工业领域绿色低碳技术应用案例4 基于电磁平衡制动节电装置的综合能效提升项目.docx

案例4基于电磁平衡制动节电装置的综合能效提升项目主要完成单位：济源市万洋冶炼（集团）有限公司主要完成人员：卢均胜、牛泽民、卢海军、刘艳波、卫齐、张瑞强、卢心杰电磁平衡制动节电装置能够有效地利用设备运行时产生的惯性能量，将其转化为可用的电 能，从而实现能量回收和利用，降低能耗与成本，并提升系统稳定与可靠性，对于促进可持续发 展和节能减排具有重要意义。一、项目背景为响应国家“碳达峰碳中和”的指导目标及国家发改委有关“重点耗能企业节能减排”的 指导精神，以冶炼为代表的行业亟需围绕生态环境保护和可持续发展理念，创新绿色制造工艺技 术，延长资源使用寿命，降低对有限资源的依赖。但是，绿色制造技术在应用领域存在关键瓶颈， 如需要进一步的研发和测试来提高绿色制造新技术的可行性和稳定性，并且需要综合考虑此类技 术普遍较高的初始投资与转型成本。为此，亟需政府、企业和社会各方的合作与支持，共同克服 技术和转型过程中的挑战。电磁平衡智动节电装置作为一种以调节变压器主磁通为控制手段，使变压器运行能效调整 在高效区间，向负载输送经济有效电能，减少变压器和负载间无效能量交换，降低变压器和负载 的铁损、绝缘介质损耗、铜耗以及过饱和磁通引起的电流畸变能耗，变压器能效比提高、体积能 量密度高，能够起到较为显著的节能效果。为此，有必要实现技术工艺改造与装备性能升级，从 而推动社会向更加环保、可持续的方向转型。济源市万洋冶炼（集团）有限公司开展的万洋综合能效提升项目，核心在于电磁平衡智动 节电装置，创新点在于采用的技术为第四代电磁平衡节电技术，电磁平衡式外加电网系统净化。 合理应用“电磁滤波、电磁平衡、电磁移相、电磁调压”，做到节点和保护双重功效。微磁场控制、 电抗滤波技术，同时增加正弦驱动和能量回馈，节电率更高。图1万洋数字化能碳管理中心现场二、创新点及相关技术内容创新点L实现多场景能量平衡管理传统工业装置通常采用手动或简单自动化的方式进行能源管理，仅关注设备的单一能耗点 或整体能耗，缺乏对大量数据的分析和挖掘，无法对多个场景的综合管理、全面覆盖生产过程中 的各个环节。针对上述现实问题，项目基于“监测充电需求-获取负荷-计算策略-调整参数”的流 程，能够实现电动车充电站能量平衡管理、储能系统的能量平衡控制与微电网能量管理与调度。 具体而言，监测充电需求和电网供应情况、储能系统能量存储与释放需求、微电网各组件能源产 生与消耗情况等，通过管理系统自动调整充电速度和电网接入策略、储能系统充放电速率、能源 产生村粗与消耗比例，以确保充电站、储能系统、微电网可靠高效运行，实现能量平衡，以智能 化、全面化和精细化更好地适应现代工业生产的需求，实现节能减排和经济效益的双重目标。创新点2:削减电污染传统设备在设计上可能没有考虑到系统中存在的多种高次谐波分量现象，导致在运行过程 中易出现谐波问题，导致系统能源利用效率较低。针对通常在系统线路中出现的多种高次谐波分 量现象（特别是靠近有大型整流负荷或大型多极水轮发电机），项目通过安装节电装置，消减一半数 量以上的高次谐波分量，避免由于高次谐波分量现象导致电动机的损耗加大、影响电度表或其他计量装置的准确度，同时也起到一定程度的节电效果。根据一些受谐波影响比较严重的用户波形 图分析，可从原来安装前的7.5%1高次谐波分量降为安装后的3.5%U1数值。图2 配电智能优化系统撞击前后用电负荷谐波对比创新点3：实现有效调压稳压实现对变压器磁通等参数的优化调节始终是节能设计的聚焦点，但是以采用机械、电气或 化学等简单节能技术为代表的传统节能设备难以实现上述目标，使得设备节能效率较低。为解决 上述问题，项目在满足供电质量的前提下，通过采用电磁平衡技术原理来调整用电设备上电压的 平衡度和稳定度，将用电设备的运行电压进行调节，从而改变纯电阻的照明、电热负荷节电率， 优化变压器磁通，可使不同视在功率下运行的变压器都处在最高效率状态。其中，电磁平衡智动 节电装置最高效率在99.8%以上。3OV e<oveeoeoov eov8 OO 9 OOSOO图3安装节能配电柜前后负载电压变化情况三、经验总结与推广价值项目采用电磁平衡技术原理，通过调节用电设备的电压平衡度和稳定度，实现了较高水平 的节能效率，达到了供电质量的前提下节能的目的。并且相比传统节能设备，项目技术具有更高 的节能效率和技术先进性。根据济源市万洋冶炼（集团）有限公司测算结果，通过对配电系统进行智能优化，有7%±2 的节电空间，从而降低了与电力生产相关的环境污染和碳排放，提高了系统的稳定性和可靠性， 延长了设备的使用寿命，经济与环保效益显著。用电设备与配电柜是工业生产过程中难以避免的关键节点。因此，基于电磁平衡制动节电 装置的综合能效提升项目作为成熟的实践探索，有助于协助相关企业实现低成本的节能降碳转型, 提升经济与环境双重效益。