彼?孚電氣
?
北極星售電網(wǎng)訊:摘要：一種電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況全參數(shù)數(shù)據(jù)采集及能效分析方法，主要功能是對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況全參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、能效分析、運(yùn)行工況仿真、運(yùn)行工況優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)精確量化能源轉(zhuǎn)換效率、能源使用效率，以產(chǎn)品單位能耗值為標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確反映電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能源消耗總量和能源浪費(fèi)情況。通過(guò)三種運(yùn)行數(shù)據(jù)模型擬合對(duì)比分析，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和改造能量損失較大的設(shè)備和環(huán)節(jié)，并重新設(shè)計(jì)和實(shí)施系統(tǒng)的控制策略和優(yōu)化運(yùn)行方式。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)品單位能耗增加值最低、運(yùn)行總能耗最低、能源成本最經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；全參數(shù)數(shù)據(jù)采集；能效分析；優(yōu)化運(yùn)行
（來(lái)源：北極星售電網(wǎng)作者：景滿德 張晶 祁壽賢 林麗蓉 吳夢(mèng)娣 馬理想）
（青海綜合能源服務(wù)有限公司，青海 810008）
0 引言
電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能源效率的影響因素包括供電電源電能質(zhì)量、電能轉(zhuǎn)化電磁能效率、電磁能轉(zhuǎn)化機(jī)械能效率、機(jī)械能轉(zhuǎn)化物料動(dòng)能、勢(shì)能、熱能效率、管路管網(wǎng)阻力損耗等多種因素。
動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化技術(shù)，是以降低能源消耗為目的，產(chǎn)品單位能耗值為標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮高能效設(shè)備替代低能效設(shè)備（低能效產(chǎn)品、設(shè)備老化能效降低）、輸入能量和負(fù)荷匹配最合理，避免負(fù)荷過(guò)輕、過(guò)載現(xiàn)象、能源的梯級(jí)傳遞利用效率最大、對(duì)形成的高品位動(dòng)能、勢(shì)能和熱能進(jìn)行二次利用、運(yùn)行制度和物料需求匹配最佳，運(yùn)行時(shí)間最大限度利用峰谷電價(jià)等政策因素，重新設(shè)計(jì)和實(shí)施電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制策略和新的運(yùn)行方式。
1 我國(guó)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀
1.1 電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)行業(yè)現(xiàn)狀
電動(dòng)機(jī)是我國(guó)用電量最大的終端用電設(shè)備，廣泛應(yīng)用于拖動(dòng)、泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等領(lǐng)域。目前中國(guó)電動(dòng)機(jī)的保有量約 為19億千瓦，年耗電量 3萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全社會(huì)總用電量的64％，其中工業(yè)領(lǐng)域電動(dòng)機(jī)用電量約占工業(yè)總用電量的 60％左右。
電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是由高低壓供電電源、電動(dòng)機(jī)、被拖動(dòng)裝置(負(fù)載)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制(調(diào)速、調(diào)壓)系統(tǒng)、管路管網(wǎng)等組成，是一個(gè)涉及多學(xué)科、多專業(yè)、多領(lǐng)域的復(fù)雜工業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)，其通過(guò)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能、機(jī)械能、動(dòng)能、勢(shì)能、熱能等多種能量形式，實(shí)現(xiàn)所需的各種功能，滿足生產(chǎn)工藝要求。
一臺(tái)電動(dòng)機(jī)在其終身使用過(guò)程中，它的購(gòu)置成本僅占總成本的5%-8%，維護(hù)成本占10%-15%，系統(tǒng)運(yùn)行成本占75%-85%。在實(shí)際運(yùn)行中，由于電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冗余度大、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行電功率和負(fù)載、負(fù)荷系統(tǒng)匹配不合理、長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行、系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)方式落后、設(shè)備管理維護(hù)水平低、與生產(chǎn)工藝不匹配、空載運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷波動(dòng)大等原因，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效率低，造成能源浪費(fèi)，能源成本增加。
我國(guó)已經(jīng)完成了高效電動(dòng)機(jī)替代、變頻技術(shù)推廣等電動(dòng)機(jī)單體節(jié)能技術(shù)改造，目前還沒(méi)有一種成熟有效的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)。未來(lái)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行方式是降低運(yùn)行電費(fèi)成本的主要技術(shù)方向。隨著能源物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算技術(shù)進(jìn)步，研究開發(fā)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行節(jié)能技術(shù)具備了技術(shù)基礎(chǔ)。
1.2 與本發(fā)明最相似的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案
通過(guò)“知網(wǎng)”系統(tǒng)查詢與本發(fā)明名稱系統(tǒng)相似的文獻(xiàn)、博碩論文、專利信息，發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明最相似的現(xiàn)有技術(shù)主要有電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能效數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析類型技術(shù)，此類技術(shù)功能是對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等各類能源數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集、分析和監(jiān)控，對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能耗進(jìn)行了初步分析和評(píng)估。
最為相似的發(fā)明技術(shù)為“CN107797060A”“CN107797060B”“一種電機(jī)系統(tǒng)能效檢測(cè)方法及系統(tǒng)”公開了一種電機(jī)系統(tǒng)能效檢測(cè)方法及系統(tǒng)，將電機(jī)節(jié)能改造項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)化的全面考慮，將傳統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)工作融為一個(gè)整體的檢測(cè)方法，能進(jìn)行電機(jī)系統(tǒng)的能效實(shí)時(shí)檢測(cè)和電機(jī)系統(tǒng)負(fù)載率的實(shí)時(shí)分析；能根據(jù)電機(jī)設(shè)備的額定參數(shù)進(jìn)行效率曲線擬合，并將擬合曲線與實(shí)測(cè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從電機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能上分析節(jié)能潛力。該發(fā)明與本發(fā)明步驟1方法和思路基本相同，在通用性測(cè)試方法方面有重疊部分，具體為對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和銘牌額定參數(shù)進(jìn)行行效率曲線擬合對(duì)比，分析節(jié)能潛力。
“CN201620821467.7 ”“一種電機(jī)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)儀”，公開了一種電機(jī)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)儀，包括處理器；所述處理器與電源、人機(jī)交互界面、AD轉(zhuǎn)換模塊連接；所述AD轉(zhuǎn)換模塊與采集模塊連接；所述采集模塊接入電機(jī)。本實(shí)用新型成本低，通信距離長(zhǎng)，組網(wǎng)簡(jiǎn)單，適用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；安裝簡(jiǎn)單，布線成本低。與本發(fā)明技術(shù)方法和權(quán)力要求沒(méi)有相同之處。“CN107527131A”,“一種集群電機(jī)系統(tǒng)能耗水平評(píng)價(jià)方法及裝置”與本發(fā)明技術(shù)方法和權(quán)力要求沒(méi)有相同之處。
1.3 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)
現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能效數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析類型技術(shù)，對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)存在的典型問(wèn)題“電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冗余度大、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行電功率和負(fù)載、負(fù)荷系統(tǒng)匹配不合理、長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行、系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)方式落后、與生產(chǎn)工藝不匹配、空載運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷波動(dòng)大”沒(méi)有提出可量化解決的方法。
2 一種電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況全參數(shù)數(shù)據(jù)采集及能效分析方法
2.1 發(fā)明目的
以“電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行總能耗最低、運(yùn)行成本最經(jīng)濟(jì)”為出發(fā)點(diǎn)，以系統(tǒng)運(yùn)行耗能影響產(chǎn)品單位能耗值為衡量標(biāo)準(zhǔn)，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行節(jié)能技術(shù)。用能源數(shù)據(jù)表征“由于電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冗余度大、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行電功率和負(fù)載、負(fù)荷系統(tǒng)匹配不合理、長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行、系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)方式落后、設(shè)備管理維護(hù)水平低、與生產(chǎn)工藝不匹配、空載運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷波動(dòng)大”等原因?qū)е码妱?dòng)機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行能效低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)可量化的解決方案。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工況優(yōu)化運(yùn)行，指導(dǎo)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造，提高電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
2.2 技術(shù)解決方案
本發(fā)明通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況全參數(shù)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、分析，將電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換、能量傳遞過(guò)程分段進(jìn)行精確測(cè)量，建立實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)，分析得出各階段能源輸入總量、能源轉(zhuǎn)換量、能源使用量、能源損失量，終端能源輸出量。以實(shí)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行能效數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開展三種運(yùn)行數(shù)據(jù)模型（實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型、設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型、理想化運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型）下的能效數(shù)據(jù)仿真和擬合對(duì)比分析，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和改造能源使用效率低、存在能源浪費(fèi)的環(huán)節(jié)和設(shè)備，并提出節(jié)能技術(shù)改造方案。重新設(shè)計(jì)和實(shí)施系統(tǒng)的控制策略和優(yōu)化運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中產(chǎn)品單位能耗增加值最低、運(yùn)行總能耗最低、能源成本最經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。
2.2.1 建立三種運(yùn)行數(shù)據(jù)模型
模型1：實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型：以實(shí)測(cè)采集的一次數(shù)據(jù)和計(jì)算得到的二次數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并以實(shí)測(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)搭建電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型。
模型2：設(shè)計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型：使用電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)工況、設(shè)備額定參數(shù)等數(shù)據(jù)建立電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型。
模型3：理想化運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型：以系統(tǒng)功能不變?yōu)榍疤?，假設(shè)所有電動(dòng)機(jī)都具備變頻調(diào)速和電壓調(diào)節(jié)功能，且變頻設(shè)備損耗增加在合理范圍內(nèi)，管路管網(wǎng)系統(tǒng)所有閥門、閘門都具備變頻調(diào)節(jié)功能。結(jié)合產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、最大化利用當(dāng)?shù)胤骞入妰r(jià)政策，以電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行總能耗最低、運(yùn)行成本最經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)，產(chǎn)品單位能耗值為標(biāo)準(zhǔn)，建立理想化系統(tǒng)仿真模型。
理想化運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型仿真系統(tǒng)的主要變量參數(shù)有：電動(dòng)機(jī)輸入功率、電動(dòng)機(jī)輸入頻率值、電動(dòng)機(jī)效率、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行制度、風(fēng)機(jī)壓力值、拖動(dòng)負(fù)荷值、管網(wǎng)末端輸出壓力值、風(fēng)機(jī)水泵管網(wǎng)流量值等變量。
使用理想化運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型，仿真當(dāng)單個(gè)參數(shù)和多個(gè)參數(shù)發(fā)生變化對(duì)產(chǎn)品單位能耗影響，以產(chǎn)品單位能耗值為標(biāo)準(zhǔn)，衡量電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)存在能源浪費(fèi)現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)，定量設(shè)備和系統(tǒng)相應(yīng)需要進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)數(shù)值，確定設(shè)備和系統(tǒng)其他參數(shù)的改變量，形成新的優(yōu)化電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制策略和運(yùn)行方式。
對(duì)三種數(shù)據(jù)模型進(jìn)行擬合分析和對(duì)比，找到電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)冗余度大、運(yùn)行電功率和負(fù)載、負(fù)荷系統(tǒng)匹配不合理、長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)、拖動(dòng)設(shè)備、泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、管路管網(wǎng)等設(shè)備、系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)方式落后、設(shè)備管理維護(hù)水平低等原因，并進(jìn)行定量分析，精確確定需要節(jié)能技術(shù)改造的環(huán)節(jié)和設(shè)備，精確確定電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需要優(yōu)化運(yùn)行的控制策略，重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略，實(shí)施新的優(yōu)化運(yùn)行方式。
圖1 一種電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況全參數(shù)數(shù)據(jù)采集及能效分析方法流程圖
2.2.2 實(shí)現(xiàn)主要技術(shù)的步驟
實(shí)施步驟1： 運(yùn)行全參數(shù)數(shù)據(jù)采集。選擇通用性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，如電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)除塵除灰系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)循化水泵系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)空壓機(jī)系統(tǒng)等，優(yōu)先使用和校核原有的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，增加新的智能儀表、傳感器，采集完整運(yùn)行工況周期的各類與能源消耗相關(guān)的全參數(shù)數(shù)據(jù)。主要采集數(shù)據(jù)有電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、頻率等全電氣量參數(shù)。轉(zhuǎn)速、流量、壓力、速度、重量、位移、溫度、物料數(shù)量、物料動(dòng)能、物料勢(shì)能、物料熱能等其他與能源轉(zhuǎn)換和消耗有關(guān)的全部參數(shù)和一次數(shù)據(jù)（直接采集）。
實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工況全參數(shù)數(shù)據(jù)采集，將電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換、能量傳遞過(guò)程分段進(jìn)行精確測(cè)量，建立實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)。
實(shí)施步驟2：數(shù)據(jù)分析。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到二次數(shù)據(jù)（計(jì)算數(shù)據(jù)）。二次數(shù)據(jù)主要包括系統(tǒng)的電能質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)化磁能效率、電磁能轉(zhuǎn)化機(jī)械能效率、機(jī)械能轉(zhuǎn)化流動(dòng)動(dòng)能、物料動(dòng)能、風(fēng)力動(dòng)能、壓縮壓力、轉(zhuǎn)換熱量效率等。各階段能源輸入總量、能源轉(zhuǎn)換量、能源使用量、能源損失量，終端能源輸出量數(shù)據(jù)。
通過(guò)各類能源轉(zhuǎn)化效率計(jì)算各環(huán)節(jié)能源損失率，計(jì)算電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)在不同運(yùn)行工況下的能源消耗總量、能源損失量、能源轉(zhuǎn)換效量、能源傳遞量，計(jì)算電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的使用效率、機(jī)械能使用效率、機(jī)械能轉(zhuǎn)化各類動(dòng)能的轉(zhuǎn)換效率，并將這些數(shù)據(jù)折算到產(chǎn)品單位能耗進(jìn)行能效評(píng)價(jià)，初步找到能源浪費(fèi)環(huán)節(jié)和設(shè)備。
利用采集和分析計(jì)算得到的能源運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)能源轉(zhuǎn)換和消耗系統(tǒng)，如電動(dòng)機(jī)-拖動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)-泵系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)-氣體壓縮機(jī)系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)-傳動(dòng)系統(tǒng)等進(jìn)行能效評(píng)估，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)能源使用效率低、存在能源浪費(fèi)的環(huán)節(jié)，并提出節(jié)能技術(shù)改造方案。
實(shí)施步驟3：建立數(shù)據(jù)庫(kù)和三種數(shù)據(jù)模型（實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型、設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型、理想化運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型），并進(jìn)行仿真計(jì)算，進(jìn)行擬合分析和對(duì)比。精確量化電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)主要技術(shù)缺陷，提出改進(jìn)的方案。
使用三種模型仿真，仿真電動(dòng)機(jī)輸入功率、電動(dòng)機(jī)輸入頻率值、電動(dòng)機(jī)效率、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行制度、風(fēng)機(jī)壓力值、拖動(dòng)負(fù)荷值、管網(wǎng)末端輸出壓力值、風(fēng)機(jī)水泵管網(wǎng)流量值等變量。
當(dāng)單個(gè)參數(shù)和多個(gè)參數(shù)發(fā)生變化對(duì)產(chǎn)品單位能耗影響，以產(chǎn)品單位能耗增加值變化為標(biāo)準(zhǔn)衡量電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)存在能源浪費(fèi)現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)，定量設(shè)備和系統(tǒng)相應(yīng)需要進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)數(shù)值，確定設(shè)備和系統(tǒng)需要改變量，形成新的優(yōu)化電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制策略和運(yùn)行方式。
對(duì)三種數(shù)據(jù)模型進(jìn)行擬合分析和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)冗余度大、運(yùn)行電功率和負(fù)載、負(fù)荷系統(tǒng)匹配不合理、長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)、拖動(dòng)設(shè)備、泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、管路管網(wǎng)等設(shè)備、系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)方式落后、設(shè)備管理維護(hù)水平低等原因，精確確定節(jié)能技術(shù)改造的環(huán)節(jié)和設(shè)備，精確確定電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需要優(yōu)化運(yùn)行的控制策略，重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行方式，實(shí)施新的運(yùn)行控制策略。
實(shí)施步驟4：以實(shí)際采集到的一次數(shù)據(jù)和分析技術(shù)得到的二次數(shù)據(jù)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)和建立的三種數(shù)據(jù)模型（實(shí)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型、設(shè)計(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型、理想化運(yùn)行數(shù)據(jù)仿真模型）為基礎(chǔ)建立以產(chǎn)品單位能耗增加值最小為標(biāo)準(zhǔn)的能源物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)。
針對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)用電成本占較大的生產(chǎn)性企業(yè)、或以電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)為主要生產(chǎn)工藝設(shè)備為主的企業(yè)，在能源物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)上將產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程與電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化相結(jié)合，形成企業(yè)全生產(chǎn)鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。此類企業(yè)主要有，煉鋼企業(yè)、火力發(fā)電企業(yè)、大型化工企業(yè)、鐵合金企業(yè)、有色冶金企業(yè)、礦產(chǎn)品采掘企業(yè)、大宗物資港口裝卸等企業(yè)和行業(yè)。
3、技術(shù)效果
本發(fā)明對(duì)存量電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠精確發(fā)現(xiàn)和改造能量損失較大的設(shè)備和環(huán)節(jié)，并重新設(shè)計(jì)和實(shí)施系統(tǒng)的控制策略和優(yōu)化運(yùn)行方式，降低系統(tǒng)能源消耗量，降低系統(tǒng)產(chǎn)品單位能耗，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，降低全社會(huì)能源消耗總量。目前中國(guó)電動(dòng)機(jī)的保有量約為19億千瓦，2019年我國(guó)全社會(huì)用電量7.23萬(wàn)億千瓦時(shí)，工業(yè)用電量4.94萬(wàn)億千瓦時(shí)年，其中工業(yè)領(lǐng)域電動(dòng)機(jī)用電量約占工業(yè)總用電量的 60％左右。工業(yè)領(lǐng)域電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能效提高1%，每年可節(jié)約電量296億千瓦時(shí)，具有很大的節(jié)能潛力。
對(duì)于電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冗余度大、“大馬拉小車”的系統(tǒng)，依據(jù)實(shí)測(cè)和仿真能耗數(shù)據(jù)，對(duì)于冗余度大于5%的系統(tǒng)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)電功率冗余度損耗折算到單位產(chǎn)品能耗損失電量、能源損失費(fèi)用，平衡考慮設(shè)備改造投資費(fèi)用，更換容量更為合適的電動(dòng)機(jī)，或加裝電動(dòng)機(jī)變頻、調(diào)壓裝置，優(yōu)化控制策略和優(yōu)化運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)輸出電功率與電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行電功率和負(fù)載、負(fù)荷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳匹配運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工況優(yōu)化運(yùn)行，指導(dǎo)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造，提高電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
針對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)用電成本占較大的生產(chǎn)性企業(yè)、或以電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)為主要生產(chǎn)工藝設(shè)備為主的企業(yè)，使用能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程與電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化相結(jié)合，形成企業(yè)全生產(chǎn)鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，具有較大的系統(tǒng)性節(jié)能潛力。此類企業(yè)主要有，煉鋼企業(yè)、火力發(fā)電企業(yè)、大型化工企業(yè)、鐵合金企業(yè)、有色冶金企業(yè)、礦產(chǎn)品采掘企業(yè)、大宗物資港口裝卸等企業(yè)和行業(yè)。
本發(fā)明對(duì)增量電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)修正指導(dǎo)，進(jìn)行仿真驗(yàn)證，減小系統(tǒng)冗余度容量配置，提高負(fù)荷匹配精度，優(yōu)化系統(tǒng)控制策略，節(jié)約系統(tǒng)設(shè)備投資，節(jié)約能源消費(fèi)量，提升國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量。
4 具體實(shí)施方式
基于以上方法和措施，開發(fā)一套便攜式《電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)通用型運(yùn)行工況全參數(shù)數(shù)據(jù)采集及能效分析測(cè)試裝置》，基于三種運(yùn)行數(shù)據(jù)模型的《電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行能效仿真分析軟件》，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行中的通用型電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、分析，分析實(shí)際運(yùn)行工況能效，仿真最佳運(yùn)行工況能效，對(duì)比發(fā)現(xiàn)能源損失環(huán)節(jié)和設(shè)備，指導(dǎo)完成系統(tǒng)的節(jié)能改造，重新設(shè)計(jì)和實(shí)施系統(tǒng)的控制策略和優(yōu)化運(yùn)行方式。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊紅英．推進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)能效提升，助力工業(yè)綠色發(fā)展[N]．中國(guó)工業(yè)報(bào)，2015，7，28．
[2]董振斌，劉憬奇．中國(guó)工業(yè)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能現(xiàn)狀與展望[J]]．電力需求側(cè)管理．2016，2．
[3]工業(yè)和信息化部、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局．關(guān)于組織實(shí)施電機(jī)能效提升計(jì)(2013—2015年)的通知，2014．
[4]李正熙．電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)及展望． 有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2015，3．
作者簡(jiǎn)介：景滿德（1972），男，青海西寧人，高級(jí)工程師，主要從事高壓試驗(yàn)、工業(yè)節(jié)能、綜合能源工作
公網(wǎng)安備:13060202001014號(hào)河北彼孚電氣科技有限公司
Hebei bifu Electric Technology Co.,Ltd
