能源双控制度范文篇1
关键词:双轮自平衡车;机械制造;传感;人机协同
改革开放后,我国城市规模迅速扩大、人口呈膨胀式发展,因历史、交通建设、观念等原因,城市交通出行困难、交通堵塞已成为社会性问题,不仅影响运输效率,还带来诸如环境污染、相关疾病社会负担增加等诸多问题。双轮自平衡车是一种新型交通工具,具有灵活机动、占地面积小、节能环保等诸多优点,是一种较为理想的日常代步工具,有望解决城市交通问题。双轮自平衡车其核心技术是自平衡控制,后者是保证其高机动、安全、低能耗等优点的关键。本次研究就双轮自平衡控制进行概述[1]。
1结构特点与工作原理
1.1结构特点与构成
与其它机动车相同,其具有鲜明的结构布局,属同轴平行布置结构,两个平行车轮通过车轴与车体连成一个整体,为满足乘坐需要,其重心处于支点也就是轮面上方,非控制状态下无法维持平衡,属自然不稳定系统。其相较于前后布置两轮电动自行车,其转弯半径几乎为零,原定运动能力强,加载智能控制系统利于掌握,机械系统与实现原理简单,通过重心控制可控制车体运动,适应性强。
双轮自平衡系统核心是智能平衡控制系统,后者可分为双轮自平衡、一级倒立摆动两个子系统,从空间分布上可分为直线旋转立体结构,工作原理类似于人行走过程,除自平衡系统外,整个载具还包括车体机械结构、电动机系统、传感器测量、电源系统共五个组成部分[2]。
1.2工作原理
通过具有测算重力的传感器、车体状态传感器等多个传感器,将获得数据依据制定好的程序发出相应的信号,这些信号经处理后,与预期数据进行对比,通过处理器据系统软件进行分析,计算合适的调整量,输出并控制驱动器,调整车轮转速、转矩,以实现行动,达到自身平衡状态。
2国内外研究现状
双轮平衡控制系统包括机器人控制系统以及载具控制系统,早在上世纪80年代,便已有双轮平衡控制机器人诞生,而后逐渐向载具领域扩展。不同于机器人控制,载具研发对安全性要求更高,因为人具有较强的能动性、不可预知性、复杂性,要求平衡控制系统具有更强的适应性,研发难度更大,但另一方面因人具有自我调节功能,控制难度更低。目前,国内外关于双轮平衡控制机器人系统与载具系统均较多,前者研发、制作、实验成本低,也不存在伦理学制约,研发成果较多。总体上看,国外研究更为透彻、先进,研发机构较多,市场化程度较高,我国研究集中在高校,成熟的市场产品较少。以下就几种有较高价值的研究成果进行概述:①国外,瑞士,极点配置;美国S公司,冗余系统;美国TB公司,PD控制;澳大利亚,阿德莱德大学,PD控制、状态反馈控制;加拿大,卡莫森学院,模糊控制;②国内,台湾国立大学,模糊控制;中国,上海交通大学,模糊与自适应控制,中国科技大学,PID控制,日江电器体重自适应控制,中国农业大学,状态发聩控制[3]。部分产品已经上市,载量1-2人,70~120Kg,车速5~60Kg。
3研究意义
3.1特殊的代步工具
因具有平稳、占地面积小、灵活机动等优点,适用于单人、双人代步,在机场、商场、体育馆等大型室内场所行驶,同时适用于短途、中途城市交通,使用人员可包括交警、巡警、安保人员、旅客、观众、个人等,适用于狭小空间行驶,速度不快较为安全可靠[4]。同时,因采用电能,能源获取方便,有助于减轻能源、环境负担。
3.2为相关技术研发、教学提供途径
作为一种典型的自平衡系统,因具有较强的市场推广能力、潜力,可为自平衡系统研发提供市场动力,推动自控制算法、重力感应、仿生学、电动、机械制造等领域相关技术发展,为实验论证积累经验。
4研究要点
双轮自平衡系统控制方法研究要点应集中在以下几个方面:①电动机问题,电动机转矩控制、速度匹配;②平衡系统方面,对重心位置、负载的适应算法,特别是在空载、带载方面模式切换;③传感器方面,传感器测量车体状态可靠性,传感器分布,对整个车辆各部件的协同问题。
涉及基本必备数据包括:控制杆偏离轴角度、车体转弯角度、质量重心与轮轴距离、车轮半径、载体质点、轮轴长度、左右轮转角、左右车轮质量、车体质量、左右电机转矩、左右轮相摩擦力。此外,还应尽可能考虑路面膜材料、风阻。
此外为提高系统适应性,还需构建一套补偿控制体系,以提高车辆的适应性。
5小结
双轮自平衡车具有巨大的市场推广价值,这是推动该载具发展的根本动力。现阶段,我国限于尚未有相关行业规章制度,研发制造双轮自平衡车尚存在较大风险,但笔者相信作为一种符合时展的新兴事物,其具有旺盛的生命力。一线工作者,应积极创新,寻求突破,创造、创新双轮自平衡车控制系统贡献自己的力量。■
参考文献
[1]张吉昌,程凯,郑荣儿,等.中国海洋大学学报,2009,39(3):467-470
[2]张晓华,张志军.自平衡式两轮电动车耦合控制研究[J].控制工程,2013,20(1):27-29.
能源双控制度范文篇2
关键词:智能型幕墙;热通道双层幕墙;智能控制系统
中图分类号:G80-05文献标识码:A文章编号:1009-8631(2010)06-0060-02
【引子】
随着生活水平的提高,人们对于自己居住、生活的场所,譬如建筑也提出了更高的要求,由此建筑技术飞速发展,并促使建筑也经历了一次一次的变革:比如墙体从建筑的承重体系之中得到解放,玻璃、钢等在建筑中得到应用。当建筑师将玻璃和钢这类材料运用到建筑护材料,也许就昭示着我们今天耳濡目染的玻璃幕墙结构。但是随着玻璃幕墙在建筑中的应用和发展普及,它的弊端也日益凸显,由于玻璃的传热系数大大高于传统的砖石材料,使得在夏季,室内形成“温室效应”,随之产生的供热、制冷的能耗也大大增加。这一结果远离了人们的寻求生活舒适性的初衷,更是对日益稀缺能源的造成了无形的压力。人们不能牺牲采光、通风的基本需求,这就要求玻璃幕墙朝着智能化、能源化发展,比如说双层幕墙结构就是一个比较好的发展方向。
【缘起】
可以说双层玻璃幕墙的原型是寒冷地区的双层窗,但是让人不禁疑问,双层窗仅仅稍微隔绝一下冬季的寒冷而已,何以和节能扯上莫大的关系?在20年代,建筑巨匠柯布西耶就曾经“双层玻璃通风系统”进行过探讨,但是限于当时的成本和造价,没有付诸实践。直到80年代石油危机爆发,使人们开始对建筑能耗重新开始重视,双层幕墙有了进一步的发展。1978年,CannonDesign联合HOK设计了霍克办公大楼。这是第一个实现了柯布西耶关于双层幕墙通风系统的建筑实例:20cm宽的夹层中安装有遮阳系统,双层幕墙按层来分隔。热空气被加热后上升排出,而在寒冷季节则双层幕墙中的空气起到保温作用。[1]90年代后,计算机技术飞速发展、软硬件技术日趋成熟、新材料的应用等等,再配以能源危机日益严重,都十足助力双层玻璃幕墙的发展,从而产生了智能幕墙,并日趋成为建筑整体的有机组成部分,它能对于外界的气候变化做出积极的反应,耗能小的同时也可以满足室内的人的舒适感。
【智能型幕墙的原理】
智能型幕墙(Intelligentglassfacade)是指幕墙以一种动态的形式,根据外界气候环境的变化,自动调节幕墙的保温、遮阳通风设备系统,以达到最大限度降低建筑物所需的一次性能源,同时又能最大限度地创造出健康、舒适的室内环境。[2]智能幕墙的设计不是一种独立的纯外墙构造性设计,而是先进的整体建筑能耗平衡设计的重要组成部分,通过外墙构造的调节机制,配合整个建筑技术设备之间的互动,以达到一种能源优化的效果。
智能型幕墙的设计需要有以下原则:1)利用太阳辐射热,节约冬季采暖所需能源。2)最大限度地利用自然采光以减少人工照明。3)利用建筑楼板、墙体的蓄热性和昼夜温差,减少夏季制冷需求量。配合楼板采暖制冷系统创造舒适健康的室内环境。4)各种幕墙机制、通风、遮阳、蓄热和建筑空调供暖通风等相互之间智能配合,以达到最高效率。
智能型幕墙包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇控制系统。其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙――热通道幕墙。
【热通道幕墙】
要了解智能幕墙,首先要了解热通道幕墙,又名双层幕墙。它主要由一个单层玻璃幕墙和一个中空玻璃幕墙组成,在两个幕墙中间有一个空气缓冲区域,在空气缓冲区域的上下两端有进风和排风设施。热通道幕墙工作原理在于冬天内外两层幕墙中间的热通道由于阳光的照射温度升高,像一个温室。这样等于提高了内侧幕墙的外表面温度,减少了建筑物采暖的运行费用。夏天内外两层幕墙中间的热通道内温度很高,这时打开热通道上下两端的进排风口,热空气自然向上运动,形成从下而上的空气流,在热通道内产生热烟囱效应,在通道内运动的气流带走通道内的热量。这样可以降低内侧幕墙的外表面温度,减少空调负荷,节省能源。通过将外侧幕墙设计成敞开式,内侧幕墙设计成开启式,使通道内上下两端进排风口的调节在通道内形成负压,利用室内两侧幕墙的压差和开启扇可以在建筑物内形成气流,进行通风。
热通道幕墙由于其节能、隔声等效果好已经被国家开始推广和使用,但是鉴于建设成本相对于普通的幕墙要高,所以恐怕要技术和材料等的进一步发展,才能完全取代传统幕墙,达到建筑幕墙的全面节能。
从现状看来,常见的热通道幕墙,根据其构造形式以及通风方式的不同又分为以下几种常见的形式:
箱式双层玻璃幕墙
这种幕墙呈现单元式,每一单元的顶部和底部都开有通风口,外层是单层玻璃,而内层则是可以开启的窗扇,新鲜空气从下层的通风口进入室内,而室内的废气则从上层的通风口排出。各个单元之间一般依楼层或者不同房间设置水平隔断,避免房间之间的废气,噪声等通过双层玻璃幕墙的空气间层传播,减少干扰。所以这种双层幕墙在外部有较高噪声和房间之间有隔声要求的地方得到了较为普遍的应用。
这种箱式幕墙还有一种比较特殊的构造方式,我们常常称之为“井箱式双层式玻璃幕墙”,它由一组箱式单元系统和一个贯通几层的竖井组成,竖井的存在使得整个内外层幕墙之间的空气层形成了一个网状的流通通路,每一层空气从箱式单元进入竖井,从竖井上方的排气孔排出,并且竖井也使得“烟囱效应”能够更加强烈显著,空气流动效率更高,换气的效果更加明显,一旦竖井的排气效果不理想的时候,还可以采用机械排气,获得理想的通风、保温、降噪、节能效果。但是在实践中,竖井的高度会受到限制,使得这种形式的幕墙常常只见于低层建筑。
走廊式双层玻璃幕墙
与箱式幕墙以单元为单位不同,走廊式幕墙是以层为单位的,建筑就是被水平隔断的走廊式双层幕墙包围,这种幕墙的好处在于,冬季被阳光照到加温的空气可以以对流的方式朝向没有受到阳光照射的地方,使被幕墙包围的建筑在各个方向上都能达到很好的保温效果。这种幕墙的进气口设置于楼板的位置,而出气口则设置于天花板的位置,二者皆有通风调节盖板控制开关。但是这种幕墙的进气口和出气口要交错布置,不然出气口排出的废气有可能被上层的进气口又吸收,反而产生负面的影响,并且,由于走廊式幕墙在水平层是环通的,所以房间相当于共用空气间层,废气有可能在水平层之间流动。
多层式双层玻璃幕墙
与前面两者不同,多层式双层幕墙不仅水平层上贯通,而且在竖直方向上可以好多个楼层不设分割,甚至幕墙之间的空间层完全贯通。进风口设置于底层,而出风口则设置于屋顶。这种设置方法的“拔风”作用最强烈,空气循环效率最高,但是各个楼层间的废气的流通和声音的干扰也是其弊病。但是如果外层幕墙设计成可以开转动的叶片,那么这个系统就成为了可以调剂的遮阳、通风系统。
可开启式双层玻璃幕墙
顾名思义,这种双层幕墙的外层可以完全开启,那么它就没有明确的进风口和出风口,当然无法实现比较理想的“烟囱效应”来形成自然通风。但是夏季,当阳光直射的时候,可以利用外层幕墙遮挡辐射,调节内层幕墙受到的直射;冬季的时候,可以使外层幕墙关闭,形成空气缓冲层,给建筑穿上“保暖外衣”。
智能控制系统
正如前面提到,智能型幕墙不仅仅是由热通道幕墙组成,它还包括通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇控制系统。而以上这些,组成了智能控制系统――以智能控制技术为依托,依靠先进的自动化系统,比如传感器、传动器,监测各种气候指标(如风向、风速、雨量)、室内外温湿度、气流和室内光照强度等数据,并同步反应给电脑协同操作,使各种设备运行在最经济、最可靠的状态,从而优化能量管理,提高能源利用。
智能控制系统在国内外已经有不少成功的案例,比如中国国内地位最重要、运输最繁忙的大型国际航空港北京首都国际机场T3航站楼就采用了智能控制系统。由于这栋建筑采用了热通道幕墙,整栋建筑就存在大量的电动开窗以及遮阳需求,于是窗户或者遮阳百叶的开启或者关闭就成为智能控制系统的一部分,通过室外的气象传感器智能控制系统可以根据室外的气象条件比如室外下大雨或者刮大风的时候,自动关闭电动窗实现对大楼的幕墙保护。并且双层幕墙,这种节能型幕墙,如何让它的节能效益发挥到最大?智能控制系统的太阳经纬度自动控制方式,可以根据建筑所处的经纬度测出每天的日照情况,并且根据实时的气象数据,判断大楼遮阳百叶的角度,进而吸收或者反射太阳光,从而降低能耗。由于建筑功能比较复杂,大堂、电梯厅、走廊各个部分对于光线的需求也不一样,那么灯光控制成为了智能控制系统的一部分,通过室外的光线传感器,智能控制系统根据室内的照度变化自动调节室内照明。
可以看出,智能控制技术,通过多种设备的配合实现了照明、遮阳和室内环境的控制,节约能源、降低能耗,同时也减少了管理费用,是值得推广的模式。
实例研究
德国杜伊斯堡商业促进中心大厦一由德国诺曼・福斯特事物所设计,l988年开始设计制造,1993年建成。该建筑的设计造型独特,象一个梭形的透镜,梭长50cm,最宽处16m,7层高,钢筋混凝土结构,幕墙固定在与主体结构相连的外挂钢架上,外表面由36个小面构成,相邻两面的夹角仅为2°,整层玻璃的分割高度1.5m~3.3m,外层为6+6的夹胶单层点式玻璃幕墙,内层为充氩气的低辐射中空玻璃幕墙,两层幕墙之间的通道宽为200m,内层幕墙包括上悬的推拉门,便于开启和清洁,成孔率10%,丝光衬里的百页窗,安装在热通道内,用于调控采光和辐射。
幕墙设计时遇到了两大难题:环境控制和减少层高,如果采用全封闭中央空调系统,要达到室内卫生标准,则能耗很大,层高也无法减少。只有采用自然通风,才能达到降低能耗、减少层高的目的。但自然通风又会受到空气污染、室外温度和噪音的影响,幕墙公司的设计小组通过反复研究和试验,采用了智能化热通道玻璃幕墙热通道内装有用来调控光线的可调节式百页。被处理过的新鲜空气,可以从底部进入通道,调控开启扇,幕墙将向室内供应新鲜空气。
该幕墙智能控制系统的核心是高效的PC机和专用的软件,中心PC机与地区气象站联网,屋顶上还设有建筑物的气象站,用来测量建筑物表面接受太阳光的情况,室外有温度计、风速仪,热通道内有探测器,这些装置提供的数据自动输入计算机,由专用软件进行分析和计算后,向各执行机构发出指令,对建筑物内的通风系统、空调系统、照明系统、遮阳系统及各通风口进行调控,达到高效、节能、舒适和卫生的目的。该系统还可以根据个人的习惯、爱好进行人工调节。建筑物的空调为全水系统,通风系统独立设置。由于通风不起控制温度作用,部分新鲜空气由热通道提供,因此室内的风道断面很小,空气通过地板从幕墙边缘的铝合金管中溢出,并从与灯具组合的排风管排走,通过上述一系列技术措施。建筑层高减少到3.05m,其中混凝土楼板厚220mm,地面厚80mm,吊顶厚250mm,这样能保证室内j争高2.5m,在规定的高度内,用传统方法只能建7层,现在建成了7层高的大楼,达到了降低层高、节约能源、舒适卫生的目的。
发展前景
智能玻璃幕墙是指幕墙以一种动态的形式,根据外界气候环境的变化,自动调节幕墙的保温、遮阳、通风系统,最大限度地降低建筑物的能源消耗,同时最大限度地创造出宜人的室内环境,其主要通过双层幕墙的形式得以实现。其内层幕墙通常由中空保温玻璃构成,外侧玻璃通常由单层钢化玻璃构成。外侧玻璃主要功能是承受风载,防雨水、风沙、噪声以及形成两层玻璃之间一个相对稳定的、可以调节的空气缓冲层。外侧玻璃幕墙上有可调节的进风口和出风口。两层玻璃之间的空间里,通常设置遮阳百叶等装置。智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸,在智能化建筑的基础上将建筑配套技术(暖、热、光、电)适度控制,通过计算机网络有效地调节室内空气、温度和光线,从而节省了建筑使用中能源的消耗,降低了生产和建筑物使用过程中的费用。它包括呼吸式幕墙、通风系统、遮阳系统、空调系统、环境监测系统、智能化控制系统等。采用智能幕墙系统的建筑其能耗只相当于传统幕墙的30%,可见智能幕墙将是节能环保幕墙发展的又一新的目标。
结语
在能源日益紧缺,环境日益恶化的大环境下,智能型玻璃幕墙无疑因为它杰出的节能的性能给建筑节能提供了一剂良药,但是受限于高昂的造价和施工技术,它并没有得到大规模的应用,当时相信虽然新材料的发展、构造技术的成熟和施工水平的普及,实现智能型幕墙将是大势所趋,它将为我们的居住、生活的舒适性,做出贡献,为与我们息息相关的环境伸出友谊之手。并且科技发展永无止境,随着新技术的诞生,比如光电技术,与双层幕墙相结合,使得智能型幕墙有可能成为不仅仅节能,也可以产生能源的多智能型幕墙。
参考文献:
[1]杨居光.关于双层玻璃幕墙的初步研究[C].硕士论文,第3页.
[2]李晓欣.建筑智能玻璃幕墙系统初探[J].建筑节能,第33卷第27期.
能源双控制度范文
关键词:智能;太阳能热风供暖;节能环保
1作品简介
随着生活水平的提高,人们更加追求环保舒适的生活,因此该智能太阳能热风供暖系统应运而生,该系统主要由太阳能集热储热供暖、电加热、夹层盘管双效加热水箱、光伏发电和控制中心五部分组成。智能太阳能热风供暖系统如图1所示。
智能太阳能热风供暖系统综合利用系统属于绿色、节能、人性化的家庭使用设备,具有综合利用价值高、使用成本低、工作稳定、操作简单等优点,并具有以下创新点及亮点:
(1)利用太阳能空气集热器作为热量来源,应用于家庭供暖,在节能环保的前提下,满足一家一户的供暖需求,可有效解决集中供暖难以顾及农村或偏远地区的采暖问题。大大减少现有采暖方式对电能、煤炭、天燃气等传统能源的消耗。
(2)本系统采用鹅卵石储热与电加热双效保障,确保晚间或阴雨天的供暖需求,提高了系统工作的定性与可靠性。
(3)热水水箱采用盘管与夹层双效加热方式,热空气循环利用,在无需供暖的春夏秋三季可提供生活热水,系统综合利用率高。
(4)采用远程智能控制技术,使系统设计更人性化。
(5)该系统采用模块化设计,可进行灵活扩展,适用于农村中小型养殖企业等不同环境。
2工作原理
冬季时,该系统主要用于家庭采暖。通过太阳能空气集热器将自然空气转化为高温气体,将高温气体与自然空气混合,利用温湿传感器自动检测混合后的气体温湿度,并通过控制中心根据人们的不同需要自动调节温度、湿度,满足居室舒适度的需要。系统构成图如图2所示。
为保证夜晚或雨雪天供暖需求,本系统设计有储热环节,以储热量较高的鹅卵石作为储热介质,利用高温气体对鹅卵石进行升温储热,弥补光照不足时的供暖要求。此外,以电加热做为辅助供暖方式。春夏秋三季,该系统用于提供生活热水。水箱设计为盘管与夹层双效加热,通过循环系统实现热空气的循环利用,提高了热效率,减少了热量散失。
该系统还设计有太阳能电池板发电。将其产生的电能进行升压、稳压、储存,可以保证该系统的用电需求,减少了对电网电能的消耗与依赖,实现了太阳能的综合利用。
控制中心部分用以平衡调节整个系统各部分之间的协调工作,实现对家庭供暖方式的控制、暖风温度与湿度的控制、太阳能电池板发电蓄电的控制以及对家用温水的控制。
该系统实现了为居室冬季供暖,其他季节供温水与自发电功能,大大减少了对电网电能、燃气和煤等传统能源的消耗,充分体现了节能减排、绿色环保的理念。
3创新点
该智能太阳能热风供暖系统具有以下创新点及亮点:
(1)利用太阳能空气集热器作为热量来源,应用于家庭供暖,在节能环保的前提下,满足一家一户的供暖需求,可有效解决集中供暖难以顾及到的农村或偏远地区的采暖问题。大大减少了现有采暖方式对电能、煤炭、天燃气等传统能源的消耗。
(2)本系统采用鹅卵石储热与电加热双效保障,确保晚间或阴雨天的供暖需求,提高了系统工作的稳定性与可靠性。
(3)在春夏秋三季可以提供生活热水,系统综合利用效率高。
(4)水箱采用盘管与夹层双效加热方式,热空气循环利用,热效率高。
(5)采用单片机控制和远程控制技术,实现室内温度的智能控制,进一步提高热量的利用效率,使系统设计更人性化。
目前大多数普通家庭都采用集体或个体燃煤采暖,抑或空调供暖,使用成本较高,且大量消耗传统能源,由此带来了巨大的能源与环境压力。而该智能太阳能热风供暖系统不仅具有冬季供暖功能,在很大程度上还实现了热水器的功能,一机多用,总体购置成本较低,应用成本更低,确保大多数家庭能买的起、用得起。系统设计有三种供暖方式,分别为集热器提供的热空气供暖、储热系统供暖,在天气条件不达标时,还可借助电加热补充供暖。
该系统采用模块化设计,结构简单,安装、操作方便,远程控制设计使系统更人性化,且外观设计比例协调,系统机械结构由适当的基本几何体组合而成,美观大方。且该系统功能完善、成本较低、外形美观、操作方便。适用于广大农村地区,尤其适用于常规采暖或电力能源难以到达的山区或边远哨所,实用性强。
能源双控制度范文1篇4
【关键字】民用建筑;采暖;供热系统
一、传统采暖系统的主要形式与其优缺点
我国民用建筑采暖系统在设计上大多会使用单双管垂直(垂直单管居多,教学、办公场所)系统进行合理化设计。该设计方法具有系统简单、采暖性能良好、造价成本低和施工便利等多方面优点,但同样也存在着一定弊端,主要是不利于用户根据自己的需求实行局部调节工作,致使得能源造成不必要的浪费。
1、维修过程能源的浪费
单管垂直采暖系统属于一个整体性的热水循环系统,一旦设施发生堵塞与漏水情况,就会给自顶层到底层的一串房间或整个系统带来流水不通,多户全冷或多户维修的影响。情况严重时极有可能使整个建筑物产生停供现象。而设施在维修过程中会直接浪费掉大量热水,若在寒冷地区极有可能发生供水管冻裂等多方面问题,引起各项事故的产生,致使人们的日常生活受到影响。
2、住宅闲置浪费能源
在民用建筑中采用单管串联式的采暖系统,这就要求每个住宅用户都一定要用热,否则该系统就不能进行正常运转。若部分用户不想用热或是长时间闲置住宅的状况时,“强迫”供热就会造成能源的浪费。现阶段,在部分非采暖而又在发展建筑物采暖的地区,这种状况非常突出。
3、没有个体调节能力
在民用建筑中应用单管垂直采暖系统,非常不利于实行局部调节工作,没有办法实现与改善热用户对热舒适性的具体要求。而且因为该系统的运行是先把热水供应到建筑物的顶层,接着按照次序向下划分给每个用户,从客观的角度上看该系统的运行由于设计人员设计的误差、供水温度的高低、水泵的性能等原因造成每个楼层热用户在热分配上的不均等,以至于出现顶层温度高,底层温度低,冷热分布不均现象。顶层用户在温度过热时,仅能把门窗打开来驱散热量,使室内温度得到降低,这样就导致能源出现不必要的浪费。若通过热水流量的调节来达到降温效果,就会促使以下各层出现过冷现象。此外,该系统也不能单独调节每个房间的室内温度,进一步浪费了大量能源。
二、智能供热与收费系统的使用
1、供热计量与收费系统
该系统针对国内供热计量与收费工作的特性而设计,采用国际先进的数据采集和数据传输技术,将超声波热能表或户用热分配表所测量的用户用热数据,转发到计量监控中心,并应用计费软件记录、分析集中供热计量的所有数据,生成收费依据。系统功能:(1)应用自动抄表系统,一个中等城市的热表抄表工作可以在十几分钟内抄完,抄表成本降低90%。(2)提高抄表准确率,准确率达99%以上。(3)杜绝不利于社会安定的因素自动抄表对用户正常生活的无任何干扰。(4)有利于供热管理精细化系统可以对用户、楼栋、小区、管线按任一时间周期进行分析并形成相应的曲线,为供热公司提供实时、可靠的数据作为决策依据。(5)实时监控,有利于及时排障、实时监测每只热量表、热分配表的工作状态,对于因外界某些因素的损坏而造成的热计量故障,可以及时派维修人员进行检修。
2、热源及换热站运行优化控制系统
热源及换热站运行优化控制系统是一套面向集中供热领域开发的全网级集散型控制系统,该系统能够根据气候变化调节热源热功率输出,同时能够根据热负荷变化调节热源热功率输出,在自动化控制上实现了协调联动,完全达到了集中监控、统一调度的目的,从而有效地解决了现有供热系统能效低、自动化程度不高等问题。该系统把通过技术改造节约的热能和热用户的行为节能落实到了热源少耗能上,实现了系统真正节能。
3、供热管网远程监控调节系统
该系统引入智能分时段供热负荷控制、阀门远程调控等技术将整个供暖系统中分散在不同区域的所有供热管网集成为一个集中监控系统。很好的解决了供热计费条件下管网调控的技术难题。此外,该系统对大型共建筑等分时段用热特点十分鲜明的建筑实现了智能分时段供热。在建筑回水管道安装分时段控制智能电动流量调节阀,通过自动调节电动调节阀的开度,实现建筑需要多少热能管网供应多少热量,热源的热功率输出与热负荷热量需求的精确匹配,大大节约热能。
三、民用建筑采暖供热系统设计的改善
针对上述所说的能源浪费问题,可正确选择运用现代化分户计量采暖系统,该系统可以单独控制各采暖用户,也就是各热用户单独使用一个供回水体系,实行一户一表制,能够单独对用户实施计量、调节和关断等工作,并且不会对其他用户造成影响。分户计量采暖系统可划分为单管制采暖系统和双管制采暖系统。
1、双管制采暖系统
双管制采暖系统包括双立管并联式系统和水平双管系统。
(1)应用双立管并联式系统时,热用户仅需在散热器支管上装置调节阀就能够实现介质流量的调节,以满足各用户对热舒适性的需求,达到节能的目的。但使用过程中,应注意三个问题:①楼层过多易产生垂直失调,具体垂直高度应不大于三层,限制了该系统的实用性;②增加了穿越各楼层间的立管数;③系统设置有热量分配表才可使用。
(2)应用水平双管系统能够有效防止垂直失调问题的产生,且能够满足各热用户独立系统的要求,有利于实施热量表的装置工作,促使散热器的个体调节能够得以实现。水平双管系统可以在一定程度上改善供热系统常发生的垂直失调问题,实现分室控制实际温度。
水平双管目前住宅使用的比较普遍,水平管多采用埋地敷设,据有关部门测算,双管制供热管道,一般情况下可以降低工程造价的25%(采用玻璃钢做保护层)和10%(采用高密度聚乙烯做保护层)左右;另外双管系统作为变流量系统较之单管系统散热器热量更易调节,易控温,并联支路更易达到平衡,节能效果更好;使用寿命长,只要管道内部水质处理好,保温管道使用寿命可达30年,甚至更长。另外占地少、施工快,有利于环境保护和减少施工扰民。水平双管系统缺点是整体降低了空间高度,管道埋于垫层,难于做出坡度,不利于系统排气、泄水;由于供回水干管采用化学管材,需降低热源的供回水温度(80℃/60℃~70℃/80℃),能耗及散热器数量会有所增加。
2、单管制采暖系统
单管制采暖系统包括单管水平串联系统与单管水平跨越系统。
(1)单管水平串联系统属于较为常见的一种采暖系统,通常会在各住宅单元装置上总体的供回水系统,而各层用户就是一个单独的小系统。该系统能够竖向无穿各楼层立管,不会对墙面装修造成影响,缺点是无法满足分室控制温度的要求,且所有散热器都需要设置放气阀。
(2)与单管水平串联系统一致,单管水平跨越系统同样要装置一个总体的供回水系统,并且可在管道井装置上该系统的供水立管和回水立管。该系统的应用可满足分室控制温度的要求,且竖向无立管,对墙面装修无任何影响,同时还要将放气阀设置在所有散热器上。
综上所述,在民用建筑的采暖供热系统设计上,一定要进行合理规划与设计,只有这样才可以获得良好的系统控制与计量功能,使能源不必要的浪费情况得到有效减少,在提高供热实际社会效益的同时,也增加了自身的经济效益。
参考文献:
能源双控制度范文1篇5
[关键词]证据开示,司法改革,法律移植
一、证据开示的概念及国外立法
证据开示(Discover),是源于英美法系的—个概念。其基本含义是指一种审判前的程序和机制,使诉讼一方从另一方获得与案件有关的真实情况和其他信息,从而为审判作准备。证据开示在刑事诉讼法中属庭审前程序,其中心要素是当事人双方互相出示与案件有关的信息。在我国,证据开示又被称为证据展示、证据告知等。
证据开示制度最先起源于西方当事人主义诉讼模式。直至20世纪90年代之前,英国的证据开示一直是以司法判例的形式存在的,且属于单向开示。即控方应将所有证据开示给辩护方,辩护方无此义务。此情形到了1991年有所变化。英国司法部门扩大了辩方向控方开示的范围。1997年,英国第—次以成文法形式对证据开示规则作了规定,建立了现代意义的证据开示制度。
由于历史原因,美国刑事司法制度受英国影响较大。起初,美国早期普通法并不承认证据开示概念。18世纪中叶起,随着对“案件真实”在刑事诉讼法中价值重要性的不断提高,美国一些州逐步建立起证据开示制度。“案件真实”意指审判的目的应是针对案件实质作出的公正裁定。为此,—切有关审判的事实必须展示于法庭,因而审判前的全面证据开示成为必不可少的条件。美国现代意义的证据开示制度是伴随着几十年激烈的争吵逐步建立的。1979年,美国修改《联邦刑事诉讼规则》,把原有关于控方单方开示证人证言的规定,扩充到对辩方对等要求。目前,美国大多数州都以成文法形式建立了专门证据开示规则。
日本刑事司法制度受大陆法系尤其是德国法的影响较大,二战之前所实行的是职权主义诉讼模式。二战以后,在美国影响下,日本进行了大的刑法制度改革,吸收了大量的诉讼当事人主义的内容,而职权主义仅作为辅助,从而形成典型的“混合式”诉讼模式。起初,日本并没有明确规定证据开示制度,控方为了确保起诉成功率,经常拒绝辩方开示证据的要求,在法庭上常常搞证据突袭。1969年,日本最高法院判定法院有证据开示命令权,可根据诉讼指挥权要求检察官开示相关证据,以使辩方辩护职能得到有效发挥。
二、建立我国证据开示制度的必要性
西方资本主义诉讼法学证据开示制度是伴随着激烈的争论和在正反两派的交锋中逐步建立和完善的。争论的重点,即在于证据开示制度的价值基础及存在的必要性等方面。要分析证据开示制度在司法体制中的理论基础,首先不得不从刑事诉讼的价值论及构造模式谈起。
作为西方英美法系的起源国家,英国所遵循的具有古典自由主义性质的当事人主义有着深刻的历史渊源。诺曼底王朝把封建制度带入英国,因不承认土地所有权,故未能产生强有力的地方权力中枢。同时由于国土狭窄,中央权力很容易支配全国,形成了君主立宪制,没有出现剧烈的变革,保留了贵族支配的旧方式,妨碍了近代官僚的发达,因而一直未能建立起强有力的中央集权制度。在刑事司法领域,英国所倡导的个人主义和古典自由主义具有明显的表现。反映在刑诉构造的当事人主义特点上,表现为赋予当事人平等地位,法官消极属中,庭审中诉讼当事人通过充分辩论和对抗,使法官在辩论对抗和举证质证中评判案件事实。出于要保证诉讼当事人充分辩论对抗以使控辩式诉讼正常运行的考虑,当事人在庭审前知悉对方证据的必要性就逐渐凸现出来。证据开示就是为使当事人庭审前知悉对方证据的程序,这种程序已成为当事人主义诉讼发挥其模式作用的重要保障。
而反观诉讼职权主义的产生历程,在封建领主支配下的欧洲大陆,地方分权对国家的统一不利,国家支配者派遣官吏在地方建立中央集权性官僚机构,建立中央集权。在大陆人对权力的态度背景下,与其说自由来源于个人对国家的独立,不如说来自于国家的施舍。即使有人向往没有国家的未来,其目的也不是个人主义性的社会。总之,人的本质是被看作为社会存在的。这种政治性意识形态,影响在刑事诉讼价值观及刑事诉讼构造上,表现为职权主义诉讼模式,即奉行“国家系统”,强调诉讼效率与实体真实,不存在当事人主义诉讼意义上的控辩双方全面、双向开示证据的制度,被告人诉讼地位低下。为保护其一定意义上的辩护权利,保障审、控、诉讼结构相对稳定,在大陆法庭中依然存在证据知悉问题,只是由于控辩双方相比力量过于悬殊,法官在庭审前对案件结果已产生预断,辩方收集、提供证据能力相对有限及地位被动,控方庭审前知悉辩方证据意义不大。
在刑事诉讼构造分类上,日本作为—种特殊类型的代表,其兼采当事人主义与职权主义之所长,并将二者有机结合,又以当事人主义为其主要特征,在诉讼构造类型上独具风格,受到世界各国诉讼法学家的关注。然而,在证据开示制度上,日本有关刑诉体制更接近于职权主义,辩护律师调查能力有限,且法律并未对控方证据开示问题作出明确义务性规定,而判例又基于形式上的当事人主义对抗性而对此问题持默许态度。
随着我国刑事诉讼体制的变革,特别是1997年新《刑事诉讼法》颁布后,在我国应否建立刑事诉讼证据开示制度逐渐成为学术界关注的对象。事实上,与刑事诉讼法体制中的抗辩制、沉默权、律师权利的保障、证据标准等有关的一系列引起争议的热点问题,反映了当今我国剧烈社会变革的历史时期法律思想的碰撞与冲突。在我国延续几十年强职权主义思维影响下,要引进英美法诸多相关观念,建立证据开示制度,需要理论的探索,更需要理性的判断。
关于我国是否应建立证据开示制度问题,存在赞成与否定两种意见。持否定观点的人认为:一是一方向另一方承担开示的义务是违背当事人主义的;二是如果承认证据开示的话可能产生威胁证人和隐瞒罪证的情况;三是如实行庭前证据开示,庭审中的调查和辩论的价值会降低。笔者认为,应在我国建立起证据开示制度。它不仅可确定庭审争议重点,还可获取案件有关信息,根本目的是实现刑事诉讼两大价值——公正与效率。而建立这一制度的必要性,笔者认为还有几点需加以阐明:
(一)建立证据开示制度,是我国现实侦审体制和律师调查权力限制性冲突所决定的。我国目前刑事案件侦查体制属于“审问式”,犯罪嫌疑人无沉默权,处于被羁押状态,律师在侦查阶段无调查取证权,在审查起诉阶段其调查权也受到制约,一般难以收集到有价值的证据材料。而现实中我国控辩式庭审模式,基本上是针对控方所举证据进行,这种“审问式侦查”与“控辩式庭审”的错位,决定了证据开示制度有建立的必要。
(二)建立证据开示制度,是我国诉讼审查体制与律师有限阅卷权所决定的。《刑事诉讼法》修改后,我国不再实行案件卷宗全部移送,律师在审查起诉阶段仅可“查阅、摘抄、复制技术性鉴定材料与有关文书”,案件起诉到法院后可“查阅、摘抄、复制所指控的犯罪事实的材料”。律师阅卷权较之以前有了较大减少,直接影响到律师辩护职能的行使。实践当中律师认为刑事案难办、不愿办,有其客观因素,而证据开示制度无疑成为消除控辩方证据知悉障碍的有效途径。
(三)建立证据开示制度,是诉讼程序的公正性要求和被告人在刑事诉讼中的地位决定的。诉讼程序的公正性包含三个要素:法官的中立、控辩双方平等和控辩机制的合理充分。我国现有刑事诉讼体制在对于前两要素方面作了法律上的确认,但是,控辩机制仍有许多不合理和不够完善的地方。在我国,控方拥有强大的国家机器所提供的材料,与审判机关既制约又配合,拥有充分的控诉手段。而作为被追诉者的被告人,其必须回答侦查和公诉部门的讯问,其主要辩护权利,只能由其律师代为承担。辩护人如不能事先掌握充分证据,其作用也就无从谈起。
三、证据开示的制度构建
参考国外相关立法,结合我国司法现实,笔者认为,关于我国证据开示制度的建立,应明确以下内容:
(一)关于证据开示的原则。法学中的原则是构成法律规则与法律学识基础的本源的综合性、稳定性原则或准则。它指导着具体程序的运作,反映出最核心价值观的要求,间接地实现着刑事诉讼公正、效率等价值。证据开示原则应包含以下几项:
1.双向开示原则。即控辩双方均向对方开示证据。国外司法实践表明,双向开示比单向开示更有利于证据开示的良性发展。如仅是一方单方向对方开示,势必会使承担证据开示义务的一方被动消极,心存顾虑,造成对对方的不信任之感。从证据开示制度的价值取向来说,实行庭前证据开示,是为了使控辩双方能共享诉讼信息与资源,共同维护公正与提高效率。从这一点上讲,开示应是双向的。司法实践表明,控辩当中一方利用已拥有的证据藏而不露,等到庭审时突然抛出,使对方无从审查,这往往是造成庭审延期审理和控辩作用失衡的原因之一。
2.全面开示。指控辩双方依照法律要求将己方获取的证据材料全面开示给对方,但在检察机关的证据涉及公正利益、辩护律师的证据属于指控证据的,应以例外规则免除双方的开示义务。
3.不对等开示原则。它是指控辩双方在开示责任上不对等,控方要比辩方承担更大的责任。我国《刑事诉讼法》第43条规定了公安机关、检察机关有依法定程序收集能够证明犯罪嫌疑人有罪或无罪、犯罪情节轻重的各种证据的义务。检察机关作为国家法律监督机关,不仅有责任指控犯罪,还应对国家法律的正确实施履行监督职责。将依职权所收集的证据向律师开示,是依职责对控方所提出的必然要求。而辩护律师的职责仅是提出证明被告人无罪、从轻或减轻、免除其刑事处罚的材料和意见,如要律师全部开示,无异于承担了部分指控证明义务,而这是与律师职责相违背的。
4.非经开示的证据排除原则。指控辩双方中的一方无正当理由拒绝展示或故意隐匿证据时应承担的后果。该原则包含以下两层含义:(1)非经开示的证据,原则上不得在庭审中使用;(2)控方故意隐匿对被告人有利证据的,应推定有利被告人的证据成立。
(二)关于证据开示的范围。比较各国控辩双方开示范围,都是双向、全面开示,但不是对等开示,控方开示范围大于辩方,这是基于控方强大的取证能力和广泛的证据来源所作出的必要规定,以确保控辩审三角诉讼结构的均衡。一种观点认为,检察机关仅应开示据以指控被告人构成犯罪的证据,而不利于指控的可不开示。事实上,证据开示制度对于辩护律师的主要价值,就在于从检察机关获取辩护证据,而检察机关的指控证据往往是从所收集材料中挑选出来的,如控方仅开示指控证据,对律师辩护证据的取得益处不大。因此,参照国外相关立法规定,笔者认为,检察机关向律师开示的证据,既应包含在法庭上所使用的证据材料,也应包括侦查、检察环节已收集但不作为证据使用的相关材料。
关于证据开示在具体案件类型中的运用,笔者认为只应当运用于被告人有辩护人(主要指辩护律师)的适用普通程序审理的刑事公诉案件。之所以作此限制,是因为:(1)适用简易程序审理的案件,检察机关按有关规定向法院移送全部案件材料和证据材料,检察机关不用出庭,因此不存在开示必要。(2)无辩护人的公诉案件,由于缺乏证据展示主体,故也无法操作。(3)对于刑事自诉案件,因《刑事诉讼法》第17条已有明确规定,由于双方均为自然人,不像检察机关那样提起公诉的同时要承担维护司法公正职责,原被告双方无合作基础,故亦不存在证据开示的问题。
(三)证据开示的主体。证据开示作为控辩双方以交换证据信息为主要内容的诉讼活动,其参与主体首先包括检察方和辩护方。但被害人的人是否有权参加呢?从诉讼职能上讲,被害人的人所承担的也是控诉职能,与公诉人职能具有同向性。如其不参与,不仅影响到庭审效果,而且会对被害人权益的保护产生不利影响。
对于非律师辩护人能否参加证据开示的问题,有人主张不能,理由是证据开示专业性强,开示主体应具有较高法律知识和严格纪律规范,作此规定可防止由于可能带来的危害证人、毁灭证据等不良后果。但如把非律师辩护人排除在开示主体之外,首先有违《刑事诉讼法》第36条“除辩护律师外,其他辩护人经人民检察院许可,也可查阅、摘抄、复制上述材料”规定之嫌;其次,这样做对委托律师以外的人作辩护人的被告人也有失公正。因此笔者建议,只要经人民检察院审查许可,非律师辩护人也可参加证据开示。
除上述之外,法官也应成为证据开示主体。特别是对于行使庭外调查权的场合,负责证据开示的法官,不仅是开示程序的主持者,同时也应是开示证据的义务主体。
(四)证据开示的时间。应包括三种内容:(1)提出申请的时间。检察机关申请证据开示的,应在向法院提出公诉时一并提出书面申请;辩护人申请证据开示的,应在收到起诉书副本之日起,三日内向法院提出书面申请。(2)证据开示的时间。控辩双方证据开示应同时进行,这是出于对诉讼公正的考虑,防止双方在先期单方知悉对方证据后恶意取证。(3)开示结束的时间。证据开示应在开庭五日前结束为宜,以给双方留出一段时间进行调查核实和庭前准备。
(五)证据开示的地点和方式。参照国外相关立法规定,我国证据开示的地点应设在检察院,对于审判过程中的证据开示可在法院进行。因为控方向辩方所开示的是全部案件卷宗的证据材料,而在法庭上出示的仅是据以指控犯罪的证据,为了保密安全,不增加诉讼成本,此时的开示应在检察机关进行。对于控辩双方及法官行使调查权所取得的证据,为方便案件审理,此时开示地点以设在法院为宜。
证据开示开始后,先由控方向辩护人开示证据,所开示证据应分类逐件开示,每件开示后应征询对方意见。双方所交换的意见应由书记员记录在案。控方开示完毕后,再由被害人的人开示,然后是辩护方开示。所开示内容均应记录,双方签字后各留一份备查。开示完毕后将开示结果提交法官。如法官要开示其庭外调查所获得的证据,开示则由法官主持和负责开示,控辩双方发表意见,并由书记员记录在案。
(六)证据开示的启动决定权归属。对于证据开示制度是否应将控辩双方职责和义务明确规定,一方有无权利拒绝对方开示的请求问题,理论界有不同意见。笔者认为,从国外证据开示创制宗旨上看,是为了防止庭上突袭等违背诉讼公正、浪费诉讼资源的不良行为的出现。其首先是以控方义务出现,之后也成了辩方义务。同时,证据开示不仅涉及控辩双方,还关系到法院对事实的查明、国家资源的节省等,因此不能把证据开示的启动决定权完全交由控辩双方行使。
(七)证据开示的救济机制。证据开示的救济机制,是对违反证据开示程序而设立的纠正与制裁机制,国外相关立法多有此规定。要确保证据开示制度得以真正建立,除了对《检察官法》及《律师惩戒条例》等相关立法进行修改,规定对其违反证据开示违法行为进行处理外,最主要的是在证据开示制度本身建立起证据开示制度的救济机制,确保制度的顺利运作。救济机制应包括:(1)控辩双方无正当理由拒绝开示证据的,法官可令其开示,并可辅之以驳回起诉、对辩护人作经济处罚等措施;(2)对于有正当理由未予开示的,法官应宣布延期以期待不能开示原因消失;(3)对于无正当理由却拒绝开示,也未向法庭出示,但有证据证明且证据确实存在的,法官可推定未开示证据证实的事实;(4)对于无正当理由不予开示,所造成的诉讼成本的增加(如辩护人出庭等)的,可令其支付相关费用;(5)对于故意隐匿、毁灭证据而不予开示的,依照《刑法》有关规定追究当事人责任。
[参考文献]
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[4]欧阳涛,等。英美刑法刑事诉讼法概论[M].北京:中国社会科学出版社,1984。
能源双控制度范文篇6
【关键词】智能变电站测控装置双重化配置主备机切换
1智能变电站测控装置双重化配置配置结构
按照国网公司Q/GDW161―2013的设计规范,220kV及以上的智能变电站中主要的保护装置双重化配置,相应地过程层和间隔层设备均需要双套配置。具体到智能变电站内三层两网的架构体系来说,过程层和站控层网络分为A、B双网;过程层的合并单元、智能终端分别双套采集一次设备的信息,间隔层的保护、测控装置双重化配置对下接入过程层A、B网,对上接入监控系统双MMS网。因此双测控配置实际上对应的是智能变电站内整个三层两网的双重化结构。
但是测控双重化配置带来的很多问题,鉴于IEC61850标准中规定的GOOSE和SV服务协议,数字化变电站中采用光纤传输突破了常规站内电缆和节点的限制,信号的传输呈现几何级的增长。据统计智能变电站内一个110kV间隔测控装置所采集的过程层开关量信号、告警信息、模拟量信号等多达三四百个,双重化配置之后上送到站控层的监视信号翻倍,全站所有的信号总计将达到数万个之多。如此之多的信号势必会增加监控系统处理信息的复杂度,给运维人员也带来困惑。
同时对于同一个监视对象而言,采用双重化配置带来了信息识别和筛选的困难。数字化站内A、B两套过程层设备如果上送的信息(如开关位置)不一致或者品质有差异,对于监控系统而言必须在两个异源信号之间进行辨识,增加了数据处理的复杂度和出错的概率。对于异源数据的选择切换,目前没有一种简单可靠的切换机制来保证数据的准确性,且无论对测控装置或者监控后台而言都将耗费非常多的软硬件资源。
对于站内调度或者监控系统下发遥控命令而言,双重化的配置导致需要选定惟一的控制源。当测控装置的运行状态发生改变后,控制源的切换也给系统的稳定性带来挑战,控制源的不惟一性降低了遥控的成功率。
2测控双重化配置方案讨探及优化
双重化配置的两套测控装置,采取对下双主、对上主备的工作方式。对下双主是指两个测控装置在功能上(测量、控制、联闭锁)上完全独立;测控装置不作主备机逻辑判断,之间无任何信息交互。对上主备是指站控层设备(远动和后台)通过特定的规则自动选择主测控装置,实现测控功能的热备用。
2.1测控装置
两套测控装置分别对下接入过程层A、B网,其中第一套测控装置接入第一套合并单元、智能终端,用于采集A套合并单元的模拟量,A套智能终端的开关量;第二套测控对称接入第二套过程层设备信息。
测试装置具体实施方案如下:
(1)两套测控装置在功能(测量、控制、联闭锁等)上完全独立,不作主备机逻辑判断。
(2)两台测控均可响应手控操作,测控屏上设置两个手合、手分把手,紧急情况下可以选择任何一台装置去手动操作。
(3)对于联闭锁信息,两台测控装置分别进行联锁计算,并将各自的联锁状态通过GOOSE发送给A、B两套智能终端。短语独立的控制回路,闭锁接点接入各自的回路中互不影响;对于公用的控制回路则将两个闭锁接点并联,以保证控制的成功率。当智能终端和测控装置通信中断时,智能终端的联闭锁接点应自动复位。
2.2监控后台
(1)监视方向:主备测控装置均和后台通信。对于公共信息,由监控后台对相应的点进行配置,取主测控的公共信息进行显示;对于私有信息,由监控后台二取二进行显示。
对于公共信息中出现两套采集的信息不一致的情况,由监控后台进行不一致告警,提示运行人员对一次设备和二次设备进行检查。
(2)控制方向:监控后台默认将遥控命令下发到主测控装置上。当现场运维需要特殊处理时(如主机运行正常,但联锁不满足或者需要操作备机),允许运行人员在遥控界面使用备机进行遥控。
2.3远动装置
(1)监视方向:主备测控装置均和远动通信。对于公共信息,由远动装置对相应的点进行配置,取主测控的公共信息上送主站;对于私有信息,由远动装置二取二进行显示。
(2)控制方向:监控后台默认将遥控命令下发到主测控装置上。
3测控装置双重化配置主备机切换方案
智能变电站未来的趋势是无人值守,因此双测控配置方案中对于主备机的选择和切换关系到运行和维护的准确性和安全性。本方案中主备机的选择和切换实现规则如下。
3.1主备机选择
监控后台或者远动装置基于以下规则自动选择主测控装置:
(1)非检修状态、通信正常的测控装置选择为主机。
(2)如果A、B两套测控装置上述两个条件都满足或者都不满足,默认选择A套装置作为主机。
上述规则中,双测控装置的A、B套定义由现场工程组态时决定,如可以按照IP地址大小的原则实施。
3.2主备机切换
本方案中主备机的选取以及切换主动权均由监控后台或者远动装置根据测控装置实际的运行状态判定,测控装置本身不需要进行逻辑处理。双机之间独立运行,没有任何电气上的连接。实际运行过程中监控系统只需取主机监测信息作为一次设备相关信息的展示,当双机采集的信息不一致时由监控后台产生信息不一致告警,提示运行人员进行故障排查。监视方向上实现了信息的冗余配置,监控系统切换选择主备机逻辑简单可靠。控制方向上始终保持将遥控命令下发到主机测控上,保证操作对象的严格惟一性,也可以通过备机测控实现紧急操作,提高了遥控的成功率。
能源双控制度范文
【关键词】新能源;风力发电;光伏电站;有功控制;无功控制
1新能源自动发电控制现状
新能源(风机、光伏)发电具有随机性和间歇性的特点,潮流对电网的扰动不可避免,采取有效的方法对新能源发电功率输出进行有效的预测,并对由于新能源输出功率电网产生的功率偏差进行合理的机组调配,是当今对含风电及光伏的电力系统的研究的迫切问题。
1.1有功控制
按新能源在系统有功调度中的参与度从低到高划分,新能源与系统AGC的关系分为三个层次。
低层次:新能源按照自治发电的方式运行,被排除在AGC之外,作为“负”负荷处理,其出力不确定性完全由系统热备用容量进行补偿。为平抑新能源有功功率输出的波动,保证电网内的有功平衡,电网必须预留出足够的旋转备用容量。中国现有电网调度基本上处于这个阶段。
随着新能源装机容量的增大,电网的备用容量亦需要相应增大。这不仅增加了电网的运行成本,而且也降低了系统的发电效率。
新能源有功控制有其特殊性。与常规调频、调峰电厂相比新能源只具备非常有限的有功调节能力。制定既可与新能源有功控制能力相匹配、又可减轻新能源给电网带来的有功/频率调整压力的控制目标,是将新能源纳入电网AGC首先要解决的问题。另外,储能技术提高了新能源有功输出的可控性,但这要求新能源AGC必须具备能量调度功能来协调储能装置的充放电过程。考虑到控制实施的时延,新能源AGC应针对未来时段的场景进行分析和控制,就必须用到新能源的功率预测技术。目前商业运营的风电及光伏预测系统已可应用于发电计划制定、电力交易和备用安排等,但直接应用于实时发电调度,还存在预测精度较差、预测周期与控制周期不匹配等问题。
中层次:AGC考虑新能源出力(预测值),并将新能源预测的不确定性与负荷预测的不确定性结合起来安排发电计划。这种模式在欧洲已有尝试,但电网原则上仍旧不干涉新能源出力。
高层次:AGC实时调度新能源出力。新能源在力所能及的范围内,与常规电厂一样主动响应系统的调频、调峰等需求。
1.2无功电压控制
电网的安全、经济、优质运行是电力系统调度与控制所追求的目标,其中无功电压控制至关重要。目前国内电网电压控制一般由分散的当地控制器组成,这种控制方法无法从全局的角度进行协调和优化。其局限性具体体现在以下几个方面:
(1)电压合格率不高,无法满足用户日益提高的对电能质量的要求;
(2)与频率控制不同,电网中需要监视的电压点多,调度员日常调压工作量大;
(3)无功电压的非线性关系较强,电压控制设备的特点不同,人工调压难度大;
(4)无功功率的不合理流动一方面影响电网的安全运行,另一方面引起较大的网损,不利于电网的经济运行。
为保证系统的电压运行水平,目前电网公司通过提前制定并下发电压曲线的方式来指导无功电压控制,很大程度上严格了对无功电压控制的协调管理,收到较好的效果。但是,这样的控制管理流程仍然有较大的提升空间:
(1)离线计划的制定难以完全满足电网实时运行过程中面对的各种工况,比如节假日期间往往需要进行特殊的安排;
(2)离线计划的制定难以兼顾全网运行的经济性和安全性;
(3)系统、调度和运行人员的工作量繁重;
(4)系统、调度人员的经验需要时间积累,不能及时适应电网结构变化。
2新能源场站侧发电控制的基础和可行性
2.1新能源发电的有功-频率控制
可以将新能源发电的频率控制也分为一次调频控制、二次调频控制和三次调频控制。新能源发电调频控制对象包括发电单元调节和场站调节两种,发电单元调频的过程快,调节周期短,而场站调频控制的过程可快可慢,没有调节周期的限制。场站一次调频的响应速度快,主要用于平衡电网中变化速度快、幅值较小的随机波动,因此。场站一次调频控制的对象既可以是发电单元也可以是场站;场站二次调频的响应速度慢,一般用于调整分钟级和更长周期的负荷波动,因此新能源发电二次调频控制的对象只能是场站;三次调频是电网内备用容量再分配的过程,新能源发电参与电网三次调频的程度主要取决于新能源发电功率预测的精度。
新能源发电的有功-频率控制是针对系统频率变化做出的功率调整过程。与新能源发电过程中的有功控制方式不尽相同。
当风电机组正常运行时,控制风力机的桨距角,使风机运行在次优风能捕获曲线上。当电网频率发生变化时,根据频率的变化率和频率的偏差,调整桨距角位置,可分别实现双馈风电机组参与电网的一次调频。还可根据风力机的桨距角位置定义风电机组的调差系数,并确定风电场调差系数。由于桨距角控制从整体上降低了风电场的发电效率,这种频率控制策略适合在系统中常规机组的调频能力不足时使用。
风力发电机组的惯量控制是通过释放,吸收风力机轴系的旋转能量实现的。风力机释放的最大旋转能量与转动惯量、当前转速和最低转速有关。若风力发电机组增加的输出功率一定,则风力机持续释放能量的时间有其上限。因此,风力发电机组利用自身的转动惯量进行调频控制时,有上限时间的限制。通过建立高风速和低风速时的双馈风电机组释放旋转能量的传递函数模型,可计箅风力机转速降低至最小转速时所需要的时间。对于惯量控制稳定性的影响因素,可依据最小转速计算风轮的最大可利用旋转能量,以释放风力机旋转能量。
风力发电机组的运行状态不同,频率的支撑能力也不相同。在风力发电机组的频率控制过程中,通常也采用桨距角控和惯量控制相结合的方法。
光伏电站和永磁直驱同步发电机电磁功率由逆变器控制输出。逆变器通过调节其输出端电压适量的大小和方向来调整输出功率大小。正常运行时,逆变器通过负反馈控制不断减小输出功率与目标功率的偏差。逆变器的快速动作特性决定了输出功率的调整时间较短,即使在电网频率发生变化时,逆变器也能保证输出功率恒定,逆变器的这种工作特性决定了光伏电站和永磁直驱同步发电机的发电功率不受电网频率变化的影响。
2.2新能源发电的无功-电压控制
新能源场站侧的发电单元(风机和逆变器)和无功补偿装置具备无功和电压调节能力,
根据电力调度部门指令,新能源场站侧自动调节其发出(或吸收)的无功功率,控制并网点电压在正常运行范围内,其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求。
场站侧系统应充分利用场站侧发电单元和并网逆变器的无功容量及其调节能力,当并网发电单元的无功容量不能满足系统电压调节需要时,配置无功补偿装置,并综合考虑场站侧各种出力水平和接入系统后各种运行工况下的暂态、动态过程,配置足够的动态无功补偿容量。
场站侧无功电压控制系统能够协调控制发电单元和无功补偿装置的无功出力,在任何运行方式下,应保证其无功功率有一定的调节容量。
能够接收并自动执行调度部门远方发送的母线电压控制信号,协调控制机组和无功补偿装置的能力,能够自动快速调整无功总功率,动态的连续调节以控制并网点电压跟随电网调度部门的指令。新能源场站侧的无功电源包括发电单元(风电机组、光伏并网逆变器)和无功补偿装置,首先充分利用发电单元及分散式无功补偿装置的无功容量及其调节能力,仅靠发电单元的无功容量不能满足系统电压调节需要的,集中加装无功补偿装置并进行控制。
新能源场站参与电压调节的方式包括调节场站侧的无功功率和调整升压变电站主变压器的变比;场站侧变电站的主变压器应采用有载调压变压器。分接头切换可手动控制或自动控制,根据电网调度部门的指令进行调整。当发电单元和无功补偿装置的无功容量不能满足系统电压调节需要,可通过申请调整主变压器分头实现对电压的控制。
2.3新能源参与发电控制的潜力
2.3.1新能源发电单元的有功控制能力
目前关于新能源发电单元主要包括风电场的风力发电机组和光伏电站的并网逆变器,有功控制主要包括输出限制控制、平滑控制、爬坡率限制控制等。输出限制控制主要服务于电网调峰,一般是在出力过大以致威胁系统安全时不得已的“弃风弃光”之举;平滑控制主要用于维持新能源发电单元在小幅高频的天气波动下出力不变,只有在小惯性电网中,新能源发电单元的平滑控制才有必要考虑;爬坡率限制控制主要用于防止发电单元出力过快爬升带来电网过频问题。除此之外,还有一种主动控制—自动调频控制,即让新能源场站发挥类似常规调频电厂的作用,检测电网频率偏移,自动调整出力变化。显然,受风能和光照捕获极值限制,新能源发电单元只适合执行过频减荷;如考虑低频增发,则需始终运行于风光功率极值曲线以下,经济性较差。另外,受风光波动影响,新能源发电作为二次备用的容量可信度较低。就目前的技术条件来看,新能源发电作为调频电厂的代价很大,并非电网的优先选项。
2.3.2新能源发电单元有功控制方式
风力机的有功控制分为桨距角控制和转速控制。桨距角控制和转速控制均是通过改变风力机的风速一功率曲线来完成风能捕获的控制。
双馈异步发电机通过控制转子励磁电流的大小、相位和频率,进而控制定子侧输出的有功功率和无功功率。根据参考坐标的不同,双馈异步发电机的控制方法分为定子磁场定向控制和定子电压定向控制,忽略定子侧电阻后,这两种控制方法本质上是相同的。
双馈异步发电机输出功率的控制方法以连续控制为主,根据受控对象的差异,双馈异步发电机的控制方法分为间接控制和直接控制。间接控制和直接控制都是基于有功功率和无功功率解耦的控制方法。间接控制的控制对象为转子侧励磁电流,而直接控制的控制对象为定子侧电磁转矩。由于定子电阻的存在,双馈异步发电机在定子侧电磁转矩的控制过程中无法精确实现定子侧电磁功率的控制.可以选取电磁功率代替电磁转矩作为双馈异步发电机的控制对象。
与连续控制不同,双馈异步发电机还有离散控制方法。通过滞环比较定子侧磁链和定子侧输出功率与参考磁链和参考输出功率的偏差,选择转子侧逆变器输出的电压矢量,实现定子侧磁链和电磁功率的控制。
光伏电站的光伏电池板和永磁同步电机输出的电磁功率经过整流、平波后变成直流功率,直流功率经过逆变后注入交流电网。逆变器控制采用传统的空间矢量控制方法,通过控制逆变侧输出电压的幅值和相位,控制输出的电磁功率。
2.3.3储能设备的有功控制能力
目前,大型新能源场站侧可能配备的储能设备以高功率、大容量的电化学储能为主。受充放电次数限制,一般用于调峰。据统计,百兆瓦级风电场99%以上的波动在10MW左右。该容量已超出超级电容、超导储能等不受充放电次数限制的储能设备的常规容量,因此不宜采用储能设备协助新能源场站侧的调频。
3新能源发电功率自动控制的意义
我国风能和光伏资源丰富地区经济不甚发达,无法消纳大规模的新能源电力,导致大规模新能源接入后往往会增加电网调度难度,需要电网留有更多的备用电源和调峰容量,这必将给电网带来附加的经济投入,增加电网运行费用。
新能源并网运行带来的另一个问题是造成电网的转动惯量减小,系统的频率特性恶化。同步发电机组的转动惯量通过调速装置参与系统的频率调节,电网的转动惯量越大,则频率的调节特性越好。由于处于自治运行状态的风电和光伏缺乏针对电网频率变化的有功控制环节,并网运行后,电网的转动惯量减小,频率的调节特性变差。
3.1有功控制
由于新能源尤其是风电穿越功率极限的存在,电网接收新能源功率的能力受到限制,加之新能源发电功率的不确定性,使得有功潮流对电网的安全稳定有着一定的影响,所以穿越功率超过一定值之后,会严重影响电能质量和电力系统的运行。如果能对新能源发电功率进行比较准确的预测,则有利于电力系统调度部门及时调整调度计划,从而可有效地减轻或避免新能源对电力系统的不利影响,同时提高新能源在电力市场中的竞争能力,而且还可以减少电力系统运行成本和旋转备用,一定程度上提高新能源穿越功率极限,提高电网对新能源功率的接受能力,改善含新能源的电网安全可靠性。
新能源功率输出的波动幅度和电网内常规发电机组平抑波动的能力决定了新能源的穿透功率。通过建立电网内火电机组惯性环节、调速器和AGC的传递函数模型,可从备用容量的角度分析不同频段波动下电网能够承受波动的最大幅值,并根据电网容纳功率波动的能力,优化设计并网运行新能源的有功功率控制策略,提高新能源的穿透功率。
并网运行新能源的发电控制策略对电网的阻尼特性有影响,通过测量区间发电机的功角差,控制新能源输出的有功功率和并网节点的电压,可以抑制电网内区间模式的振荡,改善电网的阻尼特性。
加强新能源发电单元之间的联系,有利于实现新能源的常规电厂化运行。
新能源有功功率的调节速度相对于常规机组较快,并且能够实现输出功率在大范围内的连续调节。
新能源参与电网的二次、三次调频会造成新能源的功率损失,而利用电网内的常规机组提供系统的备用容量的方法也会增加电网的运营成本。当功率损失不大于电网增加的运营成本时,应当充分利用新能源完成电网的二次和三次调频。
3.2无功电压控制
建设自动电压控制系统,能对电网管辖的变电站和新能源场站实现自动电压控制,提高电网的电压质量,降低主网损耗,大大减轻人员的工作量。同时通过对新能源集中接入区域的自动电压控制,可以解决困扰新能源并网发电的电压瓶颈问题,为新能源的发展提供良好的保障。
4结束语
综上所述,新能源(风电、光伏)具备发电功率自动控制的可行性,对于并网新能源建立有效的发电自动控制既能够开拓电网接纳新能源的能力,拓宽新能源并网的瓶颈制约,又有利于在接入新能源并网后系统运行的安全和稳定性,无论对于电网还是新能源发电企业是双赢的局面。
参考文献:
能源双控制度范文篇8
【关键词】安全风机三专供电瓦斯
1使用三专供电的必然性
安全的高效发展一直是煤矿企业孜孜不倦的追求,但现实是依然存在许多安全事故影响着企业的发展,争夺着社会关注的眼球,特别针对特重大安全事故,更为社会所关注,每一次事故的发生都牵动着大众的心跳。其中瓦斯安全事故是每一发生就会造成重大影响的安全事故之一,它存在于任何一个煤炭生产环境,不同的仅仅是发生概率的高低,由此,在国家下发的《煤矿安全规程》中就做了详细的安全预防规定,在128条规定、129条规定和141条规定中,就针对掘进工作面的风机供电、控制以及瓦斯的排放做了详细并严格的规定,在模块式规章制度下,瓦斯安全理应有了有力的保障,可事与愿违,依旧避免不了瓦斯事故的发生,其中主要是存在于供电设施自身的操作管理上,因为停止风机的运转导致瓦斯的聚结,这种现象还是依然存在。所以我们要严格遵守瓦斯的排放制度要求,有效控制瓦斯浓度,这就需要做好风量的有效调控,提高通风设施的工作效率,减少可能导致瓦斯高浓度凝结的情况出现,根据安全监管部门的安全要求,就投入使用了针对掘进工作面的三专供电模式,并采用双风机双电源的方式。
2三专供电模式的简单诠释
在国家下发《煤矿安全规程》中的128条明确指出,在煤矿企业的掘进工作面在局部通风时,可以采用三专供电模式,何为三专?简言之就是利用专用变压器、专用开关以及专用电路进行供电。为了实现安全可靠的通风运行机制,在此基础上又实现了双风机双电源的管理方式,既工作面的主风机采用的是三专电源,而备用风机则采用的是工作面上的动力电源进行供电。
三专以及双电的投入使用,就可以实现通风的连贯性,也就是说当主风机正常运行状态下,工作面的通风是正常的,生产也是安全的,在主风机停止运转的情况下,所安置的备用风机就起到了其积极作用,并在工作面动力电源的带动下持续实现通风,这样就有效避免了工作面瓦斯凝聚的情况,促成了工作接续的有效执行,也避免了其它生产工序介入时影响供风状态的情形出现。
3存在的弊端
3.1主风机的正常运行,无检维修时段
在井下掘进工作面,是禁止无缘故停止风机的,这样就导致了主风机的连续不间断工作,没有合理的检维修时间段,可是对于任何设备设施,特别是电力设备,是需要定期进行维护保养的,除此以外在其它工作环节介入下也有可能导致风机的停止运行,此类情况的发生就造成了瓦斯的凝聚,也就很容易导致安全事故的发生。
3.2备用风机的运行状态
作为备用的风机设施,按照安全管理有关规定,在正常生产过程中,不可以投入使用,只有在主风机停止运行的情况下,才可以投入使用,这就在一定程度上对工作面的持续生产带来了一定的影响,并且其供电系统并不是稳定的电源供电,也就是说备用风机其实就是一种应急设施,此类情况下,是对设备设施的一种浪费,也是一种无形的磨损,而且不运行也不可能发现其自身状态是否良好,能否在紧急情况下直接投入使用,如果在主风机停止运行情况下,备用风机不能以良好的状态投入使用,这样的结果将是导致无法估量的损失。
3.3停断电程序繁琐
由于供电模式的复杂性,也直接形成了一套繁琐的电源控制模式,这就为控制人员提出了更高的要求,也给日常的维护及保养工作带来了一定的难度,如果发生了故障,维修困难程度也有提高。
4解决弊端带来影响的方法
上述的几种比较常见的问题,普遍存在于煤矿企业的井下现场,而如何解决这些问题给安全生产带来的问题,就依据实际生产环境出发,一切以安全生产为宗旨,总结出以下解决途径,这就不仅仅可以实现风机以及供电设施的正常检维修时间,主要是有效遏制了瓦斯凝聚的安全问题,解决途径主要是利用了双回路的供电理念,实现了双风机双三专电源体制。
在井下工作面变电所内,安装新的三专电源,与原有的三专电源形成双三专电源,形成相互独立的通风体系,但可以做到交替使用,替换原先给备用风机所配置的动力电源,这样就真正的实现了双风机双三专电源的通风供电模式,在正常生产状态下,可以利用双专电源的交替使用,为电源提供检维修时间段,也可以在主、备风机的交替使用,为主、备风机提供检维修时间,这样就可以做到在不停止正常通风,不影响正常生产的情况下,实现了主、备风机的有效交替,为通风设备设施提供了有保障的维护保养和维修时间段,没给安全生产提供了有力保障,基本实现了工作面的不间断生产。
在安全控制方面,根据现场实际需要,可以利用风电闭锁和瓦斯闭锁进行有效控制,其控制方式简单,管理上也较为方便,仅仅是在主、备风机进行交替使用时,闭锁控制也要随之切换,这样就需要在切换控制的中间环节中,安装一个可以有效切换的装置即可。由此,在日常管理上就减轻了人员负担,对于操作失误率也有所降低,基本解决了以上提出的安全弊端,消除了可能导致瓦斯恶劣事故的环节问题,完善了通风安全管理体系。
除此以外,也有利于正常管理人员的监测工作,方便管理人员观察以及记录风机以及电源的运转情况,在对于发生可能事故时,利用监控体系,可以有效监测瓦斯凝聚状态,从而做好紧急情况的处理补救工作,以免导致更恶劣的事故发生。
能源双控制度范文篇9
关键词:风力发电双馈型发电机控制铜耗最小化
中图分类号:TM614文献标识码:A文章编号:1674-098X(2015)07(a)-0221-02
近些年来,能源匮乏的问题受到了世界各国的关注,创造新能源来发电的技术是应对能源危机的最好途径之一,风力发电就是新能源利用的主要形式之一。其中,双馈型风力发电靠它出众的控制性能,成为了风力发电领域里被重点研究的对象。这些年来,已经有过一些文献研究了最大风能的捕获,比如:TSR和PSF等等。但由于控制TSR需要实时并且精确的测量风速,所以在实际的操作中会非常困难;而PSF虽然可以在不需直接测量分素的情况下捕获最大风能,但是它的精准度受到定子功率的影响和控制。虽然一些参考文献都想过用智能方法改进以上的问题,但顾此失彼,改进原来问题的时候却又忽略了双馈型发电机自身的工作效率问题。因此,该文在这些问题的基础上,提出了一种新控制策略――就是将发电机上的铜耗最小化的运行的发电系统,再输出最大的功率。
1风力机的特性
根据贝兹理论我们可以得出风力机捕获的机械功率是:
公式中,Cp为功率;A为风力机扫略的面积;ρ为空气的密度;υ为风速。从式中就可以看出来,在风速确定的情况下,风力机得到的功率要看功率系数的多少。而Cp为λ和β所得的函数,关系式为:
,
其中为尖速比,可表示为:λ。
公式中,ωt为风力机风轮的角速度;Rt为叶片的半径。
根据计算出的结果,我们可以看出来,当β渐渐增加时,Cp的程度明显下降,从而得到最大风能,β经常被设置成一个非常小得数值;而β在固定状态下,Cp的曲线在λ的变化下最的得到一个最大的数值――Cpmmx。和β=0°时的特性。
2双馈型发电机的最优化模型
2.1钢耗最小化的数学建模
如果双馈型发电机连接到无限极大的系统是,它的定子方和电压电流也按照发电机、转子方电压电流等惯例,我们假设定子的电压相量和d轴发生重合,可以得到发电机在d-p同步轴系条件下稳定的运行时电压和电流的方程式:
公式中,Ra、Rr为定子、转子电阻;Xm为定子、转子互相对抗;Xa、Xr为定子、转子全电抗;s为转差率;Umd、Umq、Und、Unq、Imd、Imq、Ind、Inq分别为电压、电流、下面标注d、q的就为d轴和q轴;下面标注s的为定子方的值;下面标注r的为转子方的值。
2.2捕获最大风能的模型
下面是双馈型发电机的定子,在有功率和没有功率时候的表现形式:
如果不考虑定子铁耗和转子的变频器损坏程度的话,那么双馈型发电机的功率关系是:
公式中,Pa为定子输出的有效功率;Pe为电磁的功率;Pcm为定子的铜耗量;Pm为发电机吸收的纯功率值;Pautgrid为发电机输给电网的功率;Pr为转子的有效功率。
为了能追踪控制最大风能,在上上个公式中的Pm应该等同于风力机输出的Ptnex。所以,我们可以根据风力机的最佳功率来给双馈型发电机的定子功率定成是:
3如何控制双馈型发电机的励磁
控制双馈型发电机的励磁主要是为了实现其转子电流达到要求的变化,更为了保证系统能得到最大的风能捕获和最小铜耗运行。
在双馈型发动机的定子和转子以及电压电流都合前面选择一样的化,那么它的方程式是这样的:
式中,Lm为定子和转子的互感;Lr为转子全自感;p为的是微分算子。
我们把前几个公式中定子和转子按照一定的方法带入的时候,为简单操作,抛去定子电阻不谈,那双馈型发电机的转子电压的解耦项还有补偿项为:
公式中得U′rd、U′rq分别为和转子的电流具有一阶微分的关系和转子电压解耦时的分量值;Ird、Irq又分别为转子电流的分量;urd、urq分别为消除转子的电压和电流交叠耦合时的电压补偿分量值;其中d=Lr-Lm2/Ls;e=Lm/Ls。这样做的好处就是:不但让控制简单化了,而且还确保了控制时的精确度和动态响应时的迅速特点。
用前面得出的一些公式再加上公式得出的励磁控制模板,我们就可以计算出双馈型发电机在最大风能捕获以及转化时的控制图。
根绝得出的结果可以看出,双馈型发电机运用的是转子电流关闭的方式。一方面运用以上公式得到捕获最大风能时的转子电流;另一方面,又得到了铜耗在最小化运行时转子的电流的d轴分量值的给一个定值――Irqopt。
和以往传统在采用功率控制策略的方法比较的话,现如今这个控制方法省掉了有功功率、无功功率的控制环节,控制的方法相对来说并不复杂。与此同时,这种方法不仅达到了最大风能的捕获,还讲电机铜耗最小化运行纳入考虑范围,有效地提高了风电系统的运行效率。
4双馈型风力发电机运行性能的仿真
若要验证以上的控制策略正确与否,最好的办法就是对其进行仿真。详细请见表1和表2。
双馈型发电机的转速在实验之初时,风速是9m/s,然后在第6秒时突然变成为12m/s,继而又在第10秒时又突然变成10m/s,在第14秒的时候又突然回到9m/s。
通过以上实验,可以看出,在控制发电机的铜耗得到最小化时,系统输出的电网功率高于其他。由此,得出结论:双馈型风力发电机在铜耗最小化和捕获最大风能时的控制,能有效的利用风能,提升发电体统的运行效率。
5结语
笔者在双馈型风力发电机的特点和数学建模的基础上。又提出了一种方法来捕获最大风能、最小电机铜耗。也通过大量的理论和实践、包括查找资料等等试验,达到了能使双馈型发电机的变速恒频最有效利用风能的方法。传统的方法需要实时的测量风速,而现在这种办法省去了这一操作,顺带也省略了控制功率的环节,包括结构的控制也相对要简单的多。
参考文献
[1]李辉,何蓓.双馈风力发电系统的最大风
能控制策略[J].太阳能学报,2008,29(7):797-803.
能源双控制度范文篇10
[关键词]双液动小绞车;钻机;应用
中图分类号:TE923文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)04-0009-01
引言:进入新世纪以来,我国的市场经济持续繁荣,现代化技术突飞猛进,对钻井工作提出了更高的要求。在钻井工作中,一方面要优化人力物力资源配置,降低工作人员的劳动强度,另一方面要实现自动化生产,提高钻井工作的效率。当前我国的钻机基本实现了自动化操作,但是距离现代化钻井设备还存在一定差距。在此背景下,将双液动小绞车应用在钻机中势在必行。
1小绞车在钻机中的应用
1.1双气动小绞车在钻机中的应用
首先,双气动小绞车可以应用在钻机中。小绞车分为很多种类型,不同类型的小绞车具有相同的职能,那就是用于吊卸工具、上下钻台等等。根据动力类型的不同,混合小绞车可以分为双气动小绞车、双电动小绞车和双液动小绞车等类型[1]。就第一种类型来说,分为三吨重和五吨重的双气动小绞车。一般来说,中小型钻机采用三吨重的双气动小绞车,大型钻机采用五吨重的双气动小绞车。除了混合类型外,小绞车还有单一类型,如气动、电动、液动小绞车等等。与混合类型的小绞车相比,单一小绞车的操控难度较低,保养维护也相对简单。混合小绞车不仅操控难度大,安装难度也非常大。
1.2双电动小绞车在钻机中的应用
其次,双电动小绞车可以应用在钻机中。这种类型的小绞车在钻机的初期配置中应用较为广泛,在后期的应用次数较少,这是因为双电动小绞车具有非常明显的缺点。一方面,双电动小绞车的安全性能较差,无法保障工作人员的人身安全。另一方面,双电动小绞车的随意性较强,安全风险很大。在设计钻机时,为了提高设计水平,保障设计质量,一般不会应用双电动小绞车。双电动小绞车的压缩功率很大,使用范围受到了限制。钻井工作具有复杂性特征,一旦出现雨雪天气,双电动小绞车就会出现电路受损、漏电放电的问题,加大安全事故的风险。
1.3双液动小绞车在钻机中的应用
再次,双液动小绞车可以用在钻机中。与其他小绞车不同,双液动小绞车具有极其明显的优势,动力源的可持续性也相对较好。具体来说,将双液动小绞车应用在钻机中,具有以下的几个优点:第一,双液动小绞车的体积相对较小,可以节省大量的空间[2]。第二,双液动小绞车的操控难度较低,安装起来非常便捷。第三,双液动小绞车的传递功率比较大,可以满足不同型号钻机的需求。当然,双液动小绞车也存在局限性,如管路的密闭性不好、容易出现渗漏问题等等。
2双液动小绞车在钻机中的工作参数和应用流程
2.1工作参数
在将双液动小绞车应用在钻机中时,首先应该确定双液动小绞车的工作参数。双液动小绞车的动力源具有可持续性的优势,因此在配置工作参数时应该以小绞车的动力源为基点,把小绞车的流量作为重点。双液动小绞车一般应用在吊卸钻具等工作中,如果液气大钳和小绞车同时运作,需要对小绞车的流量进行精确控制。在一般情况下,双液动小绞车动力源的额定流量为114Q/L°min-1,其工作压力为16MPa,其额定功率为37kW。就双液动小绞车的其他参数来看,工作人员需要限制小绞车的额定压力、减速比、输出转速、输出扭矩等等。只有把这些参数限制在标准之内,才能保证双液动小绞车职能的充分发挥。
在钻机中,一般是由两台小绞车同时工作,在此时可以采用一个串联的控制系统,对两台小绞车进行控制,这样可以避免分头控制所造成的流量增加。液气大钳可以为液动小绞车提供强大的动力源,在应用液气大钳带动小绞车的过程中,需要对液位进行精准控制,并设计一个排放口和自动开闸口,实现钻机的自动化运作[3]。
2.2应用流程
在钻机中应用双液动小绞车时,需要遵循以下的应用流程:第一,当对主路进行供油时,应该保证阀位的开启,并把液气大钳放置在阀门中间。在外界的压力下,油经过基础路线后会返回到油泵之中。在返回路径结束之后,可以改变操作阀门的位置,让油朝着相反的路径运行。在油路压力之下,卸扣会暂停运作,主阀门会开启,让油再次返回到油泵之中。第二,当对辅路进行供油时,应该保证辅路阀门的开合,应用双液动小绞车进行供油。在阀门通路的状态下,双液动小绞车可以到达中位。在连接阀门时,可以采用串联的形式,如果钻机停止运作,双液动小绞车将载油返回油箱。第三,当双液动小绞车位置出现偏移时,应该利用操作阀门,打开控制器,对双液动小绞车的路径进行控制。在制动作用下,双液动小绞车会先朝着正向运行,然后在自动反向工作,实现吊卸钻具等工作。第四,当双液动小绞车工作完成之后,应该增加油压,让油进入到返回路径之中[4]。单向阀可以避免泄漏,因此油泵的工作状态非常良好。双液动小绞车的安装比较简单,为了迎合双液动小绞车的工作要求,可以把油路串联,节省工作时间,提高工作效率。第五,当两台小绞车同时工作,应该把操作阀门进行并联,避免两台小绞车出现工作干扰。此时工作人员可以采用两个三位六通阀,并进行自动化钻机配置。第六,在应用双液动小绞车的过程中,应该保证各项设备的安全性能,对设备进行定期维护检查。比如,工作人员应该检查油箱,避免出现泄漏问题。工作人员应该查看主油路溢流阀和单向阀门,保证阀门开合的及时性。工作人员应该查看大钳马达的动力,最大化地发挥大钳的带动作用。
2.3应用实践
在上述应用流程的指导之下,可以将双液动小绞车应用在钻机中。以ZJ-15型的钻机为例,在进行安装的过程中,可以应用两台单一小绞车,也就是双液动小绞车。为了提供动力源支持,可以在一台小绞车上安装液气大钳,在另一台小绞车上安装外钳。在进行吊卸钻具的过程中,应该保证视野的宽阔性,把控制阀组安装在双液动小绞车的外侧,以此保证钻井作业的高效。
结论
综上所述,随着我国经济社会的不断发展,科学技术水平也在不断提升。钻井工作的难度很大,为了提高钻井作业的质量,可以将双液动小绞车应用在钻机中,降低操控难度、便捷安装流程、加大传递功率,以此收获良好的应用效果。
参考文献
[1]罗振兴.小绞车容绳量、钢丝绳平均运行速度及边缘高度差计算方法[J].科技创新与应用,2012,(28):109.
[2]田玉杲,田瑞臣,吕传方,郭风娟.井下小绞车钢丝绳定向装置的研制与应用[J].煤矿安全,2012,(05):37-38.
能源双控制度范文篇11
1主电路设计
图2所示电路为双管并联升压斩波电路主电路图,其中两路电路完全对称。电感起到储存电流能量和升压作用,Q1和Q2为功率场效应管(MOSFET)管,通过数字信号处理器(DSP)产生的控制信号实现导通与关断,从而让电感充放电,达到升压目的。二极管起到让负载的电流单向传输的作用,电容为滤波电容。由于电路完全对称,故以其中一路分析其升压电路原理。当Q1导通时,电源给电感充电,电感两端电压升高;当Q1断开时,电源电压与电感电压叠加,共同作用在负载上,同时给电容充电。由于二极管的单向导通性,当电池与电感的叠加电压小于电容电压时,电流并不能从电容流到电池,而是继续为负载提供电流。另外一路的分析类似,不同之处在于驱动信号必须实现互补,当Q2工作时,必须封闭Q1输出信号。电源电压在工作的过程中会发生变化,因此在主电路的输出加上电压检测单元采集电压信号,当输出电压波动时,改变相应控制信号的占空比以保持输出电压恒定。同理,电流检测以及控制回路可以实现更快的输出电流跟踪控制。
2控制电路设计
控制电路以DSP作为核心器件。DSP具有运算速度快,精度高,电路连接比较丰富等优点,广泛应用各种电气控制电路中。本文采用电流、电压双闭环控制电路,因此,需要采集负载的电流、电压作为控制量。信号经过DSP的AD模块采样、数字滤波和校正后,作为控制电路反馈量与参考电压信号进行比较,利用闭环比例积分控制器,对两路PWM波形的脉宽进行调整输出,从而改变占空比。DSP输出的PWM控制信号通常比较微弱,不能直接驱动MOSFET,必须经过TLP250隔离放大后,才能控制MOSFET开通和关断。
3软件设计
硬件电路必须和相应软件程序联合才能获得良好的效果。程序控制流程图如图4所示,本文采用双闭环比例积分(PI)控制策略,目的是为了让负载在启动或加速的时候,能够获得最大的响应速度,在最短时间内达到设定的电压值。当程序启动时,首先读取控制模式以判断PI控制是否进入恒压/恒流环。以恒压环为例,当进入恒压环时,DSP读取采集电压信号,并与设定的电压信号进行比较,经过PI控制算法运算后得出相应所需的PWM信号,从而对输出电压进行控制,达到稳压目的。
4实验结果
触发MOSFET管的两路PWM波周期均为40KHz,最大的占空比为45%,最小占空比为10%。两路波形的相位相差180度,从而实现了双管并联升压斩波电路的独立控制。双管并联升压斩波电路的控制波形如图5所示。基于TMS320F2808搭建控制电路的硬件平台,两路PWM波形发生器分别对应开关管Q1、Q2,每一路PWM发生器有对应的时间基准相位寄存器,通过对该寄存器的配置,可实现0~180度的移相。当电路的负载为大功率水泥电阻负载时,输入输出电压电流的测试数据如表1所示,从表中数据可以看出,在输入电压变化的过程,输出电压相对稳定,并且整个变换器的效率都在85%以上。通过示波器记录的输出电压波形如图6所示,可以看到,无论输入电压发生变化还是负载发生变化,输出电压都能保持恒定,纹波极小。
5结论
能源双控制度范文篇12
二灯二控开关接线图
其实就是双开单控开关。火线进两个开关的同名端,(使用短接线连接)其余的两个点分别接控制照明灯的一脚,灯的另一脚接零线。如果是采取传统的开关的话,想要把灯关上,就要跑下楼去关,采用双控开关,就可以避免这个麻烦。另外双控开关还用于控制应急照明回路需要强制点燃的灯具,双控开关中的两端接双电源,一端接灯具,即一个开关控制一个灯具。
双控开关就是一个开关同时带常开、常闭两个触点(即为一对)。通常用两个双控开关控制一个灯或其它电器,意思就是可以有两个开关来控制灯具等电器的开关,比如,在楼下时打开开关,到楼上后关闭开关。
双控开关怎么接线
1、将准备好的电线线头用镊子剥开皮,注意线头不可过长;
2、将开关左端与“L”端相连,开关右端与照明灯的一端;
3、线路接好后,在照明灯两端用绝缘胶带包裹住;
4、剩余的火线和零线连接到插头上。
双控开关安装要知道哪些
1、新房在开始装修之际,就需要设计出开关安装的高度,通常是离地面1.4m高左右,而且不能过于靠近大门,至少要保持0.2m左右。另外,对于插座的安装,不同用途高度是有差别,如空调插座高度需在1.8m左右,厨房用开关1.4m。
2、室内安装的电源线,是需要和开关插座保持一定距离,最好是将其控制在0.5m左右。而且电源插座在安装的过程中,要知道零线、火线、和地线,要是有一条线路接错,将会导致后期无法正常安全的使用。
3、如果是安装于卫生间或者阳台上开关,由于内部的水分是比较多的,因而最好是安装一个防水盒。当然也可以尽可能的将开关安装在卫生间的外面,这样就可以防止水蒸气弄到插座的孔中,从而导致不必要的麻烦出现。