智能化電氣節(jié)能技術研究

時間:2022-11-02 10:20:10

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智能化電氣節(jié)能技術研究

摘要:中國正處于經濟發(fā)展關鍵時期,對電能資源的需求大,加之人們節(jié)能環(huán)保意識的增強,對于智能化電氣節(jié)能技術系統提出了更高要求。基于此,結合當前智能化電氣節(jié)能技術系統發(fā)展情況,重點探究其優(yōu)化方式與注意事項,希望為中國能源的可持續(xù)發(fā)展貢獻一些幫助。

關鍵詞:智能化;電氣節(jié)能技術;優(yōu)化策略;安全監(jiān)控

隨著中國城市化、工業(yè)化進程的深入推進,對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,受到多種內外部因素的影響,當前智能化電氣節(jié)能技術在應用過程中仍存在較多問題,需要相關工作人員加以重視。基于此,必須加大對節(jié)能環(huán)保意識的重視程度,綜合考慮電氣設備電能資源使用情況情況,科學引進現代化和智能化的電氣節(jié)能技術,將其科學運用在系統中,以節(jié)省系統能耗,確保系統的安全、正常運行。

1智能化電氣節(jié)能技術系統發(fā)展情況

電氣系統是消耗電能資源的重要部分,隨著節(jié)能環(huán)保意識的不斷提升,當前智能化電氣節(jié)能技術逐漸增多,為優(yōu)化該技術系統,應先了解其發(fā)展現狀與主要的問題,從而科學地采取針對性的解決措施。當前各個領域對電能資源的需求大、消耗量大,為智能化電氣節(jié)能技術系統的誕生、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)能技術中多使用新型能源,如風能、太陽能等。當前,以太陽能、風能為新型資源的發(fā)電技術應用范圍進一步變廣,已經覆蓋在多個工業(yè)領域中,特別是智能電氣節(jié)能技術設計系統中,具有良好的經濟、環(huán)保效益。第一,智能化電氣節(jié)能系統缺乏高效、合理的統籌安排,降低了系統運行過程的節(jié)能性;第二,缺乏智能化、自動化電氣節(jié)能基礎配套設施,如變壓器等,未能真正達到節(jié)能運行目的;第三,智能化電氣節(jié)能控制系統仍有待更新,控制方式不符合系統要求,易消耗較多電能。

2優(yōu)化智能化電氣節(jié)能技術系統的基本原則

優(yōu)化智能化電氣節(jié)能系統時損害其使用需求或者不可犧牲系統本身性能為代價,也不可過度投入資金,大量引進節(jié)能技術,為了節(jié)能環(huán)保而消耗其他資源,具體而言,其應遵循以下原則:第一,滿足系統性能需求,滿足系統中不同模塊電能需求,包括不同區(qū)域照明亮度、空調系統等;第二,遵循經濟性優(yōu)化原則,為實現節(jié)能環(huán)保目的,應結合自身經濟實力以及投資規(guī)模,不過度追求節(jié)能環(huán)保而盲目增加投資,選擇恰當的電氣節(jié)能方案;第三,從小處著眼,根據系統本身功能,采取針對性節(jié)能措施,如針對量大面廣的照明容量,可引入現代調光以及控制技術,降低系統的整體能耗。

3智能化電氣節(jié)能技術系統的優(yōu)化方式

優(yōu)化智能化電氣節(jié)能系統時,應根據系統的性能,將綠色環(huán)保理念貫徹在系統優(yōu)化設計過程中,采取針對性節(jié)能措施,引入合理的智能化電氣節(jié)能技術,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)能的本質在于降低變壓器本身的有功功率消耗,提升其整體運行效率,其有功功率損耗的計算公式為[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,數值大小與鐵心制造工藝、硅鋼片性能有密切關系,與負荷數值無關,數值基本不變,單位為kW;茁代表變壓器負載率。優(yōu)化智能化電氣節(jié)能系統時,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,具有高導磁性能,由現代化先進工藝打造,節(jié)能環(huán)保性能突出。因進行“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,使用45°全斜接縫結構,提升了變壓器接縫密合性,有利于減少鐵心漏磁損耗。與傳統變壓器相比,SLZ7、SL7此類無勵磁調壓變壓器,其短路、空載損失顯著降低,根據相關數據統計,35kV電路系統中其降低16.23%、38.34%;10kV電路系統中其降低13.95%、41.52%。同時,SC9、S9變壓器與SLZ7、SL7相比,其短路、空載損失進一步降低,分別降低了23.34%、5.92%,年節(jié)電達10kW•h。在優(yōu)化過程中,應充分發(fā)揮變壓器抗沖擊、低損耗、節(jié)能性能優(yōu)的性能,選擇恰當的變壓器。此外,針對分期優(yōu)化的項目,建議用多臺變壓器的優(yōu)化方案,防止出現輕載運行而引發(fā)損耗加大的問題,在內部不同變電所間須敷設好聯絡線,結合其負荷情況,縮減變壓器數量,最大程度上降低系統損耗。首先,根據供電距離、負荷分布情況、用電設備特征和負荷容量,科學地確定供電電壓,優(yōu)化供配電系統,以提升節(jié)能環(huán)保的有效性。供配電系統的優(yōu)化應堅持簡單、安全、可靠的原則,同一電壓供電系統中變配電級數應少于兩級;其次,根據經濟電流密度,選擇恰當的導線截面,通常按照年綜合運行費用最少的原則計算單位面積內經濟電流密度[2];因電氣系統的線路總長度可能超過10000m,其線路在運行過程中會出現大量有功損耗,為實現節(jié)能目的,應科學減少線路損耗。ΔP(線路損耗)∝R,R=籽L/S,說明線路損耗與L(長度)、籽(電導率)成正比,與S(截面)成反比,因此,優(yōu)化供配電系統時應特別注意以下幾方面:第一,選擇導線時,應選擇電導率偏小的材質,如銅芯導線,針對負荷大的供電系統,可選用銅導線,但為節(jié)省銅材質,在負荷大的供電系統中應使用鋁芯導線。第二,科學縮短導線長度,變配電所的位置須與負荷中心靠近,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,當優(yōu)化項目的面積超過10000m2時,應設置兩個以上變配電所,從而縮短干線長度。同時,應盡可能減少線路中的“彎路”,以減小導線總長度。第三,增加線纜截面積,針對線路較長的優(yōu)化項目,應綜合考慮電壓損失、動熱穩(wěn)定、載流量等因素,合理增加一級線纜截面。充分發(fā)揮供電線路本身的作用,調節(jié)季節(jié)性負荷,如將風機盤管、空調風機等計費同等的負荷集中起來,用同一干線供電。優(yōu)化智能化電能節(jié)能系統,應增加智能化電氣節(jié)能系統中故障檢測模塊,引入模糊網絡、神經問題,科學運用專家系統等智能化檢測方式,對電氣系統中發(fā)動機、變壓器進行動態(tài)監(jiān)控,提升系統故障的反饋、預警能力以及檢測有效性。如可以在變壓器中增加人工神經網絡故障診斷方式,利用神經元系統的計算功能,結合系統應用功能來科學調整其采光控制、用電情況,從而提升電氣設備本身的節(jié)能性。1)優(yōu)化智能化電氣節(jié)能供電系統的保護措施,利用現代化網絡技術開啟系統的智能化保護措施,借助互聯網人工智能、自動識別系統,科學監(jiān)控系統運行質量安全,動態(tài)預警系統安全問題,如電氣設備在運行中出現短路、短路等問題時,可根據互聯網短時間內找準故障位置,并立即進行維修;2)優(yōu)化與智能化電氣節(jié)能有關的安全防范系統,包括門禁控制、入侵報警、視頻監(jiān)控、數字和網絡視頻監(jiān)控技術等系統,其中最為核心的是信息采集和處理,其主要分為微機接口及其相關控制技術、智能化元器件探測技術、智能系統調試技術等,在實際優(yōu)化過程中,應特別關注質量安全監(jiān)控系統的運行情況,保障電氣設備的高效、安全運行。智能控制系統是優(yōu)化智能化電氣節(jié)能技術系統的重要組成部分,須優(yōu)化系統智能化控制管理方式、智能控制策略、智能化控制網絡、智能化數字控制器等方面。如在設計暖通空調系統時,可引入PID控制方式,利用分層網絡控制模式,優(yōu)化電氣節(jié)能技術,以實現環(huán)保、節(jié)能的目的。

4結語

智能化、自動化是電氣節(jié)能技術設計的主要發(fā)展趨勢,為科學節(jié)省電能資源,保障供電系統的正常安全運行,必須加大對智能化電氣節(jié)能技術系統優(yōu)化的重視程度。但當前電氣能源消耗量大,應用智能化節(jié)能技術的難度較高,相關工作人員應從電氣管理、控制系統等方面入手,革新智能化電氣系統質量安全監(jiān)控模塊的技術,基于整體角度優(yōu)化智能化電氣節(jié)能技術體系,提升電氣系統的環(huán)保性能、經濟性能。

作者:沈哲 單位:酒鋼集團筑誠工程管理咨詢有限責任公司

參考文獻

[1]劉輝,李斌,翁軼能,等.空調智能化與云計算結合節(jié)能技術研究[J].綠色科技,2016,25(22):81-85.

[2]魯宗相,黃瀚,單葆國,等.高比例可再生能源電力系統結構形態(tài)演化及電力預測展望[J].電力系統自動化,2017,41(9):12-18.