工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳技術(shù)應(yīng)用案例4 基于電磁平衡制動(dòng)節(jié)電裝置的綜合能效提升項(xiàng)目

案例4基于電磁平衡制動(dòng)節(jié)電裝置的綜合能效提升項(xiàng)目主要完成單位：濟(jì)源市萬洋冶煉（集團(tuán)）有限公司主要完成人員：盧均勝、牛澤民、盧海軍、劉艷波、衛(wèi)齊、張瑞強(qiáng)、盧心杰電磁平衡制動(dòng)節(jié)電裝置能夠有效地利用設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的慣性能量，將其轉(zhuǎn)化為可用的電能，從而實(shí)現(xiàn)能量回收和利用，降低能耗與成本，并提升系統(tǒng)穩(wěn)定與可靠性，對(duì)于促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排具有重要意義。一、項(xiàng)目背景為響應(yīng)國(guó)家“碳達(dá)峰碳中和”的指導(dǎo)目標(biāo)及國(guó)家發(fā)改委有關(guān)“重點(diǎn)耗能企業(yè)節(jié)能減排”的指導(dǎo)精神，以冶煉為代表的行業(yè)亟需圍繞生態(tài)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展理念，創(chuàng)新綠色制造工藝技術(shù)，延長(zhǎng)資源使用壽命，降低對(duì)有限資源的依賴。但是，綠色制造技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域存在關(guān)鍵瓶頸，如需要進(jìn)一步的研發(fā)和測(cè)試來提高綠色制造新技術(shù)的可行性和穩(wěn)定性，并且需要綜合考慮此類技術(shù)普遍較高的初始投資與轉(zhuǎn)型成本。為此，亟需政府、企業(yè)和社會(huì)各方的合作與支持，共同克服技術(shù)和轉(zhuǎn)型過程中的挑戰(zhàn)。電磁平衡智動(dòng)節(jié)電裝置作為一種以調(diào)節(jié)變壓器主磁通為控制手段，使變壓器運(yùn)行能效調(diào)整在高效區(qū)間，向負(fù)載輸送經(jīng)濟(jì)有效電能，減少變壓器和負(fù)載間無效能量交換，降低變壓器和負(fù)載的鐵損、絕緣介質(zhì)損耗、銅耗以及過飽和磁通引起的電流畸變能耗，變壓器能效比提高、體積能量密度高，能夠起到較為顯著的節(jié)能效果。為此，有必要實(shí)現(xiàn)技術(shù)工藝改造與裝備性能升級(jí)，從而推動(dòng)社會(huì)向更加環(huán)保、可持續(xù)的方向轉(zhuǎn)型。濟(jì)源市萬洋冶煉（集團(tuán)）有限公司開展的萬洋綜合能效提升項(xiàng)目，核心在于電磁平衡智動(dòng)節(jié)電裝置，創(chuàng)新點(diǎn)在于采用的技術(shù)為第四代電磁平衡節(jié)電技術(shù)，電磁平衡式外加電網(wǎng)系統(tǒng)凈化。合理應(yīng)用“電磁濾波、電磁平衡、電磁移相、電磁調(diào)壓”，做到節(jié)點(diǎn)和保護(hù)雙重功效。微磁場(chǎng)控制、電抗濾波技術(shù)，同時(shí)增加正弦驅(qū)動(dòng)和能量回饋，節(jié)電率更高。圖SEQ圖\*ARABIC69萬洋數(shù)字化能碳管理中心現(xiàn)場(chǎng)二、創(chuàng)新點(diǎn)及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)1：實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景能量平衡管理傳統(tǒng)工業(yè)裝置通常采用手動(dòng)或簡(jiǎn)單自動(dòng)化的方式進(jìn)行能源管理，僅關(guān)注設(shè)備的單一能耗點(diǎn)或整體能耗，缺乏對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析和挖掘，無法對(duì)多個(gè)場(chǎng)景的綜合管理、全面覆蓋生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。針對(duì)上述現(xiàn)實(shí)問題，項(xiàng)目基于“監(jiān)測(cè)充電需求-獲取負(fù)荷-計(jì)算策略-調(diào)整參數(shù)”的流程，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)車充電站能量平衡管理、儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量平衡控制與微電網(wǎng)能量管理與調(diào)度。具體而言，監(jiān)測(cè)充電需求和電網(wǎng)供應(yīng)情況、儲(chǔ)能系統(tǒng)能量存儲(chǔ)與釋放需求、微電網(wǎng)各組件能源產(chǎn)生與消耗情況等，通過管理系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整充電速度和電網(wǎng)接入策略、儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電速率、能源產(chǎn)生村粗與消耗比例，以確保充電站、儲(chǔ)能系統(tǒng)、微電網(wǎng)可靠高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能量平衡，以智能化、全面化和精細(xì)化更好地適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)效益的雙重目標(biāo)。創(chuàng)新點(diǎn)2：削減電污染傳統(tǒng)設(shè)備在設(shè)計(jì)上可能沒有考慮到系統(tǒng)中存在的多種高次諧波分量現(xiàn)象，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中易出現(xiàn)諧波問題，導(dǎo)致系統(tǒng)能源利用效率較低。針對(duì)通常在系統(tǒng)線路中出現(xiàn)的多種高次諧波分量現(xiàn)象(特別是靠近有大型整流負(fù)荷或大型多極水輪發(fā)電機(jī))，項(xiàng)目通過安裝節(jié)電裝置，消減一半數(shù)量以上的高次諧波分量，避免由于高次諧波分量現(xiàn)象導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的損耗加大、影響電度表或其他計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度，同時(shí)也起到一定程度的節(jié)電效果。根據(jù)一些受諧波影響比較嚴(yán)重的用戶波形圖分析，可從原來安裝前的7.5%U1高次諧波分量降為安裝后的3.5%U1數(shù)值。圖SEQ圖\*ARABIC70配電智能優(yōu)化系統(tǒng)撞擊前后用電負(fù)荷諧波對(duì)比創(chuàng)新點(diǎn)3：實(shí)現(xiàn)有效調(diào)壓穩(wěn)壓實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器磁通等參數(shù)的優(yōu)化調(diào)節(jié)始終是節(jié)能設(shè)計(jì)的聚焦點(diǎn)，但是以采用機(jī)械、電氣或化學(xué)等簡(jiǎn)單節(jié)能技術(shù)為代表的傳統(tǒng)節(jié)能設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，使得設(shè)備節(jié)能效率較低。為解決上述問題，項(xiàng)目在滿足供電質(zhì)量的前提下，通過采用電磁平衡技術(shù)原理來調(diào)整用電設(shè)備上電壓的平衡度和穩(wěn)定度，將用電設(shè)備的運(yùn)行電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變純電阻的照明、電熱負(fù)荷節(jié)電率，優(yōu)化變壓器磁通，可使不同視在功率下運(yùn)行的變壓器都處在最高效率狀態(tài)。其中，電磁平衡智動(dòng)節(jié)電裝置最高效率在99.8%以上。圖SEQ圖\*ARABIC71安裝節(jié)能配電柜前后負(fù)載電壓變化情況三、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與推廣價(jià)值項(xiàng)目采用電磁平衡技術(shù)原理，通過調(diào)節(jié)用電設(shè)備的電壓平衡度和穩(wěn)定度，實(shí)現(xiàn)了較高水平的節(jié)能效率，達(dá)到了供電質(zhì)量的前提下節(jié)能的目的。并且相比傳統(tǒng)節(jié)能設(shè)備，項(xiàng)目技術(shù)具有更高的節(jié)能效率和技術(shù)先進(jìn)性。根據(jù)濟(jì)源市萬洋冶煉（集團(tuán)）有限公司測(cè)算結(jié)果，通過對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行智能優(yōu)化，有7%±2的節(jié)電空間，從而降低了與電力生產(chǎn)相關(guān)的環(huán)境污染和碳排放，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，經(jīng)濟(jì)與環(huán)