泵站能效评估与节能增效研究.pdf

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1、分类号密级泵站能效评估与节能增效研究研究生姓名：王兴指导教师姓名、职称：孙晓教授学科专业：电气工程研究方向：复杂机电系统的信息集成和协调控制湖南工业大学二〇一八年六月十二日摘要随着现代化城市的扩张，加压泵站已成为城市供水系统的重要组成部分，由于历史的原因与地域的差异，泵站的建设与评估一直没有标准，导致部分泵站运行能耗高、效益低，本文提出了一套城市加压泵站能耗的评估方法，设计了一套在线监测加压泵站能耗分析模型。通过对泵站电机的运行状况进行监督分析，尝试对泵站电机进行动态无功补偿来提高泵站的能效，目前城市加压泵站电机在变频器的拖动下，多台

2、组合运行，状况复杂，为了提高城市加压泵站的整体用电效益，本文设计了一套泵站监测与动态无功补偿装置。基于大数据分析，本文构建了城市加压泵站的能耗分析模型，得知影响泵站能耗的主要因素是泵机组，本文针对泵机运行状况设计了一套泵站电机动态无功补偿装置来提高电机的功率因数。对加压泵站异步电机的拓扑结构进行研究，建立了加压泵站电机的数学模型。阐述了电机的功率因数以及瞬时功率理论，通过瞬时功率理论分析了泵站绕组开放的异步电机拓扑结构的无功补偿原理,制定了泵站异步电机功率因数的动态无功补偿方案。在MATLAB/SIMULINK仿真软件上验证了异步电机

3、的数学模型，同时对设计的无功补偿控制方法进行仿真，仿真结果验证了该方法能够使泵站异步电机功率因数提高。本文设计了以DSP（DigitalSignalProcessing）为控制核心的绕组开放式异步电机无功补偿装置的硬件，补偿装置的硬件包括主电路和控制电路两部分。为了对加压泵站进行实时远程监控，本文设计了一套加压泵站在线监测系统。泵站在线监测系统能够为本文实验提供实时的泵站数据，同时能够在线监测泵站电机的运行状况。最后通过验证得出泵站电机在动态无功补偿之后的能效改进效果。基于国家电费利率收取方案的分析，得出提高泵站功率因数对增加泵站企业

4、的整体效益也起到了积极作用。关键词：泵站增效；异步电动机；动态无功补偿；DSP；在线监测IABSTRACTWiththeexpansionofthemoderncity,thepressurepumpstationhasbecomeanimportantpartoftheurbanwatersupplysystem.Becauseofthehistoricalreasonsandregionaldifferences,theconstructionandevaluationofthepumpingstationhasnotbeenst

5、andard,whichleadstothehighenergyconsumptionandlowefficiencyofthepumpingstation.Thispaperputsforwardasetofevaluationmethodsfortheenergyconsumptionofthecitypressurepumpingstation.Asetofon-linemonitoringandanalysismodelforenergyconsumptionofpressurizedpumpingstationissetup

6、.Throughthesupervisionandanalysisoftherunningconditionofthepumpstationmotor,thedynamicreactivecompensationofthepumpstationmotoristriedtoimprovetheenergyefficiencyofthepumpstation.Atpresent,underthedragofthefrequencyconverter,themotorofthecitypressurepumpstationisrunning

7、withcomplexconditions.Inordertoimprovetheoverallbenefitofthecitypressurepumpstation,asetofpumpingstationsisdesignedinthispaper.Monitoringanddynamicreactivecompensationdevice.Theenergyconsumptionanalysismodelofthecitypressurepumpstationisbuiltinthispaper.Itisfoundthatthe

8、mainfactorthataffectstheenergyconsumptionofthepumpingstationisthepumpunit.Inthispaper,asetofdynamicreactivecom