損耗減少，提高供電電能質(zhì)量；b)分組補(bǔ)償方式將無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)在配電母線(xiàn)上，優(yōu)點(diǎn)與集中補(bǔ)償相同，但分組補(bǔ)償方式的效果較為明顯，應(yīng)用較為廣泛；c)就地補(bǔ)償方式將無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)在電動(dòng)機(jī)或其他電感性用電設(shè)備附近，這種方式能提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，使用于中小型設(shè)備。

2．2企業(yè)低壓配電網(wǎng)

  企業(yè)低壓配電網(wǎng)中，主要安裝HVC，HVC的主要作用就是補(bǔ)償無(wú)功電流，并且能夠做到連續(xù)調(diào)節(jié)，同時(shí)DSTATCOM能夠降低電網(wǎng)所承受的感性無(wú)功負(fù)荷的沖擊。低壓補(bǔ)償裝置相較于高壓補(bǔ)償裝置，具有安裝方便靈活、成本低廉、投切靈活的優(yōu)點(diǎn)。因此，低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置能夠很好地實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)低壓配電網(wǎng)節(jié)能設(shè)計(jì)的要求。

2．3高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)的監(jiān)控與管理

企業(yè)的高低壓配電網(wǎng)節(jié)能管理系統(tǒng)需要先進(jìn)的信息處理技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示分析，從而使技術(shù)人員能夠?qū)崟r(shí)掌握整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行記錄，以便及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整與改進(jìn)，還能避免在出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法及時(shí)處理的問(wèn)題。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)可以通過(guò)各種傳輸手段將所有裝置的數(shù)據(jù)信息，包含負(fù)載信息在內(nèi)進(jìn)行傳遞和交換，嚴(yán)格監(jiān)控和管理，可以為系統(tǒng)不斷完善與擴(kuò)展提供有力支持。

3檢測(cè)與控制子系統(tǒng)

低壓節(jié)能控制系統(tǒng)告訴您為了有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)高低壓配電網(wǎng)的電氣節(jié)能，需要一款運(yùn)算速度快、高效的通用數(shù)字控制器。用DSP為核心進(jìn)行節(jié)能裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單快速，同時(shí)能夠保證控制系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。利用DSP數(shù)字控制器可以完成所有復(fù)雜的算法計(jì)算，得到輸出量，更好地保持控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。AD采用是控制算法中重要的檢測(cè)環(huán)節(jié)，它能幫助DSP數(shù)字控制器獲取電網(wǎng)的實(shí)時(shí)參數(shù)，并發(fā)送到檢測(cè)單元進(jìn)行檢測(cè)。為了改進(jìn)控制算法使其更加高效，以傳統(tǒng)PI為基礎(chǔ)，提出非線(xiàn)性PI和模糊PI的控制方法，使其得以實(shí)現(xiàn)。

4監(jiān)控子系統(tǒng)

DSP控制器只能完成各種控制算法，并采集信息和分析，但由于硬件設(shè)備條件有限，無(wú)法提供足夠的儲(chǔ)存空間。因此在系統(tǒng)中有必要設(shè)置監(jiān)控子系統(tǒng)，有效監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各裝置的運(yùn)行狀態(tài)，并采集高低壓配電網(wǎng)中的實(shí)時(shí)信息，監(jiān)控子系統(tǒng)維持著高低壓配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

監(jiān)控子系統(tǒng)軟件能夠通過(guò)計(jì)算整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)中的電壓、電流值，對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)數(shù)據(jù)顯示超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍時(shí)，監(jiān)控子系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)記錄下來(lái)故障發(fā)生時(shí)的時(shí)間及前后時(shí)間段的數(shù)據(jù)，以便研究分析。電壓電流也可設(shè)定自動(dòng)保護(hù)裝置，當(dāng)數(shù)值超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍時(shí)，能夠自動(dòng)跳閘并產(chǎn)生控制信號(hào)。監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模塊、歷史數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊、故障錄波模塊、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定模塊和系統(tǒng)參數(shù)整定模塊，能夠從各個(gè)模塊得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)子系統(tǒng)的全面監(jiān)控。

5結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)要概括了企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，并介紹了高壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)的節(jié)能技術(shù)及系統(tǒng)的檢測(cè)與監(jiān)控子系統(tǒng)。企業(yè)高低壓配電網(wǎng)電氣節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的十分明確，即節(jié)約用電成本，提高整體作業(yè)效率，要可以根據(jù)不同企業(yè)類(lèi)型做出相應(yīng)調(diào)整，以保證實(shí)現(xiàn)節(jié)能和供電的雙重標(biāo)準(zhǔn)。

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