2、電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)電技術(shù):在我國,目前約有十億多臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)在投入使用,它的耗電能占電網(wǎng)總負(fù)荷的60%,占整個(gè)工業(yè)用電的70%。隨著
電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展,針對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的交流變頻調(diào)速技術(shù)也迅速發(fā)展起來。變頻調(diào)速性能穩(wěn)定、調(diào)速范圍廣、效率高。
這種通過改變電機(jī)的供電頻率和電壓的方式,實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,根據(jù)電機(jī)承接負(fù)載的不同,同步調(diào)控改變供電頻率,達(dá)到對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速分別實(shí)現(xiàn)節(jié)能,提高生產(chǎn)效益。提高產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)采用美國IT公司32位電機(jī)專用處理芯片DSP,運(yùn)算速度快,實(shí)時(shí)操作性強(qiáng),充分滿足了電機(jī)對(duì)變頻器低嘈聲、高響應(yīng)速度的要求,高效的低頻轉(zhuǎn)矩自動(dòng)提升功能,保證低頻大轉(zhuǎn)矩輸出。
原理:交流電機(jī)轉(zhuǎn)速公式如下:N=60f(1-S)/P式中:N=電機(jī)轉(zhuǎn)速;F=電源頻率;P=電機(jī)的極對(duì)數(shù);S=轉(zhuǎn)差率。由此可見,交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)數(shù)與電源頻率成正比,所以改變電源頻率就能改變電機(jī)轉(zhuǎn)速從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速,達(dá)到節(jié)能的目的。例如以節(jié)能的目的通過負(fù)荷、流量、壓力大小需要調(diào)節(jié)的電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵類機(jī)械的轉(zhuǎn)速控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
3、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相位控制節(jié)電技術(shù):交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為電網(wǎng)中的第一大耗能設(shè)備群,其能量轉(zhuǎn)換效率與負(fù)載率關(guān)系很大,負(fù)載率越低效率越低,大量電能浪費(fèi)在電機(jī)本體上,據(jù)權(quán)威能源機(jī)構(gòu)指出,我國約六層的電動(dòng)機(jī)在低于設(shè)計(jì)額定負(fù)載60%的欠負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行,這主要是由于用電設(shè)備選配電動(dòng)機(jī)以滿足最大負(fù)荷的安全選型所致,造成選擇電動(dòng)機(jī)容量普遍偏高,出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象;另外,大多數(shù)電機(jī)在正常的使用過程中,其負(fù)載是不斷變化的,大量時(shí)間處于輕載直至空載狀態(tài)下運(yùn)行。對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵等某些手段采用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)速度可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能,對(duì)于不能調(diào)速或不允許調(diào)速的電動(dòng)機(jī)設(shè)備,例如電動(dòng)機(jī)扶梯、皮帶輸送機(jī)、扎鋼機(jī)、碾磨機(jī)、攪拌機(jī)、成型機(jī)則必須通過相位控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)電。
原理:由于交流電機(jī)為感性負(fù)載,其電流和電壓波形通常存在相位差。該相位差的大小與其負(fù)載率的大小有關(guān)。相位控制技術(shù)采用閉環(huán)反饋系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制,通過實(shí)時(shí)測(cè)量交流電機(jī)的電壓與電流波形,并將實(shí)際相位差與依據(jù)交流電機(jī)特性的理想相位差進(jìn)行比較,并依次來觸發(fā)角以給交流電機(jī)提供優(yōu)化的輸入電機(jī)的功率,實(shí)現(xiàn)“所供即所需”柔性化電能管理功能,這就是相位控制節(jié)電技術(shù)的基本原理。如圖1所示:

圖1
交流電機(jī)相位控制節(jié)電系統(tǒng)是基于電力電子學(xué)、采用最新的集成芯片控制技術(shù),通過實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行的電壓和電流及其相位差的大小,判斷電機(jī)所處運(yùn)行負(fù)荷和效率狀態(tài);當(dāng)電機(jī)在低效率狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),通過優(yōu)化運(yùn)算決策實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加于電機(jī)的電壓和電流的大小,以調(diào)整對(duì)電機(jī)的功率的輸入,保證電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)荷需求精確匹配,實(shí)現(xiàn)“所供即所需”的柔性化能量管理模式,不僅可以節(jié)省部分磁損耗,提高功率因數(shù),改善電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)運(yùn)行品質(zhì),而且具有軟啟動(dòng)功能。
五、多種渠道挖掘電力達(dá)到節(jié)電的目的
在供電部門電力緊張時(shí)期在有條件的情況下要鼓勵(lì)用戶自籌電力,海南省的龍力糖廠在生產(chǎn)時(shí),本廠用電靠本廠的小火電廠發(fā)電,炸糖的甘蔗渣廢料就成火電廠發(fā)電燃料,多余的電又向電網(wǎng)供電,既處理了生產(chǎn)廢料又減少了電費(fèi)開支,降低了生產(chǎn)成本。在有條件的水庫、溝河和風(fēng)口的企業(yè)和地方政府可以建小水電站、天燃?xì)狻⒌責(zé)帷⒊毕L(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電,環(huán)保部門可以建立垃圾發(fā)電廠等手段解決自用電。
六、促節(jié)電節(jié)能使電網(wǎng)邁向低碳時(shí)代的綠色之路
從2005年中國節(jié)能減排工作走過幾個(gè)階段,從節(jié)約一度電、一滴水、一張紙的節(jié)能減排意識(shí)階段,到關(guān)燈、關(guān)空調(diào)管理節(jié)能階段,然后是改換變頻器、改換節(jié)電器技術(shù)節(jié)能階段,而今已邁進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代,需要科技節(jié)能減排,政府和大企業(yè)發(fā)揮的作用應(yīng)該更大。綠色能源水電自南方電網(wǎng)成立以來西部水電東送,送電量達(dá)到2836億千瓦時(shí),相當(dāng)于節(jié)約燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤9047萬噸,減少排放CO2173.7萬噸、減少煙塵排放90.5萬噸,通過加強(qiáng)水電優(yōu)化調(diào)度,有效避免了因調(diào)度和經(jīng)濟(jì)原因棄水,累計(jì)吸納富余水量208億千瓦時(shí)。2008年通過電網(wǎng)改造和電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度等措施電網(wǎng)綜合線損率降低6.68%,節(jié)約電量67億千瓦時(shí),相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤229萬噸,在發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排中做出巨大的貢獻(xiàn)。
早期電網(wǎng)發(fā)電主要以燃煤火電為主,耗能污染十分嚴(yán)重,近年來國家大力發(fā)展水電和西電東送戰(zhàn)略,關(guān)停許多耗能火電。但由于干旱和用電調(diào)峰備用火電還占有一定比例,所以電網(wǎng)要想法促進(jìn)綠色能源(水、風(fēng)、核等發(fā)電)快速靈活接入電網(wǎng),進(jìn)一步加大新能源和
可再生能源的開發(fā)、利用,優(yōu)先安排綠色能源并網(wǎng)發(fā)電。在發(fā)展大電網(wǎng)基礎(chǔ)上加快智能電網(wǎng)思路建設(shè)步伐。用計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)調(diào)度、智能、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能管理好電網(wǎng)運(yùn)行,進(jìn)一步促進(jìn)發(fā)電側(cè)節(jié)能減排,考慮建立抽水發(fā)電廠,雨季把多余電量供抽水機(jī)把用不完水抽到高處存儲(chǔ),干旱再用來發(fā)電。加快電網(wǎng)改造優(yōu)化各電壓等級(jí)電網(wǎng)結(jié)構(gòu),減少迂回供電、交叉供電和環(huán)網(wǎng)電流線損,推進(jìn)高電壓等級(jí)向負(fù)荷中心延伸,縮短供電半徑,達(dá)到節(jié)能降損的目的。目前南方電網(wǎng)在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)節(jié)能減排進(jìn)程中爭(zhēng)取在2020年,全網(wǎng)水電機(jī)組比重上升到41.3%,核電裝機(jī)上升到9.4%,其它新能源(包括風(fēng)電、氣電等)裝機(jī)上升到4.7%,火電下降到44.6%,使電力為經(jīng)濟(jì)服務(wù)的同時(shí)讓綠色電網(wǎng)為環(huán)保做出積極貢獻(xiàn)。
結(jié)束語:能源危機(jī)和污染是全世界面臨的困難和共同探討中的問題,我國是一個(gè)人口眾多的發(fā)展中國家,能源的供應(yīng)和污染的排放直接影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國家的強(qiáng)大和在世界上的威望,建立節(jié)約性社會(huì)和節(jié)約能源,中央已提議到國家大政方針上來認(rèn)識(shí)和對(duì)待。在能源緊缺的時(shí)代節(jié)約能源就等于生產(chǎn)能源、節(jié)約能源就是創(chuàng)造利潤。少用一份發(fā)電資源,既有利益環(huán)保、又造福于子孫后代。我國政府在丹麥哥本哈根氣候峰會(huì)上向世界承諾,到2020年,中國GDP二氧化碳排放強(qiáng)度將比2005年降低40%-45%,為了完成這個(gè)目標(biāo)希望全社會(huì)都來重視和參與節(jié)電節(jié)能工作。
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