水电节能方案篇1

随着节能降耗形势的进一步严峻，对跨省交易的能耗或节能效益进行评估与考核必将成为各省级电网面临的重大现实课题[6]。为此，考虑在区域市场通过跨省交易实现广域范围节能的角度，提出了区域节能电力市场(简称区域节能市场)新模式；同时在构建的区域节能市场模式下，考虑跨省交易的能耗评估建立了省级电网随机规划购电模型，以期为在区域市场开展节能降耗工作提供借鉴。需指出的是，本文重点以区域节能市场模式以及该模式下的购电模型进行讨论，但其基本思路可推广到跨省跨区交易的全国电力市场。

区域节能市场交易模式的构建

区域节能市场交易模式构建的整体思路。所建的区域节能市场与现有省内节能市场的不同之一在于其交易主体中含省级电网售电单位。由于省级电网售电单位其网内各机组在不同时段参与跨省售电时可能存在多种组合，其能耗水平具有一定的不确定性。由此，区域节能市场交易模式的建立将面临如下问题：1）区域市场交易机构如何设计区域节能市场的交易流程，以满足省级电网跨省交易的能耗评估和节能需要。2）在区域节能市场的交易中，各省级电网售电单位如何申报其能耗水平，以实现其省内省外能耗的分割。3）区域市场交易机构如何确定跨省交易边际能耗水平限制值，以提高区域市场整体的经济与节能效益。4）如何评估区域节能市场中省级电网跨省交易的能耗与节能效益。为此，本文重点对包含上述4个问题的区域节能市场交易模式展开研究。

区域节能市场跨省交易的基本流程设计。与省内节能市场将售电单位的能耗作为公开数据不同，本文将区域节能市场中各跨省售电省级电网申报的能耗水平在交易前作为保密数据(可直接参与跨省交易的机组其能耗水平仍可作为公开数据)，采取交易后再公开其能耗水平的思路。通过市场竞争实现能耗水平的优化，同时降低能耗水平的全部公开引起各售电单位投机性报价的可能性。为此，重点以跨省售电省级电网为例，对区域节能市场跨省交易基本流程设计如下：1）首先，各省级电网根据自身网内剩余的可竞价交易发电能力(某些高能耗机组具有剩余发电能力，但无竞价交易资格)、预测的区域市场负荷需求以及跨省交易能耗水平准入条件，各自独立组织本省具有富裕发电能力的机组参与跨省售电；然后，统一以模式作为区域市场的一个售电单位申报跨省交易的电价、电量以及能耗水平信息。2）区域市场交易机构得到各售电单位申报的上述交易信息后，确定最低的能耗水平约束值作为区域市场跨省交易能耗水平准入条件，以确定具有跨省交易资格的售电单位。3）区域市场交易机构在已确定的具有跨省售电资格的售电单位中，结合各购电单位的申报电价、电量信息，按照区域市场交易规则以及安全校核[11]，确定交易成功的购售电方。4）交易成功的购售电双方签订电能交易合同，评估计算出各交易合同中的能耗或节能效益，将售电方的能耗或节能效益折算到购电方。

省级电网跨省售电能耗水平申报值的确定方法。为实现省级电网跨省售电时省内省外能耗的合理分割和确定省级电网跨省售电的能耗水平，本文提出了各省级电网跨省售电时能耗考核“省内较省外优先满足”的思路。从区域市场的角度，各省级电网均是在满足自身负荷平衡之后，如果各统调机组还有富裕发电能力(还需满足一定的跨省交易能耗水平准入条件)，才能采取省级电网模式跨省售电[10](具有直接参与跨省交易资格的统调机组除外)。可见，电能交易计划具有省内较省外“优先满足”的特点。从节能降耗的角度，各省级电网均优先安排水电等绿色能源发电，再按能耗水平由高到低排序确定火电等机组发电，以最大化提高本省的能耗水平与节能效益[4-5]。综上分析，考虑节能降耗与区域市场的结合，本文提出能耗考核省内较省外“优先满足”的思路：各省级电网跨省售电时，根据节能调度排序的思路对自身所有具有竞价交易资格(部分高能耗机组只具有计划分配电量资格，而不具有竞价交易资格)的发电机组按能耗水平排序[5]，排在满足本省负荷需求之前的竞价机组就为各省省内交易计划的发电机组(也就对应该省省内交易能耗水平考核对象)；而排在本网负荷需求以外的竞价机组就为该省级电网跨省售电电能来源，该部分机组对应跨省交易电量的平均能耗水平就为该省级电网参与跨省交易的能耗申报水平。由此，为提高跨省交易的能耗水平竞争优势，跨省售电省级电网会在预测区域市场能耗水平约束值基础上，在省内理性设定能耗水平，以限制部分具有竞价资格的高能耗机组参与跨省售电，从而实现跨省交易能耗水平的整体提高。

跨省交易边际能耗水平约束值的确定方法。为提高区域节能市场跨省交易经济效益和节能效益的综合效益，本文在对区域市场跨省交易边际能耗水平约束值的确定时，提出了采取跨省交易各售电单位申报的总容量充足率指标[13](bidsufficiency，BS)达到125%时的边际能耗水平，在此基础上再将能耗惩罚的模式应用到所建的区域节能市场模式。现有文献在对市场交易中的能耗水平约束值进行选取时，多采用在无约束的能耗总量(一定时期)或能耗率的基础上降低一个百分点[3]、政府下达的能耗水平[3-5,8]作为选取标准。这些能耗水平约束值的选取获得了较好的节能效益，但没有兼顾市场竞争的需要。根据美国加州电力市场多年运行经验，当市场中各售电单位申报的BS大于125%时，可认为市场竞争比较充分，售电单位的市场投机行为概率较小[13]。为此，本文对申报参与区域节能市场交易的所有售电单位按照能耗水平由高到低排序，并依次统计总申报容量。为确保区域市场的安全运行，区域市场规定跨省交易电量与电力具有确定的函数关系[10]，当售电单位申报的是电量信息时可转化为相应时段的容量信息。当申报总容量累计达到跨省交易需求容量的125%时，其对应的售电单位就可确定为跨省交易边际售电单位。该单位对应的能耗水平就为跨省交易边际能耗水平约束值，低于该能耗水平的售电申报单位，则不具有售电资格。所提的区域节能市场能耗水平约束取BS为125%时边际售电单位能耗水平具有一定经济上的合理性，但同时也可能给低价高能耗售电单位(也满足BS为125%时能耗水平要求)创造较大的竞价空间，有可能造成区域市场节能效益不明显。为此，本文将能耗惩罚节能模式[8]应用到所提的区域节能市场中。具体如下：在市场结算时，由区域市场交易机构向各售电单位全电量加收其超标能耗的外部成本，使跨省交易售电单位在参与市场交易时其报价中包含交易电量超标能耗的外部成本。由此，在满足区域节能市场能耗水平约束值基础之上，在售电侧形成有利于节能减排的竞争格局。

考虑跨省交易能耗评估的随机规划购电模型

在构建的区域节能市场模式下，由于跨省交易的能耗由购电单位承担，参与跨省购电的省级电网在该市场模式下如何实现经济和节能效益的最大化就成为关注的焦点。由此，重点以省级电网月度典型负荷状态(峰、平、谷)参与区域节能市场购电时的单购电方情形建模。在构建的区域节能市场模式下，由于其交易管理机构对各售电单位收取了超标能耗惩罚折价(此时网内机组也需考虑超标能耗惩罚折价)，各售电单位申报电价中自然包含了能耗水平的差异信息，且其超标能耗已折算到了内部成本的同一度量平台。由此，省级电网在参与区域市场交易的购电模型可理解为是经典的购电费用最小组合优化问题在区域节能市场中的延伸[14-15]。而模型还需重点考虑跨省交易电力电量函数关系约束以及跨省售电单位边际能耗水平约束。另外，现有节能市场模式下其购电模型均属确定性的节能模型[3-8]。而实际节能市场环境中市场电价、水电(或风电)生产、负荷需求均具有一定随机性。对市场电价随机性带来的风险价值，鉴于半绝对离差(semi-absolutedeviation)半方差风险向下的概念能够体现风险的本质[15]，可选用半绝对离差来度量购电组合的风险价值。对水电生产与负荷需求的随机性，如果要保证所有随机状态对应的交易方案都满足购电单位的负荷供需平衡,购电方案会过于保守，可采用含随机变量的机会约束来描述负荷供需函数关系。由此，模型可在含机会约束的随机规划理论框架下建模。不失一般性，为突出重点模型还作如下简化：1）市场电价、负荷需求均服从正态分布，水电生产服从均匀分布[9,14]；2）忽略网络安全问题与跨省交易输电费用；3）年度购电计划在该月的分解计划已经完成，模型中不再单独表示。

针对所建的含机会约束的随机规划模型，因很难将机会约束式(7)(8)转化为确定的等价类，故可采用内嵌蒙特卡洛随机模拟技术的遗传算法求解[16]。为满足实际交易中购电单位对风险偏好的要求，可先将各目标函数处理成同一数量级后，再根据购电单位对风险价值的偏好程度采用线性加权和法将其转化为单目标[17]。

以2010年6月某省级电网在区域市场购电的基础数据为例，仿真验证所建区域市场节能模式以及购电模型的有效性。该电网月总预测需求电量为5.572TWh，标准差为0.0820TWh；峰、平、谷电量比为15:10:6；水电电量为0.700~0.728TWh(均匀分布)；省内火电平均煤耗率为340.0g/kWh，边际煤耗率为348.0g/kWh，电价均值为0.432元/kWh(不含超标能耗惩罚折价)，电价标准差为0.030元/kWh；区域市场售电单位包括A、B、C、D和E共5个。其中A、B为独立水电厂，C、D和E为以模式跨省售电的省级电网，各售电单位交易基础信息见表1。设定区域市场社会基准煤耗率为280.0g/kWh、国际市场煤价为200USD/t、人民币与美元汇率为6.80元/USD[8]。利用上述基础数据设计以下4种方案对该月峰、平、谷各典型状态下该省级电网参与区域市场交易的经济效益与节能效益进行评估，最后汇总月交易数据。风险价值权重取0.30[17]，各机会约束置信水平均取90%。方案1：不考虑跨省交易边际能耗水平约束以及超标能耗惩罚折价，且不考虑市场电价、水电生产以及负荷需求的随机性。方案2：在方案1的基础上，采用文献[6]提出的能耗约束交易模式。能耗水平约束值取购电单位边际能耗水平。方案3：在方案1的基础上，采用所提的区域节能市场模式。能耗水平约束值取区域市场BS为125%时的边际能耗水平，同时考虑超标能耗惩罚折价方式。方案4：在方案3的基础上，进一步考虑市场电价、水电生产以及负荷需求的随机性，同时考虑机会约束。

区域节能市场模式对购电决策的影响分析。方案1—4仿真得到的售电单位组合以及对应的电量、煤耗(峰荷状态)如表2所示。月总购电经济效益、节能效益如表3所示。在表2中，方案3较方案2多售电主体D，由此说明，在构建的区域节能市场中跨省交易边际能耗水平约束值取BS为125%时的能耗水平较采用购电单位边际能耗水平值[6]会使市场竞争更加充分。在售电单位C、D均具有跨省交易资格的方案1、3中，方案1按照传统内部成本报价时售电单位C申报电价较D高。采用了超标能耗惩罚折价的区域市场交易模式后，由于C的能耗率远低于D，使得C的报价反而较D低，从而使得方案3较方案1优先购买了C的电能。可见，在市场交易中考虑能耗惩罚具有引导低能耗率售电单位向更具交易优先权方向转化的作用。在表3中，方案3(本文所提的能耗约束与能耗惩罚相结合的新方法)较方案1(传统纯市场模式)多支出0.1295亿元，该费用可购0.9522万t煤，但实际多节能1.787万t煤。方案3较方案2[6]少节能0.5875万t煤，但少支出0.133亿元，该费用可购0.978万t煤。显然，方案3更兼顾了经济与节能效益的统筹社会福利最大。

综上所述，在节能环境下对区域市场跨省交易的能耗进行评估和考核，能够更加有效促进资源在广域范围的优化配置。在市场交易中采用能耗约束与能耗惩罚相结合的新方法，能更好兼顾市场竞争以及能耗考核的双重需要。3.2.2考虑跨省交易能耗评估的随机规划购电模型的有效性分析由表2可见，在构建的区域节能市场环境下，方案4(本文所建省级电网随机规划购电模型)考虑了市场电价、水电生产以及负荷需求的随机性后，能够给出满足符合供需平衡置信水平要求的最小风险价值。虽然其节能与经济效益在一定程度上较方案3有所降低，但这真实反映了电力市场的随机性与风险价值的本质，符合购电单位购电决策的需要，其模型具有实际意义。另外，所建的省级电网购电模型中还考虑了实际跨省交易中电力电量具有确定函数关系的特点(该函数关系区别于省内交易时电力电量的弱耦合关系特点)，从而使所建的购电模型能够适应区域节能市场跨省交易的能耗评估的实际需要。

区域节能市场模式以及该模式下省级电网随机规划购电模型的普适性、实用性讨论。鉴于单个算例并不能完全体现所建区域节能市场模式及该模式下省级电网随机规划购电模型的普适性以及实用性，为此讨论如下：

1）首先采用能耗约束模式(BS为125%时的能耗水平)淘汰高能耗售电单位，然后再以超标能耗的惩罚折价体现低能耗率售电单位的交易优先权。上述两种节能模式的结合还进一步考虑了区域市场区别于省内交易的能耗评估与交易规则特点，故所建区域节能市场模式较省内节能市场模式更具普适性。

2）所提区域节能市场模式实现了与现有交易规则的有效衔接，具有较强的实用性。但在实际应用时还需进一步参考各市场的发展成熟度以及节能降耗工作的进展(如高能耗机组淘汰进程)，以提高该方法的实用性。

3）在区域节能市场存在多个购售电方时，结合各购售电方交易电量的结算[10]以及售电方能耗水平的确定，可实现区域节能市场能耗以及节能效益的整体评估。

4）对跨省售电的省级电网而言，可利用所建的购电模型在考虑售电收益后，在一定能耗水平条件下购买省内机组的富裕电能参与跨省售电。此时，该省级电网类似中间交易商的角色，在获得经济效益的同时需承担由于区域市场电价、负荷等随机性带来的收益风险。

5）区域市场节能考核管理机构对跨省交易的节能效益进行控制时，采用式(2)对区域市场的各交易方案的节能效益进行评估。利用评估结果可采用以下两种手段实现节能效益的控制：①在BS为125%的基础上调整区域市场跨省交易能耗水平约束值；②调整售电单位能耗惩罚折价[8]，实质是调整区域市场交易中经济效益与节能效益之间的权重。

水电节能方案篇2

关键词：供水系统情调节方式节能选择

1系统的调节方式

1.1关闸调节和变速调节

送水泵房的任务是要满足管网中用户对水量、水压的要求。在管网中无水塔或高位水池的情况下，任何时刻二级泵站的供水量应等于用水量。由于管网用水量每时每刻都在变化，而水泵的搭配和分级是有限的，因此需对管道或水泵进行调节以满足用户水量、水压的要求，关闸调节和水泵变速调节是两种有效的调节方式。关闸调节使能量浪费在闸门上，由于送水泵房运行费占水厂制水成本的50%以上，因而能量的浪费很可观。一般来说，水泵变速调节和关闸调节相比，能量节约了14.1%。

1.2水塔或高位水池调节

水塔或高位水池调节是传统而有效的调节方式。当管网中建有水塔或高位水池时，二级泵站每小时供水量可不等于用水量，但每天总供水量仍等于用水量。此时，水泵工作分为二级到三级。只要选泵合理，可使水泵一直在节能状态下工作。因而，水塔或高位水池调节不会引起水泵能量的浪费。

从以上分析可知，水泵变速调节只是系统的一种调节方式，同水塔和高位水池调节相比，它可以省去水塔或水池，但要求泵站和管网按最高日、最高时流量设计。同时，清水池的容积也要比水塔或水池调节时大。另外，先进的调速设备如变频调速设备一般需要进口，价格较为昂贵。因此，到底采用那种调节方式，需通过技术经济比较后才能确定，不能盲目认为变速调节就一定节能。例如，当管网中水塔和水池的调节容积足够时，使用变速调节并不能起到节能目的。2水泵调速的节能原理

由离心泵的基本方程式可知，水流通过水泵时，比能(扬程)的增值与叶轮的转速和外径有关。降低转速和减小轮径，都可以降低水泵的扬程。这一原理是水泵调速的理论基础。

水泵装置的工况点是指水泵供给水的总比能与管道所要求的总比能相等的那个点(见图1)，也就是水泵特性曲线(曲线①)与管道特性曲线(曲线②)的交点，如A点。当水泵特性曲线和管道特性曲线改变时，都会引起工况点的转移。

对定速泵来说，当流量由QA变为QB时，水泵特性曲线①不变，管道特性曲线变为曲线③，工况点因此成为C点，相应的扬程为HC。对变速泵来说，如要求流量由QA变为QB，可通过改变水泵转速，使曲线①变为曲线④，此时管道特性曲线仍为②，工况点则变为B点，对应扬程为HB。因此，直观地说，变速泵节约的扬程为(HC-HB)。当然，选择水泵时应校核水泵的调速范围是否合理。

3设计举例

3.1定速与调速节能比较

某水厂设计规模20×104m3/d，24h逐时用水量变化资料已知(见图2)。根据管网平差结果，要求该水厂出水水压满足：

H=40+1.8Q2

(1)选SULZER501—500泵(n=1470r/min)3台。方案1为全部采用定速泵，方案2采用2台变速、1台定速，比较两方案节能效果。

从泵谱图上求得泵特性曲线方程为：H=81-17Q2

(2)则二泵并联后特性曲线方程为：H=81-4.25Q2

(3)三泵并联H=81-1.9Q2

(4)分别联立(1)(2)、(1)(3)、(1)(4)得出：

Q1=1.477m3/s=5316m3/h

Q2=2.6m3/s=9372m3/h

Q3=3.33m3/s=12000m3/h

因而，对方案1，按以下原则调度：

Q≤Q1时，开泵1台；

Q1

Q2

对方案2，则按如下原则操作：

Q≤Q1时，开变速泵1台；

Q1

Q2

利用用水量逐时变化资料，计算每一时刻各方案所消耗的电能。

方案1某小时所耗电能为：

(5)方案2同一时刻所耗电能应分为两部分，即定速泵耗电加上变速泵耗电，即：

(6)经计算，方案2比方案1节能14.1%，每年节电205×104kW*h。

本设计需要的最大调速比：

3.2水塔与泵调速节能比较

泵调速范围为1156～1470r/min。若系统中水塔或高位水池的调节容积足够(经计算，调节容积需大于13100m3)，假定管路系统不变，水泵分两级工作。20时至次日5时一级供水，供水量为5560m3/h；5时至20时二级供水，供水量为1×104m3/h。选取SULZER602—720泵(n=980r/min)2台，水泵叶轮切削一档，泵特性曲线方程为H=106.5-26.7Q2。一级供水时开泵1台，工况点为(5560，44)；二级供水时开泵2台，工况点为(10000，55)。

经计算1d内能耗为：33285(kW.h/d)

可见，经水塔调节后耗能比变速调节还要少921kW.h/d。4结论

①水泵变速调节是一种有效的调节方式，节电效果明显。但应通过经济技术比较后才能确定是否选用。

②当管网中有水塔或高位水池时，应充分利用这些调节构筑物的调节能力。

水电节能方案篇3

1水利工程的电气节能设计

水利工程设计中做好相关的电气节能设计能够有效的降低电气能源的损耗，节能设计的效果直接影响着水利工程的运行效率。水利工程电气节能设计的质量直接关系到整个水利工程的质量，因此一定要重视对于电气节能的设计。在水利工程电气节能设计时一般从以下几个方向入手：

1.1选用节能变压器

在水利工程节能设计的过程中首先要做的便是变压器的节能设计，在水利工程中变压器的选用合理与否会直接影响到整个系统的节能效果。选择节能变压器能够有效的降低能源的消耗，并且其还能够有效的降低变压器工作时产生的噪声，具有较强的抗冲击性，并且质量相对于传统变压器而言要更轻。节能变压器的使用能够有效的降低系统能源的消耗，并且还能够降低污染的排放，因此在水利工程电气节能设计的过程中一定要选择合适的节能变压器。新型节能变压器与普通变压器相比空载损耗和负载损耗都有很大程度的降低.

1.2电源开关方面的设计

在进行节能设计时做好电源开关的节能设计对于整个水利工程的节能设计显得极为重要。电源开关直接影响整个系统的能源供应，传统的电源开关在使用过程中不仅仅会产生较大的噪声还会产生一定的开关损耗，导致了开关的频率不断增高。在进行电源开关设计的过程中应当以软开关技术为主，将设计的中心从硬开关设计上转移到软开关设计上，充分利用软开关技术来降低电源开关的能耗。

1.3供配电系统方面

在水利工程节能设计的过程中应当注意供配电系统的设计，在进行供配电系统设计时一般而言应当按照相关的区域用电负荷分布以及用电的负荷等级、用电的负荷容量与设备的性能来进行相关的供配电设计，确保在进行供配电系统的设计时设计的科学与合理。在进行供配电系统的设计时应当确保系统内能源的消耗降到最低，确保系统运行的经济效率。一般而言，在进行水利工程电气节能设计供配电系统的设计时主要从以下几方面进行考虑：（1）在进行供配电设计时应当充分的考虑区域用电状况，基于区域用电负荷分布以及用电的负荷等级、用电的负荷容量与设备的性能来进行相关的供配电设计。（2）供配电系统必须可靠简单，尽可能将因过多电压等级所出现的电能损耗减少，按照较为集中的负荷分布特点，择取节能型的变配电装置，最大限度的防止多级供电的设备损耗。（3）应当尽可能使变配电所的位置与负荷中心相接近，对供电网络合理的进行分布，在合理的范围内控制低压供电半径，以此将线路电压损失减少到最小，确保供电线路所产生的电压损失与规范的允许值相满足，促进供电网络运行效率和供电质量的提高。

2水利工程电气节能设计中存在的问题

水利工程的电气设计直接影响着水利工程运行的经济效率与节能效果，因此一定要重视相关的电气节能设计，但是在实际的设计过程中却存在着较多的问题，导致节能节能效果受到了较大的影响。

2.1水利工程电气节能设计制度的缺失

在水利工程的电气节能设计过程当中，往往会出现规范性不足、一致性较差的文件，与之相配套的制度规章也缺乏必要的完善性。在工程实际实施过程中，导致许多的施工单位进行水利施工时只考虑自身单位的需求，造成工程电气质量不够统一。

2.2节能产品落后

在进行水利工程的电气节能设计的过程中往往会根据设计的需要采用各种不同的节能产品，但是目前，我国很多领域的节能产品设计都不完善，甚至都不存在相关的节能产品。目前我国已经开始重视相关工程的节能设计，因此在进行工程的节能设计时投入了大量的资金，但是取得的成果却并不大。这是因为很多的管理人员自己挪用资金，并且为了降低工程成本使用常规产品来替代节能产品。不少管理人员甚至以一些已经应当淘汰的产品来作为常规的设备使用，而这些设备不仅仅不具有相应的节能效果，反而会产生较大的能耗，导致水利工程的电气节能设计一直不理想。

2.3设计人员节能意识不够

在进行水利工程的电气设计时，部分设计人员关注的更多的是系统的整体功能设计，而忽略了节能方面的设计。这样一来在设计完成以后尽管其能够提供正常的功能，却无法达到节能的目的。在设计时设计人员尽管十分重视相关的功能设计，但是在设计时其所考虑的仅仅是工程的设计规范与设计要求，而忽略了周边环境与使用因素的影响。这样一来导致水利工程在完工以后尽管也具有相应的功能，但是由于设计时没有考虑周边用户的需求，导致在进行用电的供应时存在较大的问题，周边环境的企业、居民需要用电时带来了一定的不便，从而使得工程设计存在了不合理。

3水利电气工程优化节能设计优化策略

3.1全面把关，强化质量管控，提升人员综合素质

在进行水利工程电气优化设计时首先要做好相关的设计方案，而优秀的方案设计离不开经验丰富的设计人员，方案的顺利实施离不开基础技能与知识扎实的工作人员。因此在进行相关的水利工程电气优化设计时首先要把握的便是工作人员的个人素质。在进行水利工程电气优化设计的过程中选择经验丰富的设计人员进行相关的方案设计，在设计完成以后做好相关的方案可行性分析，在确认了方案可行以后安装方案的设计进行施工。施工人员应当具有相应的施工经验，不能够随便寻找普通的工人，应当保证施工人员具有相应的从业资质证书。相关的管理人员除了应当具有足够的管理经验以外还应当具有良好的个人素质有道德品质，能够在金钱面前坚持自己的原则，以工程质量为最终的追求。

3.2做好数据资料的收集与管理

在进行水利工程电气优化设计之前首先要做的就是对于工程项目的资料收集，在进行设计之前首先要了解设计区域的具体状况，工程的具体规模与准确参数，只有这样才能够确保相关的设计具有合理性，而不是纸上谈兵。只有基础现实参数的设计才具有一定的可实施性。对此应当在设计之前对于工程项目的具体参数与资料进行收集，对于工程所在区域的气候、水文、地质等环境数据进行具体的调查分析，确保得到准确的数据。对于工程要求的相关节能要求、抗震指数等通过相关的计算与设计在方案中体现出来，从而最大程度上实现相关的设计要求，使得设计方案更加的准确可靠。

3.3实施勘察设计有效招投标管理

为提升设计水平，应积极履行勘察设计的招投标管理，通过优选设计机构履行招投标管理制度。目标在于通过竞争管理制度有效的预防专业垄断，并可借助招投标管理选择资质最为优秀、信誉良好的施工方实施工程设计，预防设计机构独大问题。再者，可令设计方形成危机意识，并激励员工产生主动性积极性，精心做好方案的优化设计。一旦设计方案完成，则应利用专家会审做好评估与审核。对没有满足要求，设计质量不高的设计方案应重新提案，进而提升质量管控综合效益。

4结语

水利工程电气优化设计时一项极为复杂的工程，要想做好相应的优化设计不仅仅要做好工程的具体设计，在工程的前期准备阶段开始就应当重视相关的设计，从工程的资料收集、项目设计、工程施工到后期的使用与维护每一个阶段都应当重视相关的节能设计。相关的设计人员在进行项目的节能设计时应当对设计方案进行慎重的对比分析，从可行性、安全性、可靠性与经济性等多个方面入手，全面实现水利工程电气设计的节能化设计，从而降低系统的损耗，实现整体的经济化与效率化运行。

作者:杨依东单位:怀化市水利电力勘测设计研究院

参考文献:

[1]王丽花.水利工程电气节能设计问题与思考[J].中外企业家，2013（10）：223.

[2]黄庆.水利工程电气节能设计问题与思考[J].建筑工程技术与设计，2015（11）：119~120.

[3]王红星.关于水利工程电气节能设计问题与思考[J].科技风，2014（19）：156.

水电节能方案篇4

关键词：水电工程；节能；设计

中图分类号：tu201文献标识码：a

前言

人类不断在发展，地球上能源就会被不断消耗。但是由于人类忽视了能源危机的问题，在21世纪的今天将会面临着极为严重的能源枯竭问题，所以必须要节约能源以保证我国的经济能够又好又快发展。水电工程是我国能源消耗比较大的几个工程之一，据统计我国水电工程每年要消耗大约4000亿千瓦时的电能，降低水电工程的能耗加快推进工程中电气节能的设计进程，是我国当前需要解决的主要问题。

1现阶段我国水电工程节能设计存在的主要问题

在水电工程中，电气的节能设计可谓是重中之重。虽然新建的水电工程当中采用了很多新的节能设备和节能技术，但是在当前的节能设计中还存在着很多不足。例如，缺乏专业人士对设备后期的维护、员工对设备的运行状况不了解等。若是不能从根本上解决这些问题，那么电气节能也只是空谈。

现阶段的水电工程中节能设计主要存在以下3个方面的问题。管理制度不完善。由于在制度上存在漏洞各个工程队在施工时只是注重自己工程部分的质量，而忽略了整体的规划，使得每个工程队在落实电气节能设计时不能达标。节能设备的使用过于落后。水电工程遍布于所有的施工项目中，由于施工企业为了谋求私利增加自己的收入，常常使用已经被淘汰或者质量不合格的设备，不仅不能节能还浪费了大量的能源。节能设计人员缺乏节能意识。在很多设计中节能设计人员为了追求经济效益，忽略了工程整体的节能效果，以至于工程验收阶段或者使用阶段才发现设计不合理，节能水平不达标等问题。因此，节能设计人员一定要肩负起自己的责任，不能贪图小小的利益而破坏了工程的整体质量。

2电气节能设计的基本原则

任何工程在施工过程中都要遵循一定的原则，只有按照合理步骤来做才能最大程度达到节能标准。总体来说水电工程中的电气节能应以“满足特定需求、满足环保要求、经济预算合理”等原则，切记不顾工程的实际情况盲目使用节能设备，最终导致得不偿失的结果。下面将会系统性的介绍电气节能设计的基本原则。

2.1节能设计需满足特定的功能

设计人员进行节能设计时，应该注意设计方案能否满足工程基本功能。例如，设计人员在选择电动机功率时，不仅要保证电机能够节能，同时还要求电机能够满足工程的基本功能，如果电机连正常工作的能力都没有就更谈不上节能了。所以设计人员在考虑节能的时候一定要先考虑电机能否满足工程的基本要求。

2.2节能技术等的绿色环保

电气工程中的节能设计不仅要保证电气设备的节能环保，还要依靠技术的节能。设计人员应该先考虑工程中是哪个部分在耗能，再针对这个耗能部分选择合理的节能技术去解决实际问题，不能盲目选择节能设备和节能技术，这样不仅达不到节能反而会增加设备的能耗。

2.3节能设计要保持经济上的合理

节能的根本目的就是要减少经济投资成本，所以节能的设计环节一定要保证科学、合理。节能设计人员要制定出切实有效的方案来节能，不能只是为了节能而节能，最终设计的节能设备或者工程不达标，导致经济上的更大花销。例如，1台高质量节能变压器，在业内有着良好的工作口碑，但是由于工程的局限性，引入该变压器并不能让工程达到节能的水平，最后的结果也是工程设计不能达到节能水平。

3电气节能设计的具体实施方法

电气节能设计中，选择合理的节能措施和节能设备对整个工程的节能来说显得尤为重要。良好的节能措施不仅能从根本上提高企业的经济效益，还能大幅降低企业的能耗。

3.1合理选择、布置电力设备

在节能设计中，设计人员应该选用环保型的电力设备，最需要慎重考虑的部分是变压器和电动机的选择。电动机应该选择效率高、损耗低、重量小、噪声低、抗冲击力强的。选择的变压器还能满足减少二氧化碳等温室气体的排放量低的特点。设计人员在选择适合工程的电力设备之后还要合理布置电力设备。基本原则是在满足工程工作的需求的基础上，尽量简化布置电力设备

的步骤。例如，电力设备通过良好的摆放方式也能够节约能源的消耗。

3.2合理选择供电方案

水电工程中的节能设计除了要选择合理的设备之外，还要选择合理的供电方案。合理的供电方案可以让电气设备以最佳的运行模式运行，这也是节能设计中的重要一环。那么合理的供电方案应该满足什么基本原则呢？供电系统的设计要简单并且安全可靠，不能出现变电级数过多而造成的能源消耗过大；要根据实际情况，明确的标出电机的工作范围，避免因供电半径过大造成的能源的浪费。

4结语

水电工程中的节能设计是潜能无限的，节能设计可以贯穿整个项目的科研、设计、施工、建设、后期维护、使用等阶段。在节能设计中应该注意的是，电气设计人员应该改变现有的工作原则，先以电气节能为主要工作重心，并时时牢记自己的责任，在节能设计中不断优化自己的方案，从设计的安全性、可靠性、经济性等原则进行综合考虑，选择既能满足工程要求又能最大限度节省能源的方案。除此之外，设计人员还要了解电气设备的原理、工作特性，要尽量选择能耗低的电气设备，从根本上解决水利工程中的电气节能问题。

参考文献

[1]尹忠东.可持续发展战略中的电气节能技术[j].电气时代，2006（1）.

水电节能方案篇5

【关键词】中压，变频，节能，新型，电子技术

中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：

一、前言

变压式变频器技术的发展要追溯到上个世纪八十年代了，经历大约三十多年的理论专研，实验设计研发以及最终的实践应用，终取得突破性进展。随着近些年来新出现的电力电子器件与高性能微处理器，以及深度完善的控制技术的发展，变频器的性价比逐渐增大，并且体积越来越小，轻捷简便，西门子研发制作出来的全集成控制系统，各软件的集中利用，将中压变频器触摸屏经过层层集结，而后统一到现场总线上，使得该变频调速控制系统的正常运作，并对水厂的安全生产以及完善部件有着非凡的意义。

二、主要的技术特点

1.卓越的性能：中压变频系统由简单的系统结构组成，它的调速比较平整，并且高效节能，符合现行的社会风气，除此之外，它的安全性能也相当之高，比液力偶合调速、串级调速等调速方式更加完善，更有优越性；

2.三电平技术：中压变频器是采用脉冲整流的输入方式，其中的逆变桥是主要的构成部分，它是由HVIGBT和钳位二极管组成，三电平逆变器具有优良的输出电压特性，安全可靠，快速准备，而且有效地抑制低次谐波电流；

3.软启动功能：电机在平滑的启动过程中，它的启动电流是很小的，减小了电流的磁场对电网和电机的干扰性，增长了电机的使用寿命，也节约了由于故障原因造成的维修成本；

4.化脉宽调制技术：这种新型技术对电机的谐波影响减少，它确保了控制保护的可靠性，同时也保证了在装置检测的工作中保持超高的精度。

三、中压变频的节能分析

交流变频调速技术是当今十分重要的一门节能技术，通过使用高压变频器来控制电机的运作，随机组负荷变化而调节电机的转速来调节水量，大大减少截流损失，节约了电能，还减少了设备保护与维修的开支。无需更换原有的普通电动机，而且节能效果也十分显而易见。可实现电动机软启动，常规电压下电动机启动时，启动电流可能高达额定电流的四到八倍，如此大的冲击电流既是对电能的浪费，又是对电动机的绝缘致命的威胁，大多数电机是在启动时烧毁而不是在运行中烧毁的。高压变频调速装置因为可以随意设定电机的启动初始转速和转速上升速度，从而避免了对电机产生大的冲击，大大延长了设备寿命。提高自动控制系统的品质，并可实现短时间失电无跳闸运行、旋转无冲击带负载启动等特殊功能，易于实现协调控制。在能源日益短缺和紧张的今天，变频调速装置将在节能降耗中大显身手，是企业提高经济效益的重要途径，也是改变粗放型经营模式，提高企业管理水平的重要措施。变频调速装置的使用将会带来良好的社会效益和经济效益。

四、节能情况统计分析

某水厂共有6台机组,1#,3#,5#:6#机组为调速,2#,4#机组为恒速,1#~4#机组额定功率为2500kw,5#~6#机组为2600kw。

该厂一期日供水能力为50X104m3,二期投产后日供水能力可100x104m3。一般夏季供水量较大,冬季较少,白天和夜晚水量变化也较大,因此需要采用不同的调配方案。应如何调配机组才能达到最佳经济运行呢?

首先根据该厂2005年6月和7月两个月的实际运行记录进行分析。6月份日均供水量为50XI04m3,一般白天需要开3~4台机组,夜晚需水量减少,只开2~3台。

可看出:调速机组(1#3#5#6#)均比恒速机组单耗低,其中调速机组3#，6#单耗最低(水泵机组特性影响)。为了更高地发挥机组效率,在实际运行中,

应增加此两机组的运行时间。下面分几个方案来讨论(假定全日小时供水量是均匀的)。方案I为全月供水量均由3#，6#两台调速机组提供,且两机组各分担总供水量的一半即834.443X104m3,同时运行。

方案Ⅱ由2#4#两台恒速机组同时运行供水。

方案Ⅲ为采用一台恒速一台调速运行,会有多种组合,其中以3#、4#两台机组同时运行较优。以上方案都是同时开动两台机组,每台机组每月分别供水Q=834.44x104m3,。各台机组的单耗电量Wd。则各机组的月耗电量为W=Q·Wdkw·h。

可知,方案l比方案Ⅱ和方案Ⅲ每月可分别节电70x104kw·h和20x104kw·h;方案I的实际用量也可节电16x104kw·h。因此,方案l较为经济、理想。在实际运行中要考虑其它电机的防潮,最好提高3#，6#机组运行时间,即各占总运行时间的35%,则可节约更多的电。

对于日均供水量为100x104m3时,由表2可以看出:4#,3#,6#,5#机组单耗较低.因供水量大,所以需要3一4台机组同时运行,下面分几个方案来探讨(假定全日小时供水量是均匀的)。方案I为两恒速一调速,各机组供水量均为总供水量1/3,Q=2324.795/3=771.6x104m3。。

方案Ⅱ为3台均为调速同时运行,方案Ⅲ为两调一恒,3个方案的耗电量。实际运行方式的耗电量与方案I较接近。通过比较,方案Ⅲ节电效果突出,在实际运行中应尽量采用此方案。具体措施如下:4#,5#,6#机组尽量同时运行,且运行时间分别占总运行时间的30%,其它机组共占总运行时间10%。

五、中压变频的维护重点

1．经常检查室内温度，通风情况，注意室内温度应高于0度，不要超过40度，尽量控制在25度左右。室内保持清洁卫生。经常检查变频器是否有异常声响，异味，柜体是否发热。排风口是否有异味。

2．经常用一张A4纸检查变压器柜、功率柜进风口风量（A4纸应能被过滤网牢牢吸住，如有问题及时排除（更换或清洗过滤网或检查风扇是否有问题）。

3．建议变频器投入运行头一个月内，检查所有进出线电缆及功率单元之间连接电缆，若有松动现象，应将之紧固，以后每六个月定期检查紧固一遍（包括控制线）。并用吸尘器将柜内灰尘清除干净。注意：不能碰到内部的光纤

4．经常记录变频器运行情况（运行模式、电压、电流、速度、功率等），发生跳闸时，要记录下故障情况，查明原因后方可再次送电。

5．打开柜门后，要等功率单元上所有的灯都熄灭后才能开始工作，否则有触电危险。建议两次合分高压的时间间隔在30分钟以上，以减少对变压器的冲击。

6．清扫工作：清洁滤网、变压器柜，功率单元柜，控制柜，如发现过滤网积有灰尘，将之取下，换上干净的滤网，一定要保持滤网绝对干燥，否则会损害变频器，造成严重后果。紧固工作：进出/线电缆，功率单元进/出线，控制柜端子排􀀀，在维护时候，不能碰到内部的任何电子线路板和光纤。

7.对电机摇绝缘的时候，一定要使变频器和电机脱开，变频器输出端绝对不允许加高压。变频器内的任何线路板不能用手直接接触，以防静电将线路板损坏。在变频器运行其间，绝对不能打开高压柜门，更不能在高压柜前工作，以防高压危险。

六、结束语

中压变频调速技术是现今最高配置的技术应用，它能使水厂减少能耗，这是未来的必然趋势，在提高了系统效率的同时，又满足了生产工艺要求，基于PLC和人机界面的中压变频控制系统更提供了可视化的窗口进行过程信息处理，提高了系统的响应精度和控制精度，实现了生产过程的自动化。

水电节能方案篇6

关键词：电厂；性能；循环；负荷；调节方式

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.050

1概述

本电厂建设规模为2×660MW超超临界、间接空冷机组，厂址位于新疆准东煤电煤化工产业带奇台县五彩湾工业园区大井矿区。

厂址区属准噶尔盆地东南缘，古尔班通古特沙漠东缘，暖温带大陆性干旱气候特点显著。其气候特点是冬季寒冷，夏季酷热，冷暖变化剧烈，降水稀少，气候干燥，风沙多，日照强。

2半干半湿方案切换方式的确定

2.1辅机冷却水采用开闭式系统的选择要求

《大中型火力发电厂设计规范》（GB50660-2011）第12.7.3条，对辅机冷却水系统的设计要求。本工程主要水源采用地表水，根据水质分析，宜采用以开式循环冷却水为主的辅机冷却系统。考虑将来的辅机冷却水水质受环境的影响有变差的可能，对辅机冷却水水质要求较高的设备（例如各种转动设备的机械轴承）采用除盐水冷却，配置一个小闭式循环冷却水系统。

2.2主厂房辅机冷却水系统运行方式

主机采用的间接冷却塔在冬季运行时，有足够辅机冷却的备用面积，可以考虑冬季停运辅机冷却系统，辅机切换至主机间冷系统来冷却。

采用开式循环和闭式相结合的辅机冷却水系统配置时，开式水采用的机械通风冷却塔为开式冷却塔，且该地区尘土较大，开式冷却水中悬浮物增加再所难免。由于开式冷却水与主机循环水水质不一样，若在运行中切换，存在开式冷却水进入至主机凝汽器和间冷塔散热器的风险，导致凝汽器和间冷塔换热管束的腐蚀。若在寒冷时期停机切换，不仅需要开式冷却水系统排空，而且需要大量的除盐水冲洗开式冷却水系统，即便这样也很难保证开式冷却水系统的设备及管道达到除盐水运行的环境。若为了切换运行，再给辅机机械冷却塔备用一套干冷塔及相关管路，显然得不偿失。因此不能利用间冷塔冷却水作为主厂房开式冷却水的切换制运行方案。若是为了配合辅机冷却水系统切换运行，主厂房内辅机须全部采用闭式水系统，问题迎刃而解。

机组各辅机设备均采用闭式冷却水冷却，在寒冷时期，可将辅机闭式冷却水系统统一切入主机间冷闭式冷却水系统，辅机闭式水和主机间冷循环水均为除盐水，不存在水质污染等方面的问题，不需要排空、冲洗管路，仅进行阀门切换的操作。因此，在寒冷时期，将辅机冷却水系统切入主机间冷系统的运行方式具有可行性。

3辅机冷却水系统运行方案配置

机组的辅机冷却水系统运行方式按照主厂房内采用开式系统的全年机械通风冷却塔湿式冷却方案（方案一）和主厂房内采用闭式系统的半干半湿方案（方案二）两种冷却方案进行优化和比较。

3.1方案一：机械通风冷却塔湿式冷却方案

本方案为常方案，辅机冷却水系统顺水流布置为进水前池辅机冷却水泵冷却水压力进水管主厂房闭式换热器冷却水压力回水管机力冷却塔滤网前池。

湿式冷却方式时全厂辅机冷却水量为4540m3/h，其中包含本期空压机冷却用水120m3/h。

3.1.1主厂房外辅机冷却水系统配置

（1）机械通风湿式冷却塔。

型式：逆流式机械通风冷却塔；进水水温：39℃；出水水温：≤33℃；冷却水量：1850m3/h；淋水面积：144m2；平面尺寸：12.0m×12.0m；水池深度：2m；冷却塔风筒材料：玻璃钢；风机直径：Ф7000mm；电机功率：55kw（变频电机）；轴功率：47KW；数量：3段。

（2）辅机冷却水泵。

型式：单级双吸卧式离心泵；流量：2300m3/h；扬程：40m；电动机功率：400kW；轴功率：340kW；电压：6000v；数量：3台（两运一备）。

（3）辅机冷却水管道。

辅机冷却系统采用扩大单元制，每台机组各设1根DN800的辅机冷却水供水管及回水管。

3.1.2主厂房内辅机冷却水系统配置

主厂房内辅机冷却水系统采用大开式、小闭式循环冷却水系统。

开式冷却水设一根冷却水进水母管和一根排水母管，设置一台电动旋转滤网，为主机冷油器、给水泵汽轮机冷油器、机械真空泵冷却器和闭式循环冷却水热交换器提供冷却水，冷却水水源工业水。主厂房内单台机开式辅机冷却水量约2210t/h。

闭式循环冷却水系统，对汽机、锅炉各辅机提供冷却水。闭式循环冷却水系统采用除盐水作为补水水源，设1台10m3闭式水膨胀水箱。系统共设2台100%容量互为备用的闭式循环冷却水泵，闭式水热交换器采用两台65%板式换热器。闭式循环冷却水系统总水量约为1750m3/h。

3.2方案二：主厂房内采用闭式系统的半干半湿方案

如前述，本方案的运行方式：（1）寒冷时期，主机间冷塔出水温度≤33℃，满足辅机冷却水水温要求。湿式机械通风冷却塔及厂区辅机冷却水泵房内的辅机水泵停运，主厂房内辅机设备及除灰空压机冷却水均由主机间冷塔出水提供。（2）除寒冷时期外，主厂房内大闭式循环冷却水系统与机械通风冷却塔的辅机冷却水通过主厂房内的板式换热器进行热交换。主厂房内大闭式系统采用除盐水作为冷却水源。全厂空压机冷却水也由主厂房内大闭式系统除盐水提供。

此方案两台机需主厂房外机力塔或主机间冷系统提供的总冷却水量约4720m3/h，其中包含全厂空压机所需冷却水量120m3/h。

3.2.1辅机冷却水系统配置

3.2.1.1主厂房外辅机冷却水系统配置

（1）机械通风湿冷塔。

型式：逆流式机械通风冷却塔；进水水温：39℃；出水水温：≤33℃；冷却水量：1900m3/h；淋水面积：156.25m2；平面尺寸：12.5m×12.5m；水池深度：2m；冷却塔风筒材料：玻璃钢；风机直径：Ф7000mm；电机功率：75kw（变频电机）；轴功率：50KW；数量：3段。

（2）辅机冷却水泵。

型式：单级双吸卧式离心泵；流量：2250m3/h；扬程：43m；电动机功率：450kW；轴功率：370kw；电压：6000v；数量：3台（两运一备）。

（3）厂外辅机冷却水管道：同方案一。

3.2.1.2主厂房内辅机冷却水系统配置

主厂房内辅机冷却水系统采用闭式循环冷却水系统，对汽机、锅炉各辅机提供冷却水。闭式循环冷却水系统采用除盐水作为补水水源。每台机组设1台10m3闭式水膨胀水箱，设2台100%容量互为备用的闭式循环冷却水泵，闭式水热交换器采用两台65%板式换热器。闭式循环冷却水系统总水量初步估算约为2330m3/h。

4经济比较

4.1初投资比较

4.2运行比较

4.2.1耗电

4.2.2耗水

由以上数据可见，方案二全年耗电费用155.52万元；方案一辅机冷却水系统运行全年耗电费用为155.26万元。两个方案的耗电费用相差0.26万元。方案二全年耗水费用75万元/年；方案一辅机冷却水系统运行全年耗水费用为108.6万元/年。方案二较方案一耗水费用节约33.6万元/年。

4.2.3年运维费用比较

由上表数据可见，方案一与方案二系统相比较，初投资节省25.4万元，年运行费用多33.34万元，年总费用多29.64万元。

5结论

通过对两种方案经济技术比较，方案二初投资较方案一略高为25.4万元，年耗电费用相当，但是方案二；每年总费用比方案一节约29.64万元，若按照使用寿命20年计算，节约运维成本约592.8万元；方案二比方案一每年节水7.47万吨，节水效果显著；在环境气温较低时，按方案二系统设计对间冷塔防冻工作有帮助。

因此，神华国神准东电厂工程辅机冷却水系统运行方式采用冬季辅机机械通风冷却塔停运辅机冷却系统切换到主机间冷系统即半干半湿方案，无论从经济性，还是节能减排均是可行的。即降低了运营成本，并在节能减排方面效果显著。

参考文献：

[1]王忠平，吴文浩，童家麟.基于单耗理论分析吸收式热泵系统热经济性[J].区域供热，2012（06）.

[2]舒斌，戚永义，孙士恩，周崇波，何晓红.参数变化对LiBr吸收式热泵性能的影响[J].节能，2012（07）.

[3]王红霞.供热计量收费之后的控制调节问题[J].区域供热，2012（02）.