CN109217308A - 基于用电监控的节能提效系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种基于用电监控的节能提效系统，包括数据采集单元、数据分析单元和控制单元；数据采集单元用于采集10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据；数据分析单元用于根据采集的运行数据进行分析计算；控制单元用于对设备端或平台端下发控制指令。同时对10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据进行监测和控制，提高电气设备利用率，实现节能降耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电力能源节能提效技术领域，具体涉及基于用电监控的节能提效系统。
背景技术
电力能源在现今的工业发展中有着非常重要的作用，其直接影响到整个企业是否可以顺利的工作，在对能源的消耗上也是非常巨大的。随着我国电力行业的快速发展，各种智能电力设备被广泛使用，为了降低成本，提高效率，现有的配用电管理综合监测系统对中低压电网运行状态进行实时监测、保护，及时获得中低压电网运行的信息，适时根据供电需求的增长调整电网负荷，保证供电质量，降低运行成本。
但现有的用电监测系统也仅仅实现了对某一级系统的单独监测和控制，没有针对整个企业实现综合的三级系统的监控。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于用电监控的节能提效系统，同时对10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据进行监测和控制，提高能效。
本发明提供的一种基于用电监控的节能提效系统，包括数据采集单元、数据分析单元和控制单元；数据采集单元用于采集10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据；数据分析单元用于根据采集的运行数据进行分析计算；控制单元用于对设备端或平台端下发控制指令。
进一步的，10kV电源系统包括高压开关柜和SVG无功补偿装置，SVG无功补偿装置包括，依顺次连接的电抗器、启动柜和功率柜，启动柜包括接触器、旁路电阻、电压互感器和电流互感器，旁路电阻与接触器并联；功率柜包括IGBT模块、直流电容、放电电阻和触发板，IGBT模块、直流电容和放电电阻并联连接；采集单元用于采集启动柜的电压电流、直流电容的数据、以及考核点的电流和电压；数据分析单元根据考核点的电流和电压，以及直流电容的数据计算功率因数；控制单元根据计算得到的功率因素向触发板发送触发信号以控制IGBT模块的导通和关断。
进一步的，400V电源系统包括低压400V开关柜和低压无功动态补偿系统，低压无功动态补偿系统包括主母排，主母排下端设置有隔离开关熔断器组，隔离开关熔断器组下端分别装有第一断路器和第二断路器，在第一断路器下端依顺次设置有第一晶闸管无触点开关、电抗器和三相共补电容器，在第二断路器下端依顺次设置有第二晶闸管无触点开关、电抗器和三相分补电容器； 低压无功动态补偿系统与负载电机相连接，采集单元用于采集负载电机的实时电流和电压，并将采集到的实时电流和电压发送至数据分析单元，数据单元根据负载电机的实时电流和电压计算功率因数；第一晶闸管无触点开关、第二晶闸管无触点开关分别与控制单元相连接，控制单元根据数据分析单元计算的功率因数结果分别向第一晶闸管无触点开关、第二晶闸管无触点开关发送控制命令。
进一步的，380V用电设备包括负载电机，以及与负载电机依顺次连接的第一IGBT模块和三相电源，还包括第二IGBT模块，第二IGBT模块与第一IGBT模块电连接；还包括PID调节器，PID调节器分别与第一IGBT模块、第二IGBT模块相连接；采集单元用于采集负载电机的电压、电流、功率因素、转速、压力、流量和温度信号，并将采集到的负载电机的电压、电流、功率因素、转速、压力、流量和温度信号传输至数据分析单元；数据分析单元根据采集负载电机的电压、电流、功率因素计算出满足电机经济运行的电流和电压信号；控制单元与PID调节器相连接，控制单元通过PID调节器输出运行指令控制第一IGBT输出满足电机经济运行的电流和电压信号；控制单元通过PID调节器向第二IGBT模块发出控制信号，控制第二IGBT模块输出无功电流对电机运行产生的无功功率进行补偿。
进一步的，数据采集单元还用于分别采集高压开关柜和400V开关柜的开关遥信量、室内温度、室内湿度、烟感、门禁信号、电缆头温度、电缆沟水位信号。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：
本发明提供一种基于用电监控的节能提效系统，包括数据采集单元、数据分析单元和控制单元；数据采集单元用于采集10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据；数据分析单元用于根据采集的运行数据进行分析计算；控制单元用于对设备端或平台端下发控制指令。同时对10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据进行监测和控制，提高电气设备利用率，实现节能降耗的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明基于用电监控的节能提效系统的结构框图。
图2为本发明基于用电监控的节能提效系统中10kV电源系统的结构框图。
图3为本发明基于用电监控的节能提效系统中400V电源系统的结构框图。
图4为本发明基于用电监控的节能提效系统中380V电源系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
请参阅图1至图4，本实施例提供的一种基于用电监控的节能提效系统，包括数据采集单元、数据分析单元和控制单元；数据采集单元用于采集10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据；数据分析单元用于根据采集的运行数据进行分析计算；控制单元用于对设备端或平台端下发控制指令。
10kV电源系统包括高压开关柜和SVG无功补偿装置，SVG无功补偿装置包括依顺次连接的电抗器、启动柜和功率柜，高压开关柜与电抗器的输入端相连接；启动柜包括接触器KM、旁路电阻R、电压互感器PT和电流互感器CT，旁路电阻与接触器并联；功率柜包括IGBT模块、直流电容、放电电阻和触发板，IGBT模块、直流电容和放电电阻并联连接；采集单元用于采集高压启动柜的电压电流、直流电容的数据、以及考核点的电流和电压；控制单元根据考核点的电流和电压，以及直流电容的数据计算功率因数，然后根据计算得到的功率因素向触发板发送触发信号以控制IGBT模块的导通和关断。
10kV电源系统，采用可关断电力电子器件IGBT组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在10kV电网上，通过调节IGBT的导通与关断控制交流电压的频率、幅值和相位，从而产生电流，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。由于不需采用大容量的电容、电感器件，而是通过可关断大功率电力电子器件IGBT将直流侧电压转换成交流测与电网同频率的输出电压，实现无功能量的交换，补偿基波无功。在考虑谐波补偿时，SVG动态无功补偿装置相当于一个可控的谐波源，可根据系统情况，进行主动式跟踪补偿。故而可同时对无功功率和谐波进行补偿，提高电气设备利用率，提高单位时间内注入设备的有功功率，实现节能降耗的目的。
400V电源系统包括低压400V开关柜和低压无功动态补偿系统，低压无功动态补偿系统包括主母排，主母排下端设置有隔离开关熔断器组，隔离开关熔断器组下端分别装有第一断路器和第二断路器，在第一断路器下端依顺次设置有第一晶闸管无触点开关、电抗器和三相共补电容器，在第二断路器下端依顺次设置有第二晶闸管无触点开关、电抗器和三相分补电容器；低压无功动态补偿系统与负载电机相连接，采集单元用于采集负载电机的实时电流和电压，并将采集到的实时电流和电压发送至数据分析单元，数据分析单元根据负载电机的实时电流和电压计算功率因数；第一晶闸管无触点开关、第二晶闸管无触点开关分别与控制单元相连接，控制单元根据数据分析单元计算的功率因数结果分别向第一晶闸管无触点开关、第二晶闸管无触点开关发送控制命令。
400V电源系统，采集单元采集负载电压的实时电流和电压，数据分析单元对功率因素进行计算，分析后判断三相负载是否均衡，根据三相负载是否均衡提出负载的无功需求，再根据负载实际无功需求情况对第一晶闸管无触点开关和第二晶闸管无触点开关发出投、切信号，完成对负载的无功补偿。
380V用电设备包括380V动力柜和负载电机，以及与负载电机依顺次连接的第一IGBT模块和三相电源，还包括第二IGBT模块，第二IGBT模块与第一IGBT模块电连接；还包括PID调节器，PID调节器分别与第一IGBT模块、第二IGBT模块相连接；采集单元用于采集负载电机的电压、电流、转速、压力、流量和温度信号，并将采集到的负载电机的电压、电流、转速、压力、流量和温度信号传输至数据分析单元；数据分析单元根据采集负载电机的电压、电流，计算出满足电机经济运行的电流和电压信号；控制单元与PID调节器相连接，控制单元通过PID调节器输出运行指令控制第一IGBT输出满足电机经济运行的电流和电压信号；控制单元通过PID调节器向第二IGBT模块发出控制信号，控制第二IGBT模块输出无功电流对电机运行产生的无功功率进行补偿。
数据采集单元还用于分别采集高压开关柜和400V开关柜的开关遥信量、室内温度、室内湿度、烟感、门禁信号、电缆头温度、电缆沟水位信号，进行多维度的监测，以更好的分析企业能耗水平。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (5)
1.一种基于用电监控的节能提效系统，其特征在于：包括数据采集单元、数据分析单元和控制单元；
所述数据采集单元用于采集10kV电源系统、400V电源系统和380V用电设备的运行数据；
所述数据分析单元用于根据采集的运行数据进行分析计算；
所述控制单元用于对设备端或平台端下发控制指令。
2.根据权利要求1所述的基于用电监控的节能提效系统，其特征在于：所述10kV电源系统包括高压开关柜和SVG无功补偿装置，所述SVG无功补偿装置包括，依顺次连接的电抗器、启动柜和功率柜，所述启动柜包括接触器、旁路电阻、电压互感器和电流互感器，所述旁路电阻与接触器并联；所述功率柜包括IGBT模块、直流电容、放电电阻和触发板，所述IGBT模块、直流电容和放电电阻并联连接；
所述采集单元用于采集启动柜的电压电流、直流电容的数据、以及考核点的电流和电压；
所述数据分析单元根据考核点的电流和电压，以及直流电容的数据计算功率因数；
所述控制单元根据计算得到的功率因素向触发板发送触发信号以控制IGBT模块的导通和关断。
3.跟据权利要求2所述的基于用电监控的节能提效系统，其特征在于：所述400V电源系统包括低压400V开关柜和低压无功动态补偿系统，所述低压无功动态补偿系统包括主母排，所述主母排下端设置有隔离开关熔断器组，所述隔离开关熔断器组下端分别装有第一断路器和第二断路器，在所述第一断路器下端依顺次设置有第一晶闸管无触点开关、电抗器和三相共补电容器，在所述第二断路器下端依顺次设置有第二晶闸管无触点开关、电抗器和三相分补电容器；
所述低压无功动态补偿系统与负载电机相连接，所述采集单元用于采集负载电机的实时电流和电压，并将采集到的实时电流和电压发送至数据分析单元，所述数据单元根据负载电机的实时电流和电压计算功率因数；
所述第一晶闸管无触点开关、第二晶闸管无触点开关分别与控制单元相连接，所述控制单元根据数据分析单元计算的功率因数结果分别向第一晶闸管无触点开关、第二晶闸管无触点开关发送控制命令。
4.根据权利要求1所述的基于用电监控的节能提效系统，其特征在于：所述380V用电设备包括负载电机，以及与负载电机依顺次连接的第一IGBT模块和三相电源，还包括第二IGBT模块，所述第二IGBT模块与第一IGBT模块电连接；还包括PID调节器，所述PID调节器分别与第一IGBT模块、第二IGBT模块相连接；
所述采集单元用于采集负载电机的电压、电流、功率因素、转速、压力、流量和温度信号，并将采集到的负载电机的电压、电流、功率因素、转速、压力、流量和温度信号传输至数据分析单元；
所述数据分析单元根据采集负载电机的电压、电流、功率因素计算出满足电机经济运行的电流和电压信号；
所述控制单元与PID调节器相连接，所述控制单元通过PID调节器输出运行指令控制第一IGBT输出满足电机经济运行的电流和电压信号；所述控制单元通过PID调节器向第二IGBT模块发出控制信号，控制第二IGBT模块输出无功电流对电机运行产生的无功功率进行补偿。
5.根据权利要求3所述的基于用电监控的节能提效系统，其特征在于：所述数据采集单元还用于分别采集高压开关柜和400V开关柜的开关遥信量、室内温度、室内湿度、烟感、门禁信号、电缆头温度、电缆沟水位信号。
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