1、節(jié)能是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針,電力節(jié)能是國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略的重要組成部分,是節(jié)能產(chǎn)業(yè)的重中之重。而我國(guó)企業(yè)電能損失逐年增加,隨著鋼鐵、有色、石化等行業(yè)飛速發(fā)展,企業(yè)電氣節(jié)能形勢(shì)很緊迫。我國(guó)高耗能企業(yè)眾多,能源消耗總量大,有效利用率低,使我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展面臨巨大壓力。因而開(kāi)展企業(yè)電氣節(jié)能的研究具有重大意義,不僅可以提高電能利用率,而且還可以提高企業(yè)配電網(wǎng)電能質(zhì)量和供電可靠性。
　　 本論文以國(guó)家863計(jì)劃和湖南省科技重大專(zhuān)

2、項(xiàng)節(jié)能減排專(zhuān)項(xiàng)為依托,以鋼鐵、有色金屬、電氣化鐵道等行業(yè)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)諧波治理、無(wú)功補(bǔ)償和負(fù)序電流不平衡需求為背景,對(duì)企業(yè)配電網(wǎng)諧波治理、無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、負(fù)序電流補(bǔ)償以及電能管理技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,主要研究了大型企業(yè)電氣節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)和成套裝備。實(shí)現(xiàn)對(duì)大型企業(yè)配電網(wǎng)的無(wú)功、諧波和負(fù)序電流的集中管理、優(yōu)化補(bǔ)償,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
　　 本文重點(diǎn)選擇了冶煉、制造、化工三個(gè)行業(yè)進(jìn)行調(diào)研,每個(gè)行業(yè)選擇一家代表性企業(yè),從諧波和無(wú)功問(wèn)題、變頻

3、節(jié)能問(wèn)題及電能量管理和優(yōu)化節(jié)能問(wèn)題三個(gè)方面展開(kāi)分析討論,從而得出企業(yè)電氣節(jié)能需求,為企業(yè)配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“全方位、多方面”的綜合電氣節(jié)能降耗提供有益的解決思路。
　　 針對(duì)常規(guī)高電壓等級(jí)電網(wǎng)諧波電能損耗問(wèn)題,提出了一種集諧波濾波和無(wú)功補(bǔ)償為一體的新型并聯(lián)混合有源電力濾波器(Novel Shunt Hybrid Active PowerFilter,NSHAPF)。分析了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從理論上給出了濾波原理,尤其給出了NSHAPF在高次諧波

4、治理上的仿真研究。還從電網(wǎng)單相接地、電網(wǎng)相間短路、電網(wǎng)三相短路、電網(wǎng)電壓突變、電網(wǎng)電壓聚升和驟降方面通過(guò)仿真分析了NSHAPF的穩(wěn)定性。隨后,提出了新型并聯(lián)混合有源電力濾波器直流側(cè)電壓的控制方法和諧波電流的雙閉環(huán)控制策略。最后,給出了實(shí)例分析,結(jié)果表明NSHAPF能夠滿(mǎn)足高電壓等級(jí)場(chǎng)合諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枨?達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　 針對(duì)靜止無(wú)功補(bǔ)償器(Static Var Compensator,SVC)對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷引起

5、的電壓波動(dòng)、功率因數(shù)較低和負(fù)序電流的補(bǔ)償問(wèn)題,提出一種多目標(biāo)統(tǒng)一控制器,主要由功率因數(shù)閉環(huán)-負(fù)序電流補(bǔ)償前饋控制支路和SVC安裝點(diǎn)電壓閉環(huán)-負(fù)序電流補(bǔ)償前饋控制支路組成?？梢砸罁?jù)負(fù)荷不同運(yùn)行狀態(tài)所引起的電能質(zhì)量問(wèn)題,來(lái)進(jìn)行兩條控制支路之間的切換。其中對(duì)功率因數(shù)閉環(huán)-負(fù)序電流補(bǔ)償前饋控制支路設(shè)計(jì)了模糊PI控制算法,可以依據(jù)滯環(huán)環(huán)寬對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行“粗調(diào)”及“細(xì)調(diào)”;對(duì)SVC安裝點(diǎn)電壓閉環(huán)-負(fù)序電流補(bǔ)償前饋控制支路設(shè)計(jì)了非線性PI控制算法,同

6、時(shí)采用改進(jìn)的單純形加速算法(simplex method,SPX)對(duì)非線性PI控制器的比例和積分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。仿真及工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明控制方法的正確性和有效性。
　　 目前,專(zhuān)門(mén)針對(duì)大型企業(yè)電氣節(jié)能的系列化關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備在國(guó)內(nèi)外尚屬空白,大多只是單一技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,節(jié)能效果有限。因此本文提出了一種基于多智能體遺傳優(yōu)化算法的配電網(wǎng)節(jié)能降耗綜合管理系統(tǒng),通過(guò)結(jié)合遺傳算法和多智能體系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)造了一種多智能體遺傳優(yōu)化算法(Genet

7、ic Algorithm BasedMulti-Agent System,GA-MAS)算法,能得出各個(gè)節(jié)能設(shè)備的最佳調(diào)節(jié)力度,使節(jié)能設(shè)備以最小的調(diào)節(jié)代價(jià)獲得最大的節(jié)能效益,實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)“全方位、多方面”的綜合節(jié)能降耗。首先給出了綜合管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、各節(jié)能設(shè)備智能體結(jié)構(gòu)模型和多智能體系結(jié)構(gòu)模型。接著著重介紹了其管理層的兩個(gè)系統(tǒng):綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和能量管理系統(tǒng)。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要利用微機(jī)實(shí)時(shí)技術(shù)將保護(hù)、監(jiān)視、控制、遠(yuǎn)動(dòng)等功能統(tǒng)一協(xié)調(diào),建立綜合