成果簡介
一、項目背景及由來 目前國家電網的一般的客戶端配置方法是變電站分配高壓電網(1萬伏或3.5萬伏)輸送到各個用電客戶端,客戶端設置高壓向低壓(400伏)轉換的變壓器,通過低壓配電系統向各個用電終端負載供電。 用電負載在運行的過程中會產生各種干擾,產生電污染。如:電動機啟動、變頻器和整流器等非線性負載的運行、電網的雷擊------等等。 由于電網和用電負載之間是直接連通的,一方面電網的電污染會影響到用電負載,進而影響到用電設備的運行表現,嚴重時會導致用電設備無法實現其功能甚至引發故障;另一方面,用電負載的電污染亦會影響到國家電網,進而影響到國家電網的安全運行并通過國家電網影響到其他用電客戶。 電污染最直接的表現是用電效率的降低,有功和無功電能耗的增加,最終反映為用電電費的增加,其中尤以諧波干擾為甚。而項目公司在公司成立之前就已組織海峽兩岸各領域的電力科研人員,鉆研近十年時間,研究涉及:諧波成因機理、諧波對現有電力系統的影響、諧波對空間環境的污染、諧波的模型建立、基于諧波治理的電力系統優化等等。基于以上研究基礎,結合國內外電力優化的巨大市場需求特提出了本項目。 二.項目簡介 本項目針對電力系統中的諧波污染,系統性的設計一整套基于諧波治理的電力系統優化方案。一方面,通過在現有用戶高壓變配電系統和低壓系統之間插入電力品質優化裝備(簡稱PQCS),以系統化的方法實時采集供電高壓側和負載低壓側的用電電力數據,經過我公司為此系統特制的控制策略算法解析,最終控制PQCS實現總諧波的雙向有效抑制并大幅有效降低用電損耗(經實測可平均降低電耗達到15%);更進一步地,將各終端采集的電力數據通過網絡傳送至大數據平臺,經過數據分析整合,可實現用戶用電規劃、優化用電設備構成、用電設備的安全預警等等。將極大地改善現有用電客戶的盲目用電現狀,達到理性用電、智能用電的目的。 三、項目研究內容: 1.深入研究諧波成因機理,評估諧波對現有電力系統的影響、評估諧波對空間電場環境的污染、建立覆蓋上述內容的有效諧波數學模型。 2.在以上研究的基礎上,首先完善相關理論基礎,然后分別建立基于諧波治理的電力系統優化方案、建立參與控制的諧波算法,建立工程計算的數學模型、樣機研發等等。 3.組織小規模試生產,并成功推向市場。 4.目前正起草電力優化技術的企業標準,適當的時候推動取得許多國際權威性的認可與獎項,此技術在全球電力領域具有領先優勢,公司掌握一批核心技術、擁有一批自主知識產權,獲得軟件著作權1項,國內專利9項。 此項目將向國際展示我國電力優化所擁有的前端科技與重大貢獻。并有著前所未有的巨大市場需求,必將引領電力產業的升級,同時也將創立新的諧波與電力優化標準。 產品客戶目標為國家電網的所有用電客戶,包括新建和現有設備技術改造升級的。在國內市場逐步成熟后擬將進一步推向國際市場。在不遠的將來電力優化技術將可能成為用電客戶的標準配置,產品的加速普及與升級換代必將孵化出驚人的市場推動力,市場發展前景非常廣闊。 四、項目創新點 1、材料創新:從材料方面舍去了取向性的矽鋼片改用高性能超節約能源的“非晶質合金材料(AmorphousAlloy);其鐵損是現用取向性矽鋼片的1/3--1/5,大幅度減少了遲滯損失” 2、結構創新: 結構上新增了高壓有載穩壓裝置,配以智能化電腦的計算參數,通過調整一次側進線高壓電壓,在二次側客戶端(低壓負載)將可獲得穩定的額定輸出電壓和優化了的負載特性參數,不受母線電壓的變化而變化;使得負載端的敏感用電設備得以穩定運行,從而使得客戶生產線產品的不良率可以下降,有效提升產品品質和產能。 3、應用創新: 本項目系統特制的控制策略算法解析,最終控制PQCS實現總諧波的雙向有效抑制并大幅有效降低用電損耗(經實測可平均降低電耗達到15%);更進一步地,將各終端采集的電力數據通過網絡傳送至大數據平臺,經過數據分析整合,可實現用戶用電規劃、優化用電設備構成、用電設備的安全預警等等。將極大地改善現有用電客戶的盲目用電現狀,達到理性用電、智能用電的目的。