通用設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化控制方法和調(diào)度方法

前言

第1章節(jié)電與節(jié)能技術(shù)的本質(zhì)

1.1節(jié)能與節(jié)電問(wèn)題的提出

1.2效率優(yōu)化的研究和發(fā)展概況

1.3節(jié)電與節(jié)能的實(shí)質(zhì)

1.4量子優(yōu)化法則

第2章能耗的表現(xiàn)形式與系統(tǒng)整體效率

2.1能量消耗系統(tǒng)的分類(lèi)

2.1.1以提高勢(shì)能為目的的系統(tǒng)

2.1.2以輸出電能為目的的系統(tǒng)

2.1.3以提供熱能為目的的系統(tǒng)

2.1.4克服摩擦力做功的系統(tǒng)

2.1.5以能量函數(shù)為動(dòng)能的系統(tǒng)

2.1.6以能量函數(shù)為磁能的系統(tǒng)

2.2效率函數(shù)

2.3加權(quán)效率函數(shù)

第3章節(jié)能系統(tǒng)中常用的傳感器

3.1力傳感器

3.2液位傳感器

3.3壓力傳感器

3.4溫度傳感器

3.5流量傳感器

3.6角度傳感器

3.7電壓變送器

3.8電流變送器

3.9功率因數(shù)變送器和功率變送器

第4章節(jié)能系統(tǒng)中常用的執(zhí)行裝置

4.1電磁閥和氣動(dòng)閥

4.2電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥

4.3電氣轉(zhuǎn)換器

4.4氣動(dòng)和液壓換向電磁閥

4.5電液比例閥

4.6電液伺服閥

4.7電液數(shù)字閥

4.8磁粉離合器和磁粉制動(dòng)器

4.9電磁離合器和電磁制動(dòng)器

4.10自力式調(diào)節(jié)閥

4.11其他電動(dòng)裝置

第5章工業(yè)領(lǐng)域常用的電動(dòng)機(jī)

5.1三相交流電動(dòng)機(jī)

5.1.1三相交流異步電動(dòng)機(jī)的基本原理

5.1.2三相交流電動(dòng)機(jī)的反向運(yùn)行

5.1.3三相交流電動(dòng)機(jī)的極數(shù)

5.1.4三相交流異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)

5.1.5三相交流電動(dòng)機(jī)定子繞組的基本知識(shí)

5.1.6三相交流電動(dòng)機(jī)的幾種外部和內(nèi)部的接線(xiàn)方式

5.1.7三相交流電動(dòng)機(jī)的常用參數(shù)的計(jì)算和估算

5.1.8三相永磁同步交流電動(dòng)機(jī)

5.1.9三相交流同步電動(dòng)機(jī)

5.1.10繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子三相交流異步電動(dòng)機(jī)

5.1.11三相變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)

5.2單相交流電動(dòng)機(jī)

5.3直流電動(dòng)機(jī)

5.4直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)

5.5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

5.6伺服電動(dòng)機(jī)

5.7直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)

5.8開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)

第6章設(shè)備的調(diào)速方法

6.1交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

6.2交流電動(dòng)機(jī)的效率

6.3交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法

6.3.1改變極對(duì)數(shù)的調(diào)速方法

6.3.2改變轉(zhuǎn)差率的12種調(diào)速方法

6.3.3改變頻率的調(diào)速方法

6.4其他調(diào)速設(shè)備

6.5電磁轉(zhuǎn)差離合器

6.6液力耦合調(diào)速器

6.7液粘調(diào)速離合器

6.8機(jī)械調(diào)速器

6.9直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法

6.10交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器

6.11步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器

第7章變頻器的調(diào)速原理及使用方法

7.1通用變頻器的主電路結(jié)構(gòu)

7.2正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）方式及其實(shí)現(xiàn)方法

7.3變頻器的諧波和應(yīng)對(duì)措施

7.4輸入輸出電抗器的估算

7.5變頻器輸入輸出電壓、電流和功率的測(cè)量

7.6變頻器的基本使用方法

7.6.1變頻器的選型

7.6.2變頻器的主要?jiǎng)恿涂刂平泳€(xiàn)

7.6.3變頻器的基本參數(shù)設(shè)定

7.6.4變頻器的外形

7.7變頻器的散熱問(wèn)題和無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題

7.8變頻器的壓頻控制

7.9變頻器的矢量控制

7.10變頻器的直接轉(zhuǎn)矩控制

7.11制動(dòng)電阻的計(jì)算和估算

7.12變頻器中的PID及電源反接問(wèn)題

7.13富士變頻器的基本使用方法

7.13.1需要掌握的要領(lǐng)

7.13.2富士變頻器外形

7.13.3富士變頻器型號(hào)及總體框圖

7.13.4富士變頻器的接線(xiàn)

7.13.5富士變頻器的參數(shù)設(shè)定

7.13.6富士變頻器的數(shù)據(jù)快速查詢(xún)和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視

7.13.7富士變頻器的使用高度及散熱等問(wèn)題

第8章電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率的節(jié)能補(bǔ)償

8.1無(wú)功電流和無(wú)功功率

8.2無(wú)功電流和無(wú)功功率的補(bǔ)償

8.3電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償

第9章變壓器的合理配置與節(jié)能運(yùn)行

9.1變壓器的基本數(shù)據(jù)

9.2變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行判別方法

9.3變壓器容量選擇和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)該注意的問(wèn)題及誤區(qū)

第10章水泵風(fēng)機(jī)的節(jié)能優(yōu)化調(diào)速定律和切換定律

10.1引言

10.2水泵的特性

10.3水泵站消耗的總功率

10.4定速泵站的最優(yōu)負(fù)荷分配控制

10.5定速泵站的最優(yōu)切換控制

10.6定速泵站的一個(gè)優(yōu)化案例

10.7變速水泵的特性

10.8調(diào)速泵站的總功耗

10.9調(diào)速泵站的負(fù)荷優(yōu)化控制

10.10調(diào)速泵站運(yùn)行數(shù)量的優(yōu)化切換

10.11調(diào)速泵站的一個(gè)實(shí)際案例

10.12節(jié)電比例可實(shí)現(xiàn)的必要條件

10.13關(guān)曲線(xiàn)和開(kāi)曲線(xiàn)

第11章多動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能

11.1引言

11.2多動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)消耗的總功率

11.3多動(dòng)力系統(tǒng)的最優(yōu)負(fù)荷分配控制

11.4多動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力臺(tái)數(shù)的優(yōu)化切換

第12章電網(wǎng)輸電和配電的優(yōu)化控制與調(diào)度

12.1引言

12.2電網(wǎng)消耗的總電能

12.3電網(wǎng)的最優(yōu)調(diào)度

12.4一個(gè)電網(wǎng)下多個(gè)變壓器供電的能量關(guān)系

12.5一個(gè)電網(wǎng)下多個(gè)變壓器供電的最優(yōu)調(diào)度

12.6一個(gè)電網(wǎng)下多個(gè)變壓器供電的最優(yōu)運(yùn)行臺(tái)數(shù)

12.7一個(gè)電網(wǎng)下多個(gè)變壓器供電的整體最高效率

12.8一個(gè)電網(wǎng)下多個(gè)變壓器供電的最優(yōu)切換法則

第13章多鍋爐系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)節(jié)與優(yōu)化調(diào)度

13.1引言

13.2多個(gè)鍋爐共同供熱系統(tǒng)的能量關(guān)系

13.3多個(gè)鍋爐共同供熱系統(tǒng)的最優(yōu)調(diào)度

13.4多個(gè)鍋爐共同供熱系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行臺(tái)數(shù)

13.5多個(gè)鍋爐共同供熱系統(tǒng)的整體最高效率

13.6多個(gè)鍋爐共同供熱系統(tǒng)的最優(yōu)切換法則

第14章降低運(yùn)行費(fèi)用的調(diào)度方式

14.1通過(guò)優(yōu)化調(diào)度降低基本電費(fèi)

14.2通過(guò)優(yōu)化調(diào)度降低總運(yùn)行費(fèi)用

14.3抽水蓄能電站

14.4通過(guò)優(yōu)化調(diào)度降低總用電量

第15章空調(diào)系統(tǒng)和熱交換站的節(jié)能和降低運(yùn)行費(fèi)用

15.1中央空調(diào)泵站和城市供熱系統(tǒng)采暖泵站的節(jié)能方法

15.2中央空調(diào)泵站的節(jié)能分析

15.3中央空調(diào)系統(tǒng)降低運(yùn)行費(fèi)用的冰（或水）蓄冷技術(shù)

15.4地源熱泵室內(nèi)空調(diào)技術(shù)

第16章無(wú)負(fù)壓節(jié)能供水

16.1二次加壓泵站

16.2無(wú)負(fù)壓供水方式的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)

16.3無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備的基本構(gòu)成

16.4存在的6個(gè)問(wèn)題

16.4.1水泵選型面臨的問(wèn)題

16.4.2有時(shí)仍存在大量的電能浪費(fèi)問(wèn)題

16.4.3衛(wèi)生隱患問(wèn)題

16.4.4水泵氣蝕問(wèn)題

16.4.5膠囊式無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備的膠囊壽命問(wèn)題

16.4.6容積及成本問(wèn)題

16.5清潔型無(wú)負(fù)壓無(wú)氣蝕膠囊式節(jié)能供水設(shè)備

第17章其他常用的節(jié)能方法

17.1電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)降壓節(jié)電

17.2液壓機(jī)、注塑機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)等設(shè)備的節(jié)電控制

17.3照明降壓節(jié)電

17.4余熱回收

17.5太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)

17.6風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

第18章工業(yè)領(lǐng)域中相同設(shè)備組成系統(tǒng)的量子優(yōu)化法則

18.1問(wèn)題的提出

18.2一類(lèi)函數(shù)的極值點(diǎn)和極值

18.2.1k值固定找出極值和極值點(diǎn)

18.2.2k值變化找出最大或最小極值點(diǎn)

18.3加權(quán)效率優(yōu)化的負(fù)荷分配法則

18.4加權(quán)效率優(yōu)化運(yùn)行數(shù)量法則

18.5加權(quán)效率優(yōu)化切換法則

18.6有約束的加權(quán)效率優(yōu)化負(fù)荷分配法則

18.7有約束的加權(quán)效率優(yōu)化運(yùn)行數(shù)量法則

18.8有約束條件的加權(quán)效率優(yōu)化切換法則

18.9加權(quán)效率優(yōu)化系統(tǒng)的幾個(gè)重要特點(diǎn)

18.10更一般意義上的通用設(shè)備的效率優(yōu)化

18.11更一般意義上的最優(yōu)切換控制

18.12一種工程上方便使用的近似

最優(yōu)運(yùn)行臺(tái)數(shù)判別法則和近似

最優(yōu)切換法則

第19章工業(yè)領(lǐng)域中不同設(shè)備組成系統(tǒng)的量子優(yōu)化法則

19.1問(wèn)題的提出

19.2兩種不同設(shè)備構(gòu)成系統(tǒng)的總效率

19.3兩種不同設(shè)備構(gòu)成系統(tǒng)的效率優(yōu)化

19.4局部最優(yōu)和整體最優(yōu)的關(guān)系

19.5三種不同設(shè)備組成系統(tǒng)的總效率

19.6三種不同設(shè)備組成系統(tǒng)的效率優(yōu)化

19.7三種以上不同設(shè)備組成系統(tǒng)的總效率

19.8三種以上不同設(shè)備組成系統(tǒng)的理論優(yōu)化方法

19.9兩種不同設(shè)備組成系統(tǒng)的工程優(yōu)化方法——梯度循環(huán)法

19.10兩種不同設(shè)備的優(yōu)化分析

19.11兩種不同設(shè)備組成系統(tǒng)的設(shè)備切換優(yōu)化法則

19.12效率優(yōu)化的幾個(gè)重要特點(diǎn)

19.13三種不同設(shè)備組成系統(tǒng)的工程優(yōu)化方法——梯度循環(huán)法

19.14三種不同設(shè)備組成系統(tǒng)的優(yōu)化分析

19.15三種以上不同設(shè)備組成系統(tǒng)的工程優(yōu)化方法——梯度循環(huán)法

19.16不同型號(hào)的同類(lèi)設(shè)備的效率相似性及負(fù)載率

19.17不同型號(hào)的同類(lèi)設(shè)備的相似優(yōu)化法則

參考文獻(xiàn)2100433B

《通用設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化控制方法和調(diào)度方法》對(duì)工業(yè)領(lǐng)域中節(jié)能系統(tǒng)常用的傳感器、執(zhí)行器、電動(dòng)機(jī)、變頻器進(jìn)行了深入淺出的講解，并對(duì)社會(huì)用電量很大的水泵風(fēng)機(jī)、輸送電電網(wǎng)、高速列車(chē)、長(zhǎng)距離輸送機(jī)、鍋爐、空調(diào)器、變壓器、無(wú)功補(bǔ)償器等設(shè)備，給出了迄今為止最前沿的節(jié)能節(jié)電優(yōu)化調(diào)節(jié)和優(yōu)化調(diào)度方法?！锻ㄓ迷O(shè)備的節(jié)能優(yōu)化控制方法和調(diào)度方法》針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域中存在的大量通用設(shè)備，分析了實(shí)質(zhì)，總結(jié)了共性，給出了一種簡(jiǎn)單通用的節(jié)能調(diào)節(jié)與節(jié)能調(diào)度方法——量子優(yōu)化法則?！锻ㄓ迷O(shè)備的節(jié)能優(yōu)化控制方法和調(diào)度方法》力圖使讀者在短期內(nèi)掌握節(jié)能工作中常用的一些實(shí)用知識(shí)，并為從事節(jié)能節(jié)電工作的大中專(zhuān)畢業(yè)生、本科畢業(yè)生及研究生掌握核心節(jié)能技術(shù)提供幫助?！锻ㄓ迷O(shè)備的節(jié)能優(yōu)化控制方法和調(diào)度方法》也可作為從事節(jié)能節(jié)電工作的工程師的培訓(xùn)教材和自學(xué)教材。

內(nèi)容介紹

《電氣節(jié)能控制方法與實(shí)踐》對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、無(wú)功補(bǔ)償、無(wú)負(fù)壓供水、優(yōu)化調(diào)度、高壓電動(dòng)機(jī)的降壓改造，變頻器、注塑機(jī)、照明等節(jié)能領(lǐng)域的有關(guān)節(jié)能措施和節(jié)能判別準(zhǔn)則進(jìn)行了深入淺出的分析和講解，并給出了如何使用變頻器、PLC、觸摸屏和組態(tài)軟件量化實(shí)施節(jié)能工程的方法。《電氣節(jié)能控制方法與實(shí)踐》尤其對(duì)社會(huì)用電量很大的水泵、風(fēng)機(jī)進(jìn)行了量化的節(jié)能分析，并對(duì)該領(lǐng)域存在的問(wèn)題及部分模糊概念和節(jié)能知識(shí)的誤區(qū)進(jìn)行了剖析，給出了該領(lǐng)域前沿的量化節(jié)能測(cè)算、量化節(jié)能設(shè)計(jì)和量化節(jié)能控制技術(shù)?！峨姎夤?jié)能控制方法與實(shí)踐》還對(duì)變頻器升級(jí)的重要方向——實(shí)現(xiàn)節(jié)電可控性進(jìn)行了探討并給出了具體方法，首次公開(kāi)了如何在已經(jīng)上了變頻器的泵站繼續(xù)實(shí)現(xiàn)深度節(jié)能的控制方法。

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微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度是一種非線(xiàn)性、多模型、多目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的能量供需平衡是優(yōu)化調(diào)度首先要解決的問(wèn)題。微電網(wǎng)作為一種新型的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也是如此。微電網(wǎng)能量平衡的基本任務(wù)是指在一定的控制策略下，使微電網(wǎng)中的各分布式電源及儲(chǔ)能裝置的輸出功率滿(mǎn)足微電網(wǎng)的負(fù)荷需求，保證微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。

與傳統(tǒng)的電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度相比，微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度模型更加復(fù)雜。

首先，微電網(wǎng)能夠?yàn)榈貐^(qū)提高熱（冷）/電負(fù)荷，因此，在考慮電功率平衡的同時(shí)，也要保證熱（冷）負(fù)荷供需平衡。

其次，微電網(wǎng)中分布式電源發(fā)電形式各異，其運(yùn)行特性各不相同。而風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源也易受天氣因素影響。同時(shí)這類(lèi)電源容量較小，單一的負(fù)荷變化都可能對(duì)微電網(wǎng)的功率平衡產(chǎn)生顯著影響。

最后，微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度不僅僅需要考慮發(fā)電的經(jīng)濟(jì)成本，還需要考慮分布式電源組合的整體環(huán)境效益。這就無(wú)形中增加了微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的難度，由原來(lái)傳統(tǒng)的單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)變成了一個(gè)多目標(biāo)的優(yōu)化問(wèn)題。

因此，微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度必須從微電網(wǎng)整體出發(fā)，考慮微電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性，綜合熱（冷）/電負(fù)荷需求、分布式電源發(fā)電特性、電能質(zhì)量要求、需求側(cè)管理等信息，確定各個(gè)微電源的處理分配、微電網(wǎng)與大電網(wǎng)間的交互功率以及負(fù)荷控制命令，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)中的各分布式電源、儲(chǔ)能單元與負(fù)荷間的最佳配置。

目前，對(duì)含多種分布式電源的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了一些相關(guān)的研究。 2100433B

本書(shū)圍繞著項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題及其解決方法展開(kāi)論述，全書(shū)共分為10章。前3章歸納總結(jié)了項(xiàng)目調(diào)度相關(guān)領(lǐng)域的基本知識(shí)和常見(jiàn)的優(yōu)化算法；第4章描述和定義了資源約束項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題和多模式資源約束項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題基本模型，并給出了基于粒子群算法的求解過(guò)程。第5章及之后的各章所討論的問(wèn)題都屬于在第4章基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的模型。第5章考慮帶時(shí)間窗的資源約束項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題；第6章是時(shí)間-成本權(quán)衡項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題，包括工期-費(fèi)用-質(zhì)量綜合權(quán)衡項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題；第7章討論資源均衡項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題，以最小化資源利用的波動(dòng)變化為目標(biāo)；第8章是關(guān)于柔性資源約束的項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題，重點(diǎn)討論具有柔性資源特征的軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目調(diào)度；第9章涉及了資源約束的多項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題；第10章是以最大化項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值為目標(biāo)的資源約束項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題。

本書(shū)在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)化地把作者多年來(lái)針對(duì)項(xiàng)目調(diào)度問(wèn)題的研究成果和心得展示出來(lái)，適合從事項(xiàng)目管理研究工作的學(xué)者、工程師和管理專(zhuān)家閱讀使用。