楼宇供电（精选三篇）
楼宇供电 篇1
近年来我国经济发展迅速, 越来越多的高层办公楼被投入使用, 因而传统的供电系统和模式已经不能跟上实际的需要。由于传统供电方式需要完全依赖人工, 操作繁琐而且效率低下, 并且系统整体的可靠性也较低。同时传统供电方式粗放, 所带来的资源浪费非常严重[1]。
随着八十年代美国实验成功了第一栋智能化建筑开始, 智能化发展十分迅速, 已经逐步成为目前建筑的标配, 韩国的松岛新城已经发展成为完全的智能化城市。所谓的智能化建筑系统包括了电力、安全、通信、安保、生活所需等方面的全自动行为, 然而, 目前国内大部分楼宇建筑, 尤其老式建筑的所有以上功能都采用人工进行管理, 基本没有针对社会的发展进行相应的改造, 只有少数位置开始更换声控或光控来进行供电, 依然不能满足社会发展的需要[2]。
针对市场调查显示, 市面上功能全面且技术先进的系统造价高并且不具备通用性, 定制周期较长同时后期维护繁琐, 不能与时俱进的进行功能拓展, 因此不适合普通办公楼的电力改造。而功能简单的系统可靠性较差, 技术不够成熟, 不能完全满足用户需求[3]。因此, 本研究提出了基于PLC的智能楼宇供电系统, 其可定制性高且系统稳定性高、便于功能的拓展、造价低廉, 更加适合市场的需要。
1 系统功能及指标
针对市场需要, 所研究的供电系统主要实现自动控制功能。自动控制就是使系统按照事先预定的若干工况进行工作, 不需要人工干涉。该系统主要分为照明用电控制、空调用电控制、个人计算机用电控制、换气扇用电控制、短信报修与GSM远程控制及上位机实时监控、基于VPN技术的Internet远程控制六个主要部分, 本供电系统需要实现的基本功能点如下[4]。
针对现代办公楼的建筑特点, 本研究中的主要控制对象有:照明、空调、个人计算机、机房、换气扇、短信报修及GSM远控、上位机监控及VPN系统。性能指标主要有: (1) 系统所有元器件要可靠性高、寿命长、安装和维护简单、造价成本低、后期可扩展性好、运营成本低, 具有很高的经济效益; (2) 系统各项参数可设定, 使整个系统处于自动工作状态, 同时可以根据实际需要进行相应调节; (3) 能够实现GSM通信并对信息进行读取和发送, 可以实现远程保修、短信监控的功能; (4) 具有适合非专业人士操作的上位机控制和显示界面, 以便直观的对系统进行观测和控制[5]; (5) 将系统功能进行模块化集成, 方便日常系统维护以及功能的升级和扩展; (6) 能实现完整的电力、火灾等常规安全事故的报警功能。
2 系统方案设计
系统方案设计包括系统总体控制功能设计以及组网功能设计, 分别如图1 和图2 所示。系统的总体设计使得系统具有清晰的模块化结构便于维护和升级扩展;系统组网需要针对实际系统设计出可靠且功能全面的通信和人机交互方案, 增强系统的可靠性并提高运行效率。
系统控制框图如图1 所示, 使用SIEMENS研发的CPU226 PLC为控制核心, 框图中所设计的光照检测、温度检测、人数检测分别使用外接光照传感器、温度传感器、接近开关实现。所涉及的各种控制功能都可以通过对S7-200 CPU226编程实现信号的检测和转换并执行。
系统组网如图2 所示, 将上位机和PLC连入公司内网, 同时设定固定IP地址并加密, 仅授权管理员具有访问权限, 最大限度的保证了系统的安全性。此外系统配置了智能短信报警器GRM200, 实现双向传输功能:故障时向管理员报警;管理员远程通过手机短信可控整套系统。系统联网使其可完全无人值守, 极大的提高了系统的执行效率[6]。
3 软硬件设计
通过以上对系统功能和组网需求的分析可列出系统所使用的元器件选型, 具体选型结果如下图所示。由于实现整体功能所使用的器件较多, 单个CPU接口无法满足实际需要, 因此使用了多个扩展模块, 选型及布局如图3 所示。
根据以上选型及具体元器件的布局, 本研究基于PLC的供电系统包括对生活区域的供电控制如照明控制、空调及个人电脑用电以及对整栋楼宇的安全性管理如机房温度控制、错误报警的问题。针对以上需要, 本文所研究的智能供电控制系统的部分流程图如下图4 所示。
4 可靠性分析
虽然本系统仅工作在一般工况下, 不属于高温、强电磁场等恶劣环境, 但是系统属于长时间运行, 同时服务于办公场所, 因此要保证系统的可靠性和稳定性[3]。系统可靠性检验主要集中在PLC及其扩展组件的选型和安装上。
PLC的工作温度一般要求在在0℃~ 55℃, 所以要保证PLC周围通风良好并且周边没有发热量大的元件[7]。在湿度方面, 为了保证PLC的绝缘性能防止内部受潮短路, 控制湿度必须小于85%, 这样的环境在一般的室内都可以满足。然而对于系统来说, 由于本身也是耗电系统, 可靠性最关键的地方是需要有UPS稳压电源的支持, 以保证全局断电时系统不受影响的继续运行[7]。
在稳定性和安全性要求更加严苛的场所, 需要对数字量输入模块增加继电保护装置, 当系统中因为故障出现大电流时, 继电保护的存在可以保护后端的数字处理器不受损害, 故障消除后系统能够自动恢复运行。
5 结论
经过将本文所设计的系统应用到工程实际中, 实际运行显示本系统可靠稳定, 并且每月节约电量12% 左右, 对于大型办公楼来说, 一季度节约电费了即可完成本系统的部署, 后期维护成本低。同时做到了大量节约人力和劳力, 系统维护性强移植性高。实际使用证明, 本研究提出的设计方案具有极高的工程实用性。
摘要：随着社会的发展, 大型办公楼的使用正在迅速增多, 然而针对办公楼的供电大多数依然采用人工管理控制, 其可靠性和机动性差、人力资源浪费严重。针对此问题, 本文提出一种基于PLC控制的楼宇供电控制方案, 本方案以PLC可编程控制器为核心, 结合温度传感器、人员感知、光敏传感器、GSM等功能器件, 实现了楼宇用电的自动控制。经过检验, 系统可靠性高、节电明显, 并且具有较高的移植性和扩展性。
关键词：PLC,楼宇供电,自动控制,节电
参考文献
[1]杨晨, 毛玲, 陈文明等.直流楼宇供电系统的设计要求分析与研究[J].电源学报, 2014, 12 (03) :33-41.
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[3]唐建国, 余斌.PLC在教学楼照明控制系统中的应用[J].微计算机信息, 2006, 22 (04) :111-112, 152.
[4]王晴.农村楼宇智能化供电模式及其应用效果[J].电力需求侧管理, 2014, 16 (03) :49-51.
[5]刘泽西, 刘小丽, 王勇等.低压供电在线监测系统在楼宇自动化中的应用[J].电工电气, 2013, 2 (01) :27-30.
[6]安琳, 冀建利, 王丽娟.基于TMS320F2407的楼宇智能供电系统[J].科技信息, 2009, 3 (07) :50-51.
楼宇供电 篇2
我们应该在农村建设一个智能化的变电站,从而解决农村配电器过负荷运转的问题,通过智能化以及高新技术的应用,可以实现远程监控变电站的各种情况,也可以达到远程维修的效果,也能够实现变电站的智能化以及自动化,自动配置农村最优的供电方案,避免了由于季节变化导致农村电网配电器过载的情况的发生。我们还可以将低压配电设备、计量装置、三相电流不平衡调整装置、剩余电流保护装置、检测装置、控制装置集中安装在智能化配电计量综合表箱中等。具有过压、过流、断零保护自锁、漏电数值调整、漏电自送功能,具有二级剩余电流保护器作用,可以与多种一级、三级剩余电流保护器匹配,可以有效的避免由于某一户加重电路故障导致大规模停电,也可以帮助用电客户实时掌握自家电量使用情况。我们还应该将输电线中的导线更换成横截面积更大的导线,这样可以减少电流经过细导线产生的.电损,还可以保证可靠供电,最重要的是,减少由于烧断电线引起的一些安全隐患。
2.2建设信息化农村电网管理
我们可以开发一款针对于农村电网的软件或者建设一个针对于农村电网的网站,在信息化社会,我们应该好好的利用网络,建立一个适合中国农村电网管理模式的农村电网管理系统,为农村电网的运行管理以及经营服务提供一个统一的数据平台,在这个平台上,普通用电居民可以自助缴费或查询电量使用情况,预约上门维修等等,还可以与客服沟通生活中的用电问题。建立统一的数据平台还有助于电力部门做出统计,辅助分析,对于农村电网管理不断发展和完善,还可以制定长期发展战略,为农村电网信息化管理提供核心支持。
3结论
农村经济发展对于整个国家来说都具有十分重要的意义,农村电网的发展对于整个农村的发展也特别重要。农村电网的智能化是农村建设发展的必然趋势。建设农村智能化电网,在提高电网供电质量、可靠性和安全性能的基础上,提升供电的整体能力,有效地解决了之前供电的不足。在经济方面,智能化电网节省了电损损失的费用,运行维护需要的费用,雇用人工需要支付的工资等,还改善了农村电网的整体风貌,为农村客户用电创造了良好的环境,从供电质量、供电可靠性和安全性方面都得到了很大的提升,让大家真正用上了安全放心电,是客户的信赖度和满意度都大大提升。
参考文献
[1]王晴.农村楼宇智能化供电模式及其应用效果[J].电力需求侧管理,,3:49-51.
[2]田世明,栾文鹏,张东霞,梁才浩,孙耀杰.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报,,14:3482-3494.
楼宇供电 篇3
近年来, 高层楼宇建筑向楼宇自动化迅速发展, 成为新的经济增长点, 楼宇自动化也成为一个地区、一座城市、一个国家经济和科技实力的象征。但是, 高层建筑楼宇自动化系统 (设备自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统) 中大量自动化设备需要高质量的电源, 但同时其中相当数量的设备由于具有非线性负载特性, 又是引发低压供电系统谐波畸变的扰动源。对供电系统造成严重污染, 使电能质量下降, 不仅给楼宇中的电气设备、电子设备及楼宇智能化系统带来严重的危害和不良影响。并且对楼宇BAS供电系统以外的电气与电子设备带来危害。由谐波和无功引发的各种事故和故障, 给国民经济生产和生活造成严重损失。
1 谐波抑制方法及存在的问题
抑制谐波的方法有两种, 一是设计谐波补偿装置来补偿谐波, 这对各种谐波源都适用;另一种是对电力电子装置本身进行改造, 使其不产生谐波, 而且功率因数接近为1。传统的谐波补偿方式采用由LC组成的无源滤波器, 它由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成。它具有结构简单, 前期投资少, 运行可靠性高, 运行费用低等优点, 因而得到广泛的运用。但是LC滤波器存在一些难以解决的问题。
(1) 只对设计要求规定频率点的谐波滤波效果较好, 对其它频率谐波滤波效果不明显。
(2) 负载谐波电流过大时可能造成无源滤波器过载, 损坏滤波器, 造成事故。
(3) 无源滤波器的滤波效果与系统的运行状况相关, 当电网系统阻抗和频率变化时, 难以保证滤波效果。
(4) 对特殊的谐波或系统阻抗和频率变化, 可能与电网阻抗发生串联或并联谐振现象, 造成电压波形畸变和谐波电流放大, 引起无源滤波器过压过流, 甚至损坏, 影响电网的稳定性。
近年来, 有源电力滤波器取得了长足的发展, 被认为是治理电网谐波的最有前途的方法降。有源电力滤波器的基本原理是检测出补偿对象中谐波电流的大小, 由有源电力滤波器产生一个与谐波电流大小相等、极性相反的补偿电流抵消谐波电流, 使电网电流只含基波分量。与无源电力滤波器相比, 有源电力滤波器能对变化的电网谐波进行动态跟踪补偿, 补偿特性受电网阻抗变化影响小, 不存在谐波放大的危险, 储能元件容量小。但是, 有源电力滤波器的工业应用尚处于初期阶段, 日本和美国已有此类产品投入实际运行。我国还处于研制阶段, 有关研究还停留在实验室研究和工业化实验阶段, 到目前为止, 有源电力滤波器还未能在我国工业领域得到广泛应用。
2 无功功率补偿方法及存在的问题
电网用户中, 不仅大多数网络元件需要消耗无功功率, 大多数负载也消耗无功功率。由于电网容量的增加, 对电网无功的需求也越来越大, 如果无功电源容量不足, 系统运行电压将就难以得到保证。电网功率因数和电压的降低使电气设备得不到充分利用, 降低网络传输能力。因此, 解决好供配电网络无功补偿问题, 对电网的安全运行和降低电网损耗、节约能源有着重要意义。
(1) 早期的无功功率补偿装置是同步调相机。同步调相机不仅能补偿固定的无功功率, 同时对变化的无功功率也能进行动态补偿。其缺点是反应速度慢, 损失较高, 价格也比较贵。
(2) 采用并联电容器也能对无功功率进行补偿。在与同步调相机调节效果相近的情况下, 并联电容器方便灵活, 而且费用比同步调相机少得多。它的缺点是只能补偿固定的无功功率, 在系统有谐波的情况下, 还可能发生并联谐振, 烧毁电容器。
(3) 静止无功补偿装置近年来发展很快, 己被广泛应用于电力系统。其典型代表是固定电容器+晶闸管控制电抗器。晶闸管投切电容器也获得了广泛的应用。它的特点是能连续调节补偿装置产生的无功功率, 而且响应速度快, 也比同步调相机便宜。TCS只能分组投切, 必须和TCR配合使用, 才能连续调节无功功率。TCS和TCR配合使用, 进行分相控制, 还能平衡三相不对称负载, 对负序电流起到一定的抑制作用。其主要问题是因TCR装置采用相控原理, 在动态调节基波无功功率的同时, 产生大量的谐波。
(4) 静止无功发生器是一种比SVC更先进的无功功率补偿器, 通过不同的控制, 既可使其发出无功功率, 呈电容性, 也可使其吸收无功功率, 呈电感性。采用PWM控制时, 可使输入电流接近正弦波。但其只能补偿无功功率, 功能略显单一。
3 楼宇配电系统谐波和无功综合治理现状及存在的问题
办公楼宇中, 一般很少有大容量的冲击性负荷, 因此对动态无功补偿要求不高。楼宇谐波和无功综合治理方法是从用户、配电系统和输电系统三个从面统一、经济地处理。对于容量大的谐波源应就近安装滤波器, 而对容量不大的谐波源可在系统母线上集中滤波;对于谐波限制不严格的用户, 使用无源滤波器治理谐波:对于谐波限制严格的用户, 将无源滤波器和有源电力滤波器结合起来使用。
存在的主要问题:其一, 目前尚无楼宇电能质量标准, 国家颁布的和国际上有关电能质量标准均不适用于楼宇;其二, 很多楼宇用户只重视无功补偿, 提高功率因数, 不重视谐波治理。当楼宇谐波负荷较大时, 如果仅仅考虑无功补偿, 会造成谐波放大, 使电容器无法投运;其三, 技术上尚缺能综合治理楼宇低压三相配电系统 (380/220V) 和低压单相配电系统 (220V) 谐波和无功的电力电子装置。目前, 一种方法是采用UPS, 这种装置能保证用电设备的供电质量, 但大多数UPS本身是一谐波源, 对配电系统产生严重污染, 并且UPS的造价高, 不宜在楼宇中大力推广。另一种方法是采用ABB公司生产的串联型三次谐波滤波器THF, 该装置能有效解决低压配电系统的三次谐波问题, 但对其它高次谐波和无功功率的补偿则无能为力, 更不能解决三相配电系统的负序电流。
4 楼宇供电谐波和无功综合治理新思路
成本的无源滤波器是目前广泛采用的谐波和无功功率补偿方法, 但其滤波效果与系统运行情况密切相关, 特定情况下还可能与系统发生谐振, 并且其无功功率补偿能力与公共连接点电压的平方成正比关系, 不能随电压变化而进行有效补偿。并联型有源电力滤波器 (APF) 的补偿特性不受电网阻抗的影响, 能对谐波和无功功率进行动态补偿。但是, 目前大容量的APF存在造价高、功耗大以及电磁干扰较大等问题, 在实际应用中受到限制, 而可使APF容量降低的混合补偿方案可有效地解决APF存在的问题。
5 结束语
电能质量综合治理分析系统是一种节省投资的技术经济性能较好的补偿措施, 分析谐波状态进行综合优化补偿方案制定。进行大容量的动态谐波和无功功率补偿时, 最大程度地降低有源滤波器的容量, 不仅可降低装置成本、减小损耗, 而且可避免或减少大容量补偿时开关元件串并联所引起的问题。为楼宇供电谐波和无功的综合补偿提供一条新途径。
摘要：随着科学技术的进步, 生产和生活领域中的自动化、智能化设备应用越来越普遍, 对电能质量提出了更高的要求。其一, 楼宇BAS中由大量的电子设备及电气设备谐波源产生的谐波对配电系统严重污染, 随着楼宇及智能小区迅速发展, 若治理不力, 这种污染愈来愈重, 甚至成为公用电网的主要污染源。因此, 综合治理好楼宇的谐波和无功功率, 对提高公用电网的电能质量有十分重要的意义;其二, 综合治理楼宇的谐波和无功功率, 能提高楼宇配电系统的供电质量, 提高供电的安全性和可靠性, 切实保证楼宇智能化系统等设备的安全正常运行, 提高楼宇的功能和效益。
关键词：建筑电气,供电谐波,无功补偿,混合补偿,可靠性,安全性,经济性
参考文献
[1]陈龙.智能小区及智能大楼的系统设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.