企業能量管理與節能技術研究及應用.pdf

1、節能是我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針,電力節能是國家節能戰略的重要組成部分,是節能產業的重中之重。而我國企業電能損失逐年增加,隨著鋼鐵、有色、石化等行業飛速發展,企業電氣節能形勢很緊迫。我國高耗能企業眾多,能源消耗總量大,有效利用率低,使我國的可持續發展面臨巨大壓力。因而開展企業電氣節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配電網電能質量和供電可靠性。
　　 本論文以國家863計劃和湖南省科技重大專

2、項節能減排專項為依托,以鋼鐵、有色金屬、電氣化鐵道等行業配電網的動態諧波治理、無功補償和負序電流不平衡需求為背景,對企業配電網諧波治理、無功動態補償、負序電流補償以及電能管理技術進行了深入的研究,主要研究了大型企業電氣節能關鍵技術和成套裝備。實現對大型企業配電網的無功、諧波和負序電流的集中管理、優化補償,達到節能降耗的目的。
　　 本文重點選擇了冶煉、制造、化工三個行業進行調研,每個行業選擇一家代表性企業,從諧波和無功問題、變頻

3、節能問題及電能量管理和優化節能問題三個方面展開分析討論,從而得出企業電氣節能需求,為企業配電網實現“全方位、多方面”的綜合電氣節能降耗提供有益的解決思路。
　　 針對常規高電壓等級電網諧波電能損耗問題,提出了一種集諧波濾波和無功補償為一體的新型并聯混合有源電力濾波器(Novel Shunt Hybrid Active PowerFilter,NSHAPF)。分析了拓撲結構,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。還從電網單相接地、電網相間短路、電網三相短路、電網電壓突變、電網電壓聚升和驟降方面通過仿真分析了NSHAPF的穩定性。隨后,提出了新型并聯混合有源電力濾波器直流側電壓的控制方法和諧波電流的雙閉環控制策略。最后,給出了實例分析,結果表明NSHAPF能夠滿足高電壓等級場合諧波抑制和無功補償的需求,達到了預期的設計目標。
　　 針對靜止無功補償器(Static Var Compensator,SVC)對配電網負荷引起

5、的電壓波動、功率因數較低和負序電流的補償問題,提出一種多目標統一控制器,主要由功率因數閉環-負序電流補償前饋控制支路和SVC安裝點電壓閉環-負序電流補償前饋控制支路組成?？梢砸罁摵刹煌\行狀態所引起的電能質量問題,來進行兩條控制支路之間的切換。其中對功率因數閉環-負序電流補償前饋控制支路設計了模糊PI控制算法,可以依據滯環環寬對功率因數進行“粗調”及“細調”;對SVC安裝點電壓閉環-負序電流補償前饋控制支路設計了非線性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進行調整。仿真及工業應用結果表明控制方法的正確性和有效性。
　　 目前,專門針對大型企業電氣節能的系列化關鍵技術與成套裝備在國內外尚屬空白,大多只是單一技術的研發與應用,節能效果有限。因此本文提出了一種基于多智能體遺傳優化算法的配電網節能降耗綜合管理系統,通過結合遺傳算法和多智能體系統技術構造了一種多智能體遺傳優化算法(Genet

7、ic Algorithm BasedMulti-Agent System,GA-MAS)算法,能得出各個節能設備的最佳調節力度,使節能設備以最小的調節代價獲得最大的節能效益,實現配電網“全方位、多方面”的綜合節能降耗。首先給出了綜合管理系統的結構、各節能設備智能體結構模型和多智能體系結構模型。接著著重介紹了其管理層的兩個系統:綜合自動化系統和能量管理系統。綜合自動化系統主要利用微機實時技術將保護、監視、控制、遠動等功能統一協調,建立綜合