動力包系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種動力包系統(tǒng)，涉及電站裝備的變頻應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，通過對于系統(tǒng)最優(yōu)效率的追蹤控制，從而可有效避免系統(tǒng)控制過程出現(xiàn)諸如大馬拉小車等能量的浪費，即能夠以最小的功率消耗，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間的最優(yōu)運行匹配，可實現(xiàn)在傳統(tǒng)變頻控制的基礎(chǔ)上再節(jié)能3％～8％，進而能夠在降低能耗的同時大大提升電廠的經(jīng)濟效益；同時，本申請中的技術(shù)方案中基于全集成優(yōu)化控制策略的動力包系統(tǒng)還有利于電站裝備的集成化、智能化升級，進而有助于整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級改造。
【專利說明】
動力包系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電站裝備的變頻應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動力包系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，進行變頻改造的電站系統(tǒng)(如火力發(fā)電系統(tǒng))，一般包括變頻器、電機、負載(如風(fēng)機或凝栗、壓縮機等)及上位系統(tǒng)等部件。在實際應(yīng)用中，一般是上位系統(tǒng)發(fā)出控制指令至變頻器，以控制并驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)，進而帶動負載工作，從而達到預(yù)定控制的目標。
[0003]當前火電廠系統(tǒng)中的電機和變頻系統(tǒng)主要是采用通用的矢量控制或VVVF控制策略，而這些控制策略多是基于磁場恒定控制模塊的前提下工作的，且對于包括負載在內(nèi)的整個系統(tǒng)的閉環(huán)控制則是多采用PID方式進行操作，即整個控制系統(tǒng)在設(shè)置調(diào)試完成后，不論負載是否變化，該系統(tǒng)的控制策略均不會有所改變，進而會在諸如負載等系統(tǒng)內(nèi)的部件發(fā)生變化時，會使得其功耗消耗較大，造成能源的浪費。
[0004]另外，由于系統(tǒng)中的各個設(shè)備是離散供貨，就會使得系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備參數(shù)的匹配不能達到最優(yōu)，而若負載隨著電廠工況產(chǎn)生變化時，由于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不具備對于包括負載在內(nèi)的系統(tǒng)整體關(guān)鍵信息的整合與優(yōu)化條件，故難以追蹤系統(tǒng)的最大效率點，且在負載有較大變化情況下，其存在調(diào)整時間過長、設(shè)備運行不平穩(wěn)等諸多缺陷，這樣就會使得采用傳統(tǒng)的控制策略的冷卻系統(tǒng)其運行效率無法處于最優(yōu)狀態(tài)，進而進一步造成能源浪費。
[0005]同時，在整個系統(tǒng)中，變頻器的輸出決定了電機的運行狀態(tài)，而電機的運行效率又與負載相關(guān)，且電機的運行狀態(tài)又決定了負載的效率，而由于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)沒有對變頻器、電機、負載統(tǒng)一建模優(yōu)化(即只能按照既定程式輸出控制指令)，無法確保整個系統(tǒng)具有較佳的工作效率，進而會進一步的加劇系統(tǒng)能量的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述存在的問題，本實用新型記載了一種動力包系統(tǒng)，通過對于系統(tǒng)最優(yōu)效率的追蹤控制，從而可有效避免工業(yè)系統(tǒng)的控制過程出現(xiàn)諸如大馬拉小車等能量的浪費，即能夠以最小的功率消耗，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間的最優(yōu)運行匹配，可實現(xiàn)在傳統(tǒng)變頻控制的基礎(chǔ)上再節(jié)能3%?8%，進而能夠在降低能耗的同時大大提升電廠的經(jīng)濟效益；同時，本申請中的技術(shù)方案中基于全集成優(yōu)化控制策略的動力包系統(tǒng)還有利于傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)(如火電廠等)的集成化、智能化升級，進而有助于整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級改造。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:
[0008]—種動力包系統(tǒng)，可應(yīng)用于電站系統(tǒng)的變頻改造(如發(fā)電廠工廠管網(wǎng)冷卻系統(tǒng)的變頻改造等)，所述動力包系統(tǒng)，包括:
[0009]負載設(shè)備，如凝栗等，作為所述動力包系統(tǒng)(如變頻改造后的發(fā)電廠管網(wǎng)冷卻系統(tǒng))的執(zhí)行設(shè)備，以對目標變量進行有效控制；
[0010]驅(qū)動設(shè)備，驅(qū)動所述負載設(shè)備工作；
[0011]變頻器，與所述驅(qū)動設(shè)備連接，以通過調(diào)整所述驅(qū)動設(shè)備的供電電能來控制所述負載設(shè)備的運行；
[0012]動力包控制設(shè)備，分別與所述負載設(shè)備、所述驅(qū)動設(shè)備和所述變頻器連接；
[0013]其中，所述動力包控制設(shè)備獲取并根據(jù)所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的參數(shù)，輸出優(yōu)化指令至所述負載設(shè)備和/或所述驅(qū)動設(shè)備和/或所述變頻器，以對所述動力包系統(tǒng)的運行效率進行優(yōu)化。
[0014]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)中:
[0015]所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的參數(shù)均包括屬性參數(shù)和實時運行參數(shù)。
[0016]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)中所述動力包控制設(shè)備包括:
[0017]動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元，存儲有所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的屬性參數(shù)；
[0018]智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器，分別與所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備連接，以實時獲取所述各設(shè)備的實時運行參數(shù)；
[0019]智能運行模式發(fā)生器，分別與所述動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元和所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器連接；以及
[0020]智能預(yù)測補償器，分別與所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器、所述智能運行模式發(fā)生器及所述變頻器連接；
[0021]其中，所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器中存儲有基于所述動力包系統(tǒng)準確參數(shù)的數(shù)學(xué)觀測模型，以根據(jù)所述實時運行參數(shù)和所述數(shù)學(xué)觀測模型輸出當前實際運行效率;所述智能運行模式發(fā)生器根據(jù)接收的所述屬性參數(shù)、所述實時運行參數(shù)、所述當前實際運行效率和工況參數(shù)輸出理論最優(yōu)指令和下一時間單元效率理論值;所述智能預(yù)測補償器根據(jù)接收的所述當前實際運行效率和所述下一時間單元效率理論值對所述理論最優(yōu)指令進行補償，以輸出所述優(yōu)化指令至所述負載設(shè)備和/或所述驅(qū)動設(shè)備和/或所述變頻器。
[0022]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)中:
[0023]所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器通過傳感器分別與所述動力包系統(tǒng)中的所述負載設(shè)備和所述驅(qū)動設(shè)備各設(shè)備連接，以獲取所述負載設(shè)備的實時運行參數(shù)和所述驅(qū)動設(shè)備的實時運行參數(shù)；以及
[0024]所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器通過通訊方式直接與所述變頻器連接，以獲取所述變頻器的實時運行參數(shù)。
[0025]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)還包括:
[0026]遠程監(jiān)控設(shè)備，與所述智能運行模式發(fā)生器連接，以用于輸入所述工況參數(shù)至所述智能運行模式發(fā)生器及顯示所述動力包系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)。
[0027]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)中:
[0028]所述驅(qū)動設(shè)備為感應(yīng)電機，所述負載設(shè)備包括風(fēng)機和/或凝栗和/或壓縮機等；
[0029]其中，所述感應(yīng)電機驅(qū)動所述風(fēng)機和/或所述凝栗和/或壓縮機等負載設(shè)備工作。
[0030]本申請還提供了一種動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法，可基于上述任意一項所述的動力包系統(tǒng)，所述方法包括:
[0031]對所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備進行優(yōu)化匹配后，將各設(shè)備的屬性參數(shù)輸入至動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元；
[0032]利用存儲有基于所述動力包系統(tǒng)準確參數(shù)的數(shù)學(xué)觀測模型的智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器獲取所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的實時運行參數(shù)，且該智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器基于所述數(shù)學(xué)觀測模型并根據(jù)所述實時運行參數(shù)和所述屬性參數(shù)輸出當前實際運行效率；
[0033]根據(jù)輸入的工況參數(shù)，所述智能運行模式發(fā)生器利用接收的所述屬性參數(shù)、所述實時運行參數(shù)和所述當前實際運行效率輸出理論最優(yōu)指令至負載設(shè)備和/或驅(qū)動設(shè)備和/或變頻器，以對所述動力包系統(tǒng)的運行效率進行優(yōu)化。
[0034]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法中，所述智能運行模式發(fā)生器根據(jù)接收的所述屬性參數(shù)、所述實時運行參數(shù)、所述當前實際運行效率和所述工況參數(shù)輸出下一時間單元效率理論值，所述方法還包括:
[0035]智能預(yù)測補償器根據(jù)接收的所述當前實際運行效率和所述下一時間單元效率理論值對所述理論最優(yōu)指令進行補償，以輸出所述優(yōu)化指令至負載設(shè)備和/或驅(qū)動設(shè)備和/或變頻器，以對所述動力包系統(tǒng)的運行效率進行優(yōu)化。
[0036]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法還包括:
[0037]利用遠程監(jiān)控設(shè)備輸入所述工況參數(shù)至所述智能運行模式發(fā)生器及顯示所述動力包系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)。
[0038]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法中:
[0039]所述驅(qū)動設(shè)備為感應(yīng)電機，所述負載設(shè)備包括風(fēng)機和/或凝栗和/或壓縮機；
[0040]其中，所述感應(yīng)電機驅(qū)動所述風(fēng)機和/或所述凝栗和/或所述壓縮機工作。
【附圖說明】
[0041]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型及其特征、外形和優(yōu)點將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。
[0042]圖1是本實用新型實施例一所提供的動力包系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2是圖1中動力包控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系示意圖；
[0044]圖3是本實用新型實施例二所提供的動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法的流程圖；
[0045]圖4是本實用新型實施例中以凝栗作為負載設(shè)備時進行優(yōu)化的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和具體的實施例，對本實用新型作進一步的說明，但是不作為本實用新型的限定。
[0047]實施例一:
[0048]圖1是本實用新型實施例一所提供的動力包系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1中動力包控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系示意圖；如圖1?2所示，本實施例提供了一種動力包系統(tǒng)，可應(yīng)用于發(fā)電廠的工廠管網(wǎng)冷卻系統(tǒng)中，具體可包括:
[0049]負載設(shè)備，可作為動力包系統(tǒng)的執(zhí)行設(shè)備，以用于對發(fā)電廠中的熱源進行降溫處理;例如該負載設(shè)備可為發(fā)電廠中的大型風(fēng)機和/或凝栗和/或壓縮機等設(shè)備。
[0050]驅(qū)動設(shè)備，可通過傳動設(shè)備(如軸承傳動系統(tǒng)等)與上述的負載設(shè)備連接，以驅(qū)動負載設(shè)備工作;例如，該驅(qū)動設(shè)備可為電動機(如感應(yīng)電機等)，一般為用電設(shè)備，即利用電能來驅(qū)動上述的風(fēng)機和/或凝栗和/或壓縮機等負載設(shè)備工作，以對熱源進行散熱降溫處理。
[0051]變頻器，可通過濾波器來與上述的驅(qū)動設(shè)備連接，以通過調(diào)整向驅(qū)動設(shè)備輸送的能量來控制驅(qū)動設(shè)備的運行，例如可通過調(diào)整電動機獲得的電能(如電壓、電流等電性參數(shù))來調(diào)整感應(yīng)電機(即電動機)的轉(zhuǎn)速，進而來調(diào)整風(fēng)機和/或凝栗和/或壓縮機等負載設(shè)備的運轉(zhuǎn)(一般調(diào)整轉(zhuǎn)速)。
[0052]動力包控制設(shè)備，分別與上述的負載設(shè)備、驅(qū)動設(shè)備及變頻器等各部件連接，以獲取并根據(jù)所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的參數(shù)(可包括自身設(shè)備預(yù)設(shè)的屬性參數(shù)和當前工作的實時運行參數(shù)等)，輸出優(yōu)化指令至所述負載設(shè)備和/或所述驅(qū)動設(shè)備和/或所述變頻器，以對所述動力包系統(tǒng)的運行效率進行優(yōu)化。
[0053]遠程監(jiān)控設(shè)備(可包括顯示設(shè)備和輸入設(shè)備等部件)，與上述的動力包控制設(shè)備連接，以用于輸入根據(jù)實際需求而設(shè)定的工況參數(shù)至動力包控制設(shè)備中(可利用上述的輸入設(shè)備(如鍵盤、鼠標、觸摸屏等)，同時還能用于顯示動力包系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)等相關(guān)參數(shù)
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[0054]優(yōu)選的，上述的動力包控制設(shè)備可包括動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元、智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器、智能運行模式發(fā)生器及智能預(yù)測補償器等部件，且動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元可存儲有所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的屬性參數(shù)，智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器則可分別與所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備連接，以用于實時獲取所述各設(shè)備的實時運行參數(shù)，而智能運行模式發(fā)生器則可分別與所述動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元和所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器連接；同時，智能預(yù)測補償器則可分別與所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器、所述智能運行模式發(fā)生器及所述變頻器連接;具體的:
[0055]上述的智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器中存儲有基于所述動力包系統(tǒng)準確參數(shù)的數(shù)學(xué)觀測模型，以根據(jù)所述實時運行參數(shù)和所述數(shù)學(xué)觀測模型輸出當前實際運行效率;所述智能運行模式發(fā)生器根據(jù)接收的所述屬性參數(shù)、所述實時運行參數(shù)、所述當前實際運行效率和工況參數(shù)輸出理論最優(yōu)指令和下一時間單元效率理論值;所述智能預(yù)測補償器根據(jù)接收的所述當前實際運行效率和所述下一時間單元效率理論值對所述理論最優(yōu)指令進行補償，以輸出所述優(yōu)化指令至所述負載設(shè)備和/或所述驅(qū)動設(shè)備和/或所述變頻器。
[0056]進一步的，上述的智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器則可通過傳感器分別與所述動力包系統(tǒng)中的所述負載設(shè)備和所述驅(qū)動設(shè)備各設(shè)備連接，以獲取所述負載設(shè)備的實時運行參數(shù)和所述驅(qū)動設(shè)備的實時運行參數(shù);而所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器通過通訊方式直接與所述變頻器連接，以獲取所述變頻器的實時運行參數(shù)。
[0057]本實施例中的動力包系統(tǒng)，為可基于全系統(tǒng)集成優(yōu)化控制策略的動力包控制系統(tǒng)，通過關(guān)鍵技術(shù)的有機配合，可實現(xiàn)對系統(tǒng)最優(yōu)效率的追蹤控制，例如:
[0058]I)本實施例中的智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器，其不同于傳統(tǒng)的單一設(shè)備狀態(tài)觀測器，而是建立基于整個動力包系統(tǒng)(如可包括變頻器、感應(yīng)電機、風(fēng)機、凝栗、壓縮機等)準確參數(shù)的數(shù)學(xué)觀測模型，并可利用傳感器反饋得到的實際運行參數(shù)，通過綜合評估各設(shè)備運行效率、計算系統(tǒng)進而可獲得各個設(shè)備及整體系統(tǒng)運行效率。
[0059]2)本實施例中智能系統(tǒng)運行模式發(fā)生器，則不同于傳統(tǒng)控制策略下控制模型設(shè)定完成就不再改變的狀態(tài)，即該智能系統(tǒng)運行模式發(fā)生器能夠根據(jù)準確參數(shù)模型與實際工況，建立對應(yīng)各工況的一體化控制模型，確定各工況下的最優(yōu)控制指令，制成指令表存儲于中央處理器，以分層次階段調(diào)整各設(shè)備的運行狀態(tài)。
[0060]3)本實施例中的智能預(yù)測補償器，可對整個調(diào)整過程進行離散處理，即在每一個單位調(diào)整時間，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)觀測器得到的系統(tǒng)運行參數(shù)，預(yù)測下一時間元的運行參數(shù)，結(jié)合與最優(yōu)控制指令，進行偏差補償調(diào)整，在保證智能調(diào)整過程的穩(wěn)定與可靠的前提下，還能進一步加快調(diào)整過程，并同時確保系統(tǒng)各設(shè)備的平穩(wěn)運行。
[0061]轉(zhuǎn)速估計模塊可建立基于動力包電機準確參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合給定的參考頻率及實際獲得的電壓、電流等參數(shù)，實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速及位置的估計，進而可在開環(huán)狀態(tài)下獲取電動機當前轉(zhuǎn)速的近似值。
[0062]優(yōu)選的，上述的負載觀測模塊則可建立基于動力包各設(shè)備準確參數(shù)的數(shù)學(xué)觀測模型，并可利用高階滑模控制器，來保證控制量的連續(xù)平滑和快速響應(yīng)。
[0063]優(yōu)選的，上述的諧振抑制補償控制器則可通過對觀測到的負載(如風(fēng)機和/或凝栗和/或壓縮機等)轉(zhuǎn)速、傳動軸扭轉(zhuǎn)角的處理，來獲得對電動機的輸入頻率的微調(diào)補償量，并可配合設(shè)置在VF電流分配模塊與驅(qū)動設(shè)備之間的濾波器(即提供電能的電源分別與VF電流分配模塊和諧振抑制補償控制器連接，而VF電流分配模塊則依次通過諸如濾波器、SVPffM模塊及逆變器等部件后連接至感應(yīng)電機，以向感應(yīng)電機提供電能運行，進而利用感應(yīng)電機驅(qū)動諸如風(fēng)機等負載設(shè)備工作)，來減少引起扭振的諧波分量，進而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速平穩(wěn)控制，以抑制系統(tǒng)出現(xiàn)軸扭振等不利現(xiàn)象的出現(xiàn)。
[0064]需要注意的，本實施例僅是以發(fā)電廠的工廠管網(wǎng)冷卻系統(tǒng)為例進行說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當知悉的是，本申請記載的技術(shù)方案可基于公知知識結(jié)合本申請中記載的相關(guān)內(nèi)容還能適用于其他的能夠?qū)崿F(xiàn)變頻的電站系統(tǒng)中，由于其基本原理均較為近似，為了闡述簡潔故在此不予累述。
[0065]實施例二
[0066]圖3是本實用新型實施例二所提供的動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法的流程圖，本實施例二中動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法可基于上述實施例一動力包系統(tǒng)的基礎(chǔ)上(即實施例一與實施例二中相同或相應(yīng)的技術(shù)特征之間可以相互適用)，可應(yīng)用于諸如發(fā)電廠中對于熱源的冷卻中，如圖1?3所示，上述的動力包系統(tǒng)優(yōu)化方法可包括:
[0067]首先，可對所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備進行優(yōu)化匹配后，將各設(shè)備的屬性參數(shù)輸入至動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元。
[0068]其次，可利用存儲有基于所述動力包系統(tǒng)準確參數(shù)的數(shù)學(xué)觀測模型的智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器獲取所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的實時運行參數(shù)，且該智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器基于所述數(shù)學(xué)觀測模型并根據(jù)所述實時運行參數(shù)和所述屬性參數(shù)輸出當前實際運行效率。
[0069]之后，可根據(jù)輸入的工況參數(shù)，所述智能運行模式發(fā)生器利用接收的所述屬性參數(shù)、所述實時運行參數(shù)和所述當前實際運行效率輸出理論最優(yōu)指令至負載設(shè)備和/或驅(qū)動設(shè)備和/或變頻器，以對所述動力包系統(tǒng)的運行效率進行優(yōu)化。
[0070]進一步的，可利用智能預(yù)測補償器根據(jù)接收的所述當前實際運行效率和所述下一時間單元效率理論值對所述理論最優(yōu)指令進行補償，以輸出所述優(yōu)化指令至負載設(shè)備和/或驅(qū)動設(shè)備和/或變頻器，以對所述動力包系統(tǒng)的運行效率進行優(yōu)化。
[0071]進一步的，可利用遠程監(jiān)控設(shè)備輸入所述工況參數(shù)至所述智能運行模式發(fā)生器及顯示所述動力包系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)。
[0072]具體的，首先，可在選定動力包系統(tǒng)中各設(shè)備時，先進行各設(shè)備參數(shù)的優(yōu)化匹配，并將各設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)(即屬性參數(shù))寫入智能中央控制器(如動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元)，以備中央控制器內(nèi)部建模使用；其次，可通過傳感器獲得電機、凝栗等的關(guān)鍵運行參數(shù)(即實時運行參數(shù))，可通過通訊方式獲得變頻器運行參數(shù)(即實時運行參數(shù))，將關(guān)鍵參數(shù)送至中央控制器的觀測器入口(即發(fā)送至智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器)，以用于評估系統(tǒng)的實際運行效率(當前實時運行效率)、實際關(guān)鍵運行參數(shù)(即實時運行參數(shù))；之后，在動力包訂制階段，可根據(jù)實際需求，將現(xiàn)場的工況參數(shù)輸入中央控制器(即智能運行模式發(fā)生器)，以建立對應(yīng)不同工況下的最優(yōu)指令表，對應(yīng)于各工況下系統(tǒng)理論可達到的最優(yōu)效率。最后，在實際運行過程中，由智能運行模式發(fā)生器模塊根據(jù)接收的實時運行參數(shù)、當前實際運行參數(shù)及公開參數(shù)等進行綜合評估，輸出理論最優(yōu)指令至變頻器和/或驅(qū)動設(shè)備和/或降溫負載設(shè)備，以實現(xiàn)對動力包系統(tǒng)運行效率的優(yōu)化操作。
[0073]進一步的，為了對動力包系統(tǒng)運行效率進一步的優(yōu)化，可在工況調(diào)整階段，利用智能預(yù)測補償器，在單個離散時間單元，根據(jù)智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器獲得的當前實際運行參數(shù)、智能運行模式發(fā)生器輸出的下一時間單元運行效率理論值及內(nèi)部理論模型計算參數(shù)，追蹤效率偏差，輸出補償指令以對理論最優(yōu)指令進行補償，進而使得在動力包系統(tǒng)在下一時間單元內(nèi)能夠趨近甚至達到下一時間單元運行效率理論值。
[0074]圖4是本實用新型實施例中以凝栗作為負載設(shè)備時進行優(yōu)化的結(jié)構(gòu)示意圖；為了更加詳細的闡明本申請的技術(shù)方案，下面就以負載設(shè)備為凝栗進行詳細說明，如圖4所示:
[0075]預(yù)設(shè)以凝栗從額定狀態(tài)調(diào)整為輕載狀態(tài)，定義Tη為當前時間單元，而在Tn+1時間內(nèi)，可根據(jù)實際的負載，中央控制器得到對應(yīng)的最優(yōu)控制指令;首先，在第一階段以負載效率最優(yōu)模式，可調(diào)整變頻器與感應(yīng)電機，使凝栗運行于滿足工況的最優(yōu)效率狀態(tài);其次，在第二階段則保持凝栗運行參數(shù)不變，追蹤感應(yīng)電機最大效率，補償調(diào)整最優(yōu)指令，調(diào)整變頻器輸出，實現(xiàn)感應(yīng)電機勵磁優(yōu)化，使其損耗降到最低;最后，在第三階段追蹤系統(tǒng)最優(yōu)效率，即在滿足工況的前提下，統(tǒng)籌考慮變頻器與感應(yīng)電機的損耗，采用最佳開關(guān)頻率及最佳電流指令，使動力包系統(tǒng)的總損耗達到最低。
[0076]需要注意的是，由于本實施例二與上述實施例一為相互對應(yīng)的結(jié)構(gòu)及方法，故在實施例一中提及的相同或相應(yīng)的技術(shù)特征均可適應(yīng)性的應(yīng)用于本實施例二中，而在實施例二中提及的相同或相應(yīng)的技術(shù)特征均可適應(yīng)性的應(yīng)用于本實施例一中，故為了闡述簡潔，在本實例二中與上述實施例一中相同或相應(yīng)的部分技術(shù)特征并未進行重復(fù)闡述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的時，上述實施例一中記載的技術(shù)特征可適應(yīng)性應(yīng)用于本實施例二中的技術(shù)特征，均應(yīng)理解為在本實例二中有所記載。
[0077]綜上所述，本申請實施例中的動力包系統(tǒng)，通過設(shè)置的動力包控制設(shè)備對于系統(tǒng)最優(yōu)效率的追蹤控制，即利用智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器獲取各設(shè)備的實時運行參數(shù)，而利用智能運行模式發(fā)生器依據(jù)工況參數(shù)及實時運行參數(shù)等輸出理論最優(yōu)指令，且還可利用智能預(yù)測補償器對下一時間單元的理論最優(yōu)指令進行補償，進而輸出最優(yōu)指令至動力包系統(tǒng)內(nèi)的各設(shè)備(如變頻器和/或驅(qū)動設(shè)備和/或負載設(shè)備)，以實現(xiàn)對各設(shè)備的單獨或多個設(shè)備或整個系統(tǒng)的運行效率優(yōu)化，從而可有效避免冷卻系統(tǒng)的控制過程出現(xiàn)諸如大馬拉小車等能量的浪費，即能夠以最小的功率消耗，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間的最優(yōu)運行匹配，可實現(xiàn)在傳統(tǒng)變頻控制的基礎(chǔ)上再節(jié)能3%?8%，進而能夠在降低能耗的同時大大提升電廠的經(jīng)濟效益；同時，本申請中的技術(shù)方案中基于全集成優(yōu)化控制策略的動力包系統(tǒng)還有利于傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)(如火電廠等)的集成化、智能化升級，進而有助于整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級改造。
[0078]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實施例可以實現(xiàn)所述變化例，在此不予贅述。這樣的變化例并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。
[0079]以上對本實用新型的較佳實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實施;任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種動力包系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于電站裝備的變頻改造中，所述動力包系統(tǒng)包括: 負載設(shè)備，作為所述動力包系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)； 驅(qū)動設(shè)備，驅(qū)動所述負載設(shè)備工作； 變頻器，與所述驅(qū)動設(shè)備連接，以通過調(diào)整所述驅(qū)動設(shè)備的供電電能來控制所述負載設(shè)備的運行； 動力包控制設(shè)備，分別與所述負載設(shè)備、所述驅(qū)動設(shè)備和所述變頻器連接； 其中，所述動力包控制設(shè)備獲取并根據(jù)所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的參數(shù)，輸出優(yōu)化指令至所述負載設(shè)備和/或所述驅(qū)動設(shè)備和/或所述變頻器，以對所述動力包系統(tǒng)的運行效率進行優(yōu)化。2.如權(quán)利要求1所述的動力包系統(tǒng)，其特征在于，所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的參數(shù)均包括屬性參數(shù)和實時運行參數(shù)。3.如權(quán)利要求2所述的動力包系統(tǒng)，其特征在于，所述動力包控制設(shè)備包括: 動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元，存儲有所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備的屬性參數(shù)； 智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器，分別與所述動力包系統(tǒng)中各設(shè)備連接，以實時獲取所述各設(shè)備的實時運行參數(shù)； 智能運行模式發(fā)生器，分別與所述動力包系統(tǒng)參數(shù)模型單元和所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器連接；以及 智能預(yù)測補償器，分別與所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器、所述智能運行模式發(fā)生器及所述變頻器連接； 其中，所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器中存儲有基于所述動力包系統(tǒng)準確參數(shù)的數(shù)學(xué)觀測模型，以根據(jù)所述實時運行參數(shù)和所述數(shù)學(xué)觀測模型輸出當前實際運行效率;所述智能運行模式發(fā)生器根據(jù)接收的所述屬性參數(shù)、所述實時運行參數(shù)、所述當前實際運行效率和工況參數(shù)輸出理論最優(yōu)指令和下一時間單元效率理論值;所述智能預(yù)測補償器根據(jù)接收的所述當前實際運行效率和所述下一時間單元效率理論值對所述理論最優(yōu)指令進行補償，以輸出所述優(yōu)化指令至所述負載設(shè)備和/或所述驅(qū)動設(shè)備和/或所述變頻器。4.如權(quán)利要求3所述的動力包系統(tǒng)，其特征在于，所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器通過傳感器分別與所述動力包系統(tǒng)中的所述負載設(shè)備和所述驅(qū)動設(shè)備各設(shè)備連接，以獲取所述負載設(shè)備的實時運行參數(shù)和所述驅(qū)動設(shè)備的實時運行參數(shù);以及 所述智能系統(tǒng)狀態(tài)觀測器通過通訊方式直接與所述變頻器連接，以獲取所述變頻器的實時運行參數(shù)。5.如權(quán)利要求3所述的動力包系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 遠程監(jiān)控設(shè)備，與所述智能運行模式發(fā)生器連接，以用于輸入所述工況參數(shù)至所述智能運行模式發(fā)生器及顯示所述動力包系統(tǒng)當前的工作狀態(tài)。6.如權(quán)利要求1所述的動力包系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動設(shè)備為感應(yīng)電機，所述負載設(shè)備包括風(fēng)機和/或凝栗和/或壓縮機； 其中，所述感應(yīng)電機驅(qū)動所述風(fēng)機和/或所述凝栗和/或所述壓縮機工作。
【文檔編號】G05B19/418GK205450735SQ201521098361
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月24日
【發(fā)明人】鄧云天, 齊亮, 陳江洪, 王旭, 董英
【申請人】上海電氣富士電機電氣技術(shù)有限公司