运行控制与调节

运行控制与调节（共11篇）

运行控制与调节 篇1

1 直接空气冷却系统在运行中的调整

直接空气冷却系统在运行中调整的任务:1) 汽轮机组的排汽背压应保持在最佳值。2) 所采用的风机应保持最小的电能消耗。3) 汽轮机组的凝结水温度应保持一定值。

以上这些任务要求必须达到, 那么我们应采取两种方法, 分别是蒸汽流量控制和空气流量控制。现在工程上广泛采用的, 比较方便实现的空气流量控制一般采用百叶窗, 调频风机等送风设备。而蒸汽流量控制需要选择正确的大型切断阀门, 这些阀门要求处于真空条件下, 因此需要正确的安装和保护, 确保机组安全稳定运行。在实际的工程上这种方式很难被采用。

从汽轮机组安全稳定运行的角度考虑, 在夏季大气温度较高时, 提高冷却能力应采用大风量;而在冬季大气温度较低时, 较低的管间风速比较适宜。从对汽轮机组安全运行防冻的角度考虑, 在大气温度比较低的情况下, 蒸汽流量应保持大于最小蒸汽流量, 这是很重要的。直接空气冷却系统在运行中的调节实际上就是对空气流量的一个调节控制。

在工程上应用比较广泛的调节汽轮机组背压的方法一般是指喷湿和调整空气流量, 但在直接空气冷却系统中, 则要求先确定热交换面积。

调整空气流量实际上就是对空气流量起到一个控制的作用, 一般我们采用的设备有百叶窗和调频风机等。在工程实际应用中最有效的设备是调频风机, 它能够很好的控制空气流量, 风机可在20% ~100% (110%) 的速度下能良好运行。同时在夏季大气温度较高时, 可以有效的防止热风再循环现象的产生。在冬季大气温度较低时大风对空气散热器的影响是很大的, 因此应设置防风墙。增加空气湿度以及冷却表面加湿相结合的方法我们通常称为喷湿。不同的系统装置它的方式也不同。增加空气湿度可加大传热温差, 以此来降低入口空气温度。而冷却表面加湿则可以提高换热效果。曾经有工程上采用喷湿在空气冷却系统中使汽轮机组的排汽背压降低3Kpa左右。

2 汽轮发电机组中直接空冷系统在运行中的自动调节控制

A C C控制系统控制汽轮机排汽背压。并保护系统管束的出口不过冷。排汽压力由风机转速的变化控制。这种变化是连续的。有可能从满速降到最小速度, 也有可能从量小变到满速。但产生谐振的频率在长期不变的运行时是要避免的。临界速度应被尽快地过渡, 大于或低于临界转速而长期运行的风机转速是自动调节的, 可以运行在差别不大的转速。

3 控制变量

1) 控制系统在过程控制时感应以下信号:排汽压力、凝结水温度、抽汽温度、抽汽压力、环境温度、风机速度、风机功率消耗。2) 三个压力传感器测量排汽管道压力。通过改变风机转速和蒸汽隔离阀的位置可以控制直接空冷系统的性能, 主要是汽轮机组冷凝器换热片中通过的空气流量发生了改变, 一般在机组正常运行中, 汽轮机组的排汽压力是主要的控制变量。3) 汽轮机组的排汽压力作为主要的控制变量时, 要求它必须在设定值得范围内, 否则它的控制是没有效的。为了防止发生汽轮机组凝结水过冷现象, 汽轮机组排汽压力作为控制变量会自动被凝结水温度或者是抽汽温度所取代。4) 汽轮机组的排汽压力由压力传感器测量得到, 风机频率由压力控制器控制, 风机转速的改变随着压力的变化而变化, 保证了运行工况的安全。

注意:如果凝结水温度或抽汽温度降到提前设定值以下, 其相应的凝结水或抽汽温度变为临时主控变量。这种温度控制意味只有受影响的才是温度控制, 其它的还是压力控制模式。

4 汽轮机组中直接空冷系统自动控制调节的要求

随着机组负荷的变化, 大气温度的变化, 以及轴流风机转速调节的变化, 汽轮机组空气冷却散热器的冷却能力必需适应排汽背压的变化, 保证汽轮机组安全温度运行。

汽轮机组空气冷却系统的自动运行方式根据环境温度的不同分为两种:

4.1 夏季运行模式

当环境气温高于设计气温时, 空冷系统的调节控制既进入夏季运行方式。此时空冷风机在额定转速的转速下运行, 控制系统不再调节风机转速。如果汽轮机的排汽背压超过规定值, 汽轮机只能降低热负荷来保证其安全性。

在设计气温与无效低温之间, 空冷风机在额定转速下运行, 汽轮机的负荷随着环境温度的变化而变化。当环境温度处于无效低温以下时, 空冷风机的转速随着环境温度的变化而变化, 既开始调节空冷系统的特性, 以维持汽轮机的排汽背压不随着气温的下降而继续下降。

4.2 冬季运行模式实际上就是汽轮机组在冬季运行中的自我保护模式

这种保护方式只有在大气温度低于3摄氏度的时候才会被启动运行。A C C系统在自动控制程序在大气温度低于3摄氏度时, 同时在限定的40分钟之内启动结束后, 冬季保护模式才将启动, 开始对A C C系统的控制。

1) 顺流冷凝单元保护控制投入条件。a.在逆流冷凝器保护不启动的条件下, 既逆流风机保持当时转速不变。b.凝结水温度低于34摄氏度时。c.环境温度低于3摄氏度时。2) 顺流冷凝单元保护控制操作。当顺流冷凝单元风机保护被启动时, 为了保持转速不变, 将锁定逆流冷凝单元风机。顺流冷凝单元风机将被停止, 是由于顺流冷凝风机将按照规定的曲线下滑, 转速持续降低, 最终为零。需要引起重视的是, 保持逆流冷凝单元风机的转速不变对于顺流冷凝单元风机保护运行时是很重要的。因为在顺流冷凝风机转速下降的同时, 顺流冷凝单元的冷凝能力将下降, 汽轮机的排汽背压将升高, 这时候如果逆流冷凝单元风机转速升高, 将导致逆流管束出现进一步的过冷情况。如果要对顺流冷凝单元风机保护进行复位, 要求风机重新控制相关参数的话, 汽轮机组的冷凝水的温度要大于34摄氏度。3) 逆流冷凝单元的保护控制投入条件。a.顺流冷凝单元的保护控制未被再次启动。b.逆流冷凝单元的抽汽温度低于20摄氏度。c.当环境温度低于3摄氏度。4) 逆流冷凝单元的保护控制操作。当逆流冷凝单元风机保护被启动时, 那么此时顺流冷凝单元风机的转速要保持不变, 顺流冷凝单元风机此时应被锁定。最终逆流冷凝单元风机将被停止, 是由于逆流冷凝风机将按照规定的曲线下滑, 转速持续降低, 最终为零。

需要引起重视的是, 保持顺流冷凝单元风机的转速不变对于逆流冷凝单元风机保护运行时是很重要的。因为在逆流冷凝风机转速下降的同时, 逆流冷凝单元的冷凝能力将下降, 汽轮机的排汽背压将升高, 这时候如果顺流冷凝单元风机转速升高, 将导致顺流管束出现进一步的过冷情况。

如果要对逆流冷凝单元风机保护进行复位, 要求风机重新控制相关参数的话, 汽轮机组的逆流冷凝单元的抽汽温度应大于25摄氏度。

参考文献

[1]严俊杰.直接空冷系统变工况特性的理论研究.热能动力工程, 2000.

[2]武俊.600MW机组直接空冷系统在国内的应用.电力技术, 2005.

[3]田亚钊.600MW机组直接空冷机组冬季运行防冻要点.电力建设, 2006.

运行控制与调节 篇2

怎样运用语言调节与控制自己的情绪

情绪和情感是人们主观意识到的体验，人们不仅能认识到自己的体验，还可以有意识地自觉地主动运用语言调整自己的体验，改变自己的不良情绪。

教师要运用语言调控自己的情绪，因为语言活动可以通过思维使人把头脑中一些模糊的东西比较清楚地意识到。当产生消极情绪觉得不舒服时，要勇敢地面对，仔细想想，然后问自己“我现在有什么感觉？我现在的情绪如何？我为什么难过？我为什么会生气？我怎样做才能不生气”等等，用语言控制住自己过强的情绪，抑制冲动，使自己保持情绪的镇静，再慢慢降低激情的强度，使情绪逐渐趋向平衡、正常。

模拟训练8调节与控制（二） 篇3

A. 若将乙图中的B浓度稀释至80%. 则弯曲角度α大于α1

B. 生长素浓度为16μmol·L-1时，对半边茎外侧细胞的生长起抑制作用

C. 弯曲角度a的大小与外、内侧细胞生长速率的差值有关

D. 选择无叶和侧芽的茎段是为了排除它们产生的生长素对该实验的影响

2. 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下列关于人体稳态的叙述正确的是（ ）

A. 人体内环境中，与组织液成分最接近的液体是淋巴

B. 人体长时间进行剧烈运动时，有氧呼吸和无氧呼吸都增强，导致CO2和乳酸都增多，最终使体液的pH值明显降低

C. 在寒冷环境中，人体加强产热主要是通过体液调节实现

D. 记忆细胞接受抗原刺激，能分泌抗体

3. 科学研究揭示，与病毒和肿瘤作战的T细胞，具有短期保护和长期保护的分工。当研究人员捕捉到刚刚分化的T细胞时，T细胞相反的两极分别生成了两类不同的蛋白，一类蛋白带有“战士”的分子标记，另一类显示“记忆细胞”的特性，而记忆T细胞能潜伏多年，以防备未来的异物入侵。下列关于记忆T细胞的说法正确的是（ ）

A. 记忆T细胞再次受到相同抗原刺激后，能够迅速地产生大量的抗体

B. 记忆T细胞一旦产生就能够永久记忆

C. 记忆T细胞能够呈递抗原并激活靶细胞内的溶酶体酶

D. 记忆T细胞和效应T细胞相比，细胞中的DNA相同，RNA不同

4. 为验证“甲状腺激素具有促进幼年动物发育”的作用，某实验小组的同学将一只幼年家兔的甲状腺摘除并缝合后进行观察。作为对照，他们还应该（ ）

A. 用一只成年的家兔做同样的实验

B. 用一只幼年家兔外源补充甲状腺激素并在相同环境中观察

C. 用一只相似的幼年家兔在颈部切开伤口并缝合，在相同的环境中观察

D. 用一只幼年家兔做相同处理后，外源补充甲状腺激素并在相同的环境中观察

A. 用一定的电流刺激a点，甲发生一次偏转，乙发生两次偏转

B. 图中共有4个完整的突触

C. 在b点施加一强刺激，则该点的膜电位变为内正外负，并在f点可测到电位变化

D. 在e点施加一强刺激，则a、b、d点都不会测到电位变化

6. 研究表明在人体细胞免疫过程中，效应T细胞能够分泌一种称为穿孔素的蛋白质。穿孔素可将被病毒感染的细胞或肿瘤细胞的膜溶解而形成孔洞，导致这些靶细胞解体死亡。下列与这一免疫过程有关的说法不正确的是（ ）

A. 效应T细胞与靶细胞密切接触后，引起效应T细胞分泌穿孔素

B. 靶细胞裂解死亡后，侵入靶细胞的病毒要经过体液免疫予以消灭

C. 在效应T细胞分泌穿孔素过程中起重要作用的细胞器是高尔基体

D. 效应T细胞产生的穿孔素属于抗体

7. 下列关于体液与内环境的说法不正确的是（ ）

A. 细胞质基质是体液的一部分

B. 体液的成分主要是水，还含有非蛋白氮如尿素、肌酸、氨基酸等

C. 内环境除包括血浆、组织液和淋巴三部分外，还包括脑液、脊液等

D. 胰岛素、神经递质、抗体、淋巴因子和胰蛋白酶都属于人体内环境的成分

8. 下列有关排尿反射的叙述错误的是（ ）

A. 感受器和效应器都位于膀胱

B. 成人排尿的低级中枢在脊髓

C. 婴儿尿床与大脑皮层发育不全有关

D. 高位截瘫患者既能产生尿意又能非自主排尿

9. 下表是某中年男子血液化验单中的部分数据：

根据所学知识判断下列叙述正确的是（ ）

A. 该男子可能患有糖尿病，可服用胰岛素制剂进行治疗

B. 该男子可能患有高血脂，应不吃脂肪，多吃糖类食物

C. 该男子可能患有地方性甲状腺肿，细胞代谢速率偏低

D. 血浆的生化指标应保持 不变，否则将引起代谢紊乱

A. 调节渗透压相对稳定能力最弱的是乙

B. 维持内环境相对稳定能力最强的是丙

C. 在较低浓度的海水中才能维持内环境相对稳定的是甲

D. 在较高浓度的海水中才能维持内环境相对稳定的是丙

11. 如图为突触的结构，在 a、d两点间连接一测量电位变化的灵敏电流计，下列分析中正确的是（ ）

A. 兴奋可以在A、B两神经元之间和A、C两神经元之间传递

B. C细胞膜上的特异性受体只能接受B细胞产生的递质

C. 若ab=bd，则兴奋在ab段和bd段的传导速度不等

D. 与突触后膜受体结合的递质的化学本质是蛋白质

12. 动物激素调节的特点是（ ）

A. 激素是细胞的组成物质，种类多、含量极微

B. 激素分子弥散在体液中，对全身细胞都起作用

C. 健康人体内的激素含量是固定不变的

D. 激素与靶细胞结合并发挥作用后被灭活

13. 糖类是生物体的主要能源物质，下列有关人体内糖代谢及血糖平衡调节的叙述，不正确的是（ ）

A. 胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等激素共同调节以维持血糖的相对平衡，其中，胰岛素是唯一能降低血糖的激素

nlc202309030808

B. 血糖在满足氧化分解供能的前提下，可以合成糖原和转化成非糖物质

C. 由于在调节血糖方面胰岛素和胰高血糖素是拮抗作用，所以，一种激素增加，必然导致另一种激素的减少

D. 糖尿病病人也可能血糖正常，尿液中不含糖；正常人也可能血糖偏高，尿液中含糖

14. 如图表示的是甲状腺激素、生长激素和性激素在不同年龄阶段对生长发育的影响程度，据图并结合所学知识，分析下列说法，其中错误的是（ ）

A. 幼年时甲状腺激素缺乏，将会影响大脑的发育

B. 生殖器官的生长发育只在8～20岁之间进行

C. 从出生到20岁左右，一直分泌较多的激素是生长激素

D. 人的生长发育受到多种激素的共同调节

15. 下列免疫细胞和免疫活性物质在体液免疫和细胞免疫中都发挥作用的是（ ）

①吞噬细胞 ②T细胞 ③B细胞 ④记忆细胞 ⑤效应T细胞 ⑥浆细胞 ⑦淋巴因子 ⑧抗体 ⑨溶菌酶

A. ①③⑤⑨ B. ②④⑥⑧

C. ①②④⑦ D. ①③④⑤

16. 下列有关特异性免疫作用的叙述中，错误的是（ ）

A. 淋巴因子能促进B细胞增殖分化成浆细胞

B. 抗原刺激T细胞是效应T细胞形成的唯一途径

C. 效应T细胞能杀伤被抗原侵入的靶细胞

D. 抗原与特定的抗体能形成复合物从而被吞噬细胞吞噬

17. 实验证明，光照可以影响生长素的分布，而不会使生长素分解。现切取甲、乙、丙三个相同大小且生长状况相似的胚芽鞘尖端，其中甲、乙纵向插入不透水的云母片，将三者分别置于a、b、c、d四个琼脂块上（如图所示， c、d两琼脂块不接触）。然后将甲装置放进不透光的暗盒中，乙、丙装置给予右侧单向光照射。经过一段时间后，测定琼脂块中生长素的含量为（ ）

18. 结核杆菌是结核病的病原体，结核杆菌进入机体后，能引起T淋巴细胞增殖分化。近年来因抗药菌株增多等原因，使人类结核病的发病率和死亡率上升。下列有关结核杆菌的叙述，正确的是（ ）

A. 结核杆菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核

B. 结核杆菌抗药性的产生是应用抗生素诱导基因突变的结果

C. 接种卡介苗后，T细胞受刺激成为记忆细胞，产生相应的抗体

D. 感染结核杆菌后，机体主要通过特异性细胞免疫的作用将其消灭

19. 下图为体液免疫示意图，有关叙述不正确的是（ ）

[抗原→吞噬细胞→T细胞→B细胞][效应B细胞→抗体][记忆细胞] [①][②][③][④] [⑤]

A. ①过程体现了细胞膜的流动性

B. ⑤过程主要发生在内环境中

C. 依靠该过程，人体可以消灭结核杆菌、麻风杆菌等抗原

D. ④体现了细胞的分裂和分化过程

A. 细胞2、细胞4依靠细胞表面的糖蛋白识别信息

B. 信息从细胞3传递到细胞4的速度比从细胞1传递到细胞2快

C. 若细胞1为下丘脑中的分泌细胞，产生的激素作用于细胞2，细胞2是甲状腺细胞

D. 人体对寒冷的反应与乙图所示调节有关，也与甲图所示的调节有关

21. 根据下面人体体液分布及物质交换示意图回答问题：

（1）人体细胞的内环境包括图中的 （只写字母），过程d和c依次表示水分的 和 作用。机体维持稳态的主要调节机制是 。

（2）A中代谢废物的排出途径除图中表示的外，还应有 。A和B的交换是通过 进行的。B与A相比，B中不含有的成分是 。

22. 下图表示神经、免疫、内分泌三大系统相互调节的部分示意图，请据图回答：

（1）由图可知，神经系统可通过突触前膜 直接调节免疫器官或免疫细胞的活动，还可通过有关激素间接调节免疫器官或免疫细胞的活动。

（2）维持机体稳态离不开细胞间的信息交流，动物细胞间进行信息交流的途径有：一是 （至少填两种）等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现；二是通过细胞间的接触实现信息交流。吞噬细胞将抗原呈递给T细胞是通过 途径实现的。

（3）若抗体结合到呼吸道上皮细胞，再接受同一抗原刺激后引起哮喘，这在免疫学上称为 。

（4）有关免疫机理存在着两种学说：诱导学说和克隆选择学说。克隆选择学说认为，人体内存在着各种淋巴细胞，这些淋巴细胞表面带有与某种抗原互补的受体，当某种抗原侵入后，少数淋巴细胞能与抗原选择性地结合，并恢复分裂能力，产生大量带有相同抗体的淋巴细胞群。

按照克隆选择学说，如果体内的某淋巴细胞消失或丧失其功能，就不能与某种抗原结合并发生免疫反应。请根据下面提供的实验材料设计实验验证克隆选择学说。

（1）据题中所给信息可知，进入0℃环境时，首先增加的是哪项生理指标项： （填表一中字母），它代表的是 ；表中C项代表的是 。

（2）实验过程中，能调节小鼠产热量的生理指标是 （填表一中字母），能调节小鼠散热量的生理指标是 （填表一中字母）。其中A的分泌受 激素、 激素的调节。

（3）动物生理学家为了确定下丘脑在体温调节中的作用，做了如下实验：刺激下丘脑的前部，发现实验小鼠有出汗现象，而刺激其下丘脑后部，实验小鼠则出现寒颤现象，据此科学家得出了如下结论：散热中枢位于下丘脑的 。

24. 秋末植物的叶片衰老时，在叶柄基部开始形成离层（如图甲所示），而后从植物体上脱落。离层部位细胞相关的生命活动如图乙所示。请据图回答下列问题：

（1）由图乙可知，叶柄基部离层的产生，与 ，（植物激素）有密切关系。在该植物激素的作用下，细胞核中的有关基因进行表达，基因表达过程分别在 、 中进行。

（2）A物质由内质网以出芽的方式形成小泡，运往高尔基体，再由高尔基体形成分泌囊，运往细胞膜，而后通过细胞膜的 作用，分泌到细胞外。这一系列的过程能够证明 。

（3）该过程分泌到细胞壁之间的物质，对离层形成所起的作用是什么？[核糖体]

（4）在图乙中可以看到多个核糖体与mRNA连接，这一现象也常见于其他细胞中，如图所示。其生物学意义是由于mRNA是单链，结构 ，容易被水解成 ；多个核糖体与mRNA连接，就能够在短时间内，迅速合成较多的产物，这样可以减少能量的消耗，符合“节约”的原则。

运行控制与调节 篇4

随着政府部门节能减排政策的推广,分布式发电技术及微网技术研究受到越来越多的电力系统研究人员的关注,现代电力系统中分布式能源的渗透率也越来越高。然而分布式能源可控性差,很难做到常规发电单元可调可控的性能指标。因此,分布式能源渗透率增加对分布式发电控制技术提出挑战[1]。

目前应用较广的并网逆变器控制策略是电流控制型逆变器[2,3,4,5,6,7](current-controlled inverter,CCI), 此类策略采用逆变器输出电流作为逆变器控制对象,逆变器并网电流正弦度高,对系统电能质量影响小。但逆变器输出特性被控制为电流源,只能运行在并网模式下,当电网发生故障时会造成分布式能源利用率下降。因此,此类逆变器控制策略在实现逆变器电压与频率控制和模式切换等方面存在困难,难以满足分布式能源在弱电网环境下的并网控制。针对以上问题,基于输出电压控制的电压控制型逆变器(voltage-controlled inverter,VCI)控制策略被提出。

当前VCI的研究热点主要集中于虚拟同步发电机技术[8,9],其控制技术基于同步发电机的工作原理,使虚拟同步发电机具有类似发电机的输出特性。 但虚拟同步发电机技术限于逆变器直流输入电压稳定且功率可控的场合,限制了其在发电功率可控性差的分布式发电系统中的应用。从常规逆变器控制策略角度考虑[10,11],在并网运行时,VCI能够向电 网传递分布式功率;当电网故障时,VCI能够为本地负荷提供稳定的电压与频率。与CCI相比,VCI在逆变器输 出电压频 率控制[12]与逆变器 模式切换[13,14]问题上具有一定的优势。文献[15-16]中提出VCI输出功率解耦需要在逆变器与电网间增置较大的解耦电感来实现,这样网侧电感体积增大,成本增加。

文献[17]中提出了一种带轴压调节电压控制型逆变器 (voltage-controlled inverter with axes, VIA)控制策略。但文中未就逆变器并网运行模式提出有效可行的实现方法。本文在VIA控制策略基础上,分析了逆变器功率解耦控制方法,提出了两种并网逆变器运行模式。在储能系统配合的条件下能够保证输入功率稳定,此时逆变器可工作于同步发电机模式;对于间歇性较大的分布式能源即可通过最大功率运行模式,实现分布式能源的最大化利用。两种运行模式针对不同的应用场合提出,均能够提升分布式系统的控制能力。

1VIA控制策略简介

VIA主电路结构图如图1(a)所示。图中:ED为直流输入电源;Lp,Lsp,CF和RF构成带阻尼电阻的LCL滤波器;SW为并网开关;PCC表示公共耦合点。

控制策略采用文献[17]中所提出的电压控制型控制策略,该策略由两部分组成,控制框图见附录A图A1。第1部分为滤波电容电压控制部分。该部分包含3个环路:逆变桥侧电感电流ip反馈环、并网电流isp前馈环以 及滤波电 容电压vfil补偿环。 图A1中:β为前馈系数;γ 为电容电流补偿环系数; j为脉宽调制(PWM)参考电流。逆变桥部分可认为是增益为GPWM的电流比例放大器;vE为电容电压参考值,其给定由第2部分的轴压调节器生成;α 和Ti为比例—积分(PI)控制器参数。合理选取控制参数,可以获取精确的逆变器等效模型。

第2部分为轴压调节控制部分。信号流方向主要是从右至左的方向。滤波电容电压vfil的频率分量vq与调频轴结合送入锁相环,生成电压参考值vE的频率分量参考信号,实现对电容电压频率的调节和控制;电压参考值vE的幅值分量则由调压轴实现。图A1中,ωb和Eb分别为滤波电容电压频率和幅值的基准值;θi为逆变器等效电动势电压的相位角;VA*和Vf*分别为调压轴和调频轴参考值; AAVR和fAVR分别为轴压调节器的轴压约束关系,表达式为 :其中KmuA和Kmuf分别为调频轴与调压轴的轴压调节系数 。

根据以上讨论的控制策略可知,图1(a)所示的主电路结构具有如图1(b)所示的等效电压源模型。 vi(t)为逆变器等效交流电压源电压;Zi+jωLsp为逆变器内部等效阻抗;Lsp为原电路中逆变器LCL滤波器电感,未作等效处理,且其取值较小可忽略。逆变器内部等效阻抗为Zi。等效电压电动势vi及其电压频率ωi、等效阻抗Zi的表达式分别如式(1)至式(3)所示。

式中:Vfil为滤波电 容电压vfil的有效值;Kf为附录A图A1所示控制策略中惯性环节的惯性系数。

由式(1)和式(2)可知,等效电压源的电压幅值可由调压轴参考值VA*调整,输出频率可以通过调压轴参考值Vf*调整。引入轴压调节的概念,使得逆变器模型在等效简化的基础上增加了控制的灵活性。

从式 (3)可知,逆变器等 效阻抗Zi可简化为Zi=R+j X。考虑图3表示的逆变器并网结构。定义为:

式中:δi为功角;Vi和Vs分别为vi(t)和vs(t)的有效值;ωs为电力系统的电压频率。

选取逆变器输出电压相量为q轴参考方向,d轴滞后90°,则逆变器 输出电压vi、输出电流ii的dq轴分量vi d,vi q,ii d,ii q分别为:

根据瞬时功率理论可知,逆变器的输出功率可表示为:

式(7)表示,由于逆变器输出阻抗中电阻分量R的存在,逆变器输出的有功功率与无功功率间存在耦合。由式(3)可知,等效阻抗Zi与逆变器原LCL滤波器参数无关,仅与控制参数有关。因此,配置等效阻抗Zi为感性电抗,弱化电阻分量,即可实现对逆变器输出有功功率与无功功率间的解耦控制。Li为等效电感(ωLi≈Zi),取值公式为:

根据式(1)和式(2)可知,有功功率与无功功率可以分别由Vf*和VA*控制。因此,在不需要外置解耦电感的情况下,带轴压调节的电压控制型控制策略可以依据对内部虚拟阻抗的控制,较好地实现对逆变器输出功率的解耦,同时可以减小LCL滤波器体积,降低逆变器损耗。

2并网运行模式

2.1同步发电机运行模式

作为传统电力系统唯一的有功电源,同步发电机能够为电力系统提供稳定的电压与频率支撑。这一部分主要分析VIA实现同步发电机运行模式的机理。

由文献[17]分析可知:

式中:A,B,K,τ 均由控制环中的参数确定,见文献 [17]。

式(9)的形式与同步电机转子运动方程一致,说明VIA具备虚拟同步电机运行特性的基本能力。

同步发电机的节点特性可等效为PQ节点。在此逆变器功率控制是将逆变器输出功率参考值与实际值的差值经PI调节生成轴压参考值,分别通过调压轴与调频轴的控制实现对逆变器输出功率的控制。

发电功率与负荷功率不平衡时系统频率随之变化。频率下垂控制的实现借助逆变器的有功功率环,将系统频率偏差 Δω 与增益系数的乘积添加到逆变器功率控制环实现。图2(a)中,PI_P与PI_Q分别为功率下垂控制模式下有功功率与无功功率控制环的PI控制器;Dp为频率下垂控制环系数,其表达式为:

结合逆变 器控制策 略和频率 下垂算法 (见图2(a)),即可实现类似于同步发电机系统的一次调频特性。

类似地,将PCC电压(与Vfil基本相同)偏差值 ΔV与增益系数的乘积添加到逆变器无功功率环, 即可实现电压下垂控制。图2(b)中,PI_E与PI_0分别为最大功率控制模式下有功功率与无功功率控制环的PI控制器;ED为母线电压;ED*为母线电压参考值;Q为逆变器无功功率输出,其参考值为零, 可以省略;Dq为电压下垂控制环系数,其表达式为:

虚拟同步发电机运行模式的实现,需要借助直流变换器稳定直流母线电压,且要求输入功率可调度。因此,虚拟同步发电机模式非常适合于逆变器接入交直流混合微网中。在微网孤岛运行时,直流侧包含多种能量互补的分布式能源,再安装小容量的储能即可达到功率平衡,为交流侧稳定地提供功率。

2.2最大功率运行模式

逆变器虚拟同步发电机模式适合于多种分布式能源混合接入电网的场合。但目前多数情况是局部分布式能源种类单一,且实时功率间歇性与波动性明显。其表现特征之一就是母线电容电压ED难以保持稳定,需配备大量储能才能做到功率稳定[18,19,20]。 这就需要调整控制方式利用分布式能源。以分布式光伏为 例,直流变换 器需通过 最大功率 点跟踪 (MPPT)算法锁定光伏板最大功率点电压,进而获取光伏最大功率。

从第1节的分析中可知,VIA有功功率与无功功率的控制可以通过调频轴与调压轴的作用实现。 在本节,直流变换器能够锁定光伏板最大功率,但不能保证母线电压ED的稳定。根据式(7)可知,逆变器有功功率主要决定于逆变器等效电源电压与电网电压间的功角。VIA可以省略有功功率控制环,直接在调频轴上增加母线电压环即可做到逆变器的最大功率控制。由式(7)可知,通过配置感性的内部阻抗可以实现逆变器功率解耦,但是在逆变器功角变化时其无功功率仍会有小范围的变化。在调幅轴上添加无功功率控制环,就可以有效提高逆变器功率因数,其控制框图如图2(b)所示。

因为入网功率波动较大,并网逆变器常常不会工作于其额定功率点。传统逆变器的MPPT不能够始终保持入网功率以高功率因数运行。相比之下,VIA能够实现更宽运行范围的高功率因数功率入网。

最大功率控制模式从控制原理上讲是通过对母线电压的下垂特性调节逆变器的功率流动。若直流侧带直流负荷,直流负荷增大会引起母线电压降低, 逆变器的潮流 方向即发 生逆转。从这方面 看来, VIA控制策略能够 实现双向AC-DC变换器的 功能,可应用于交直流混合微网的并网模式中实现功率双向控制。

3仿真分析与实验验证

VIA能够建立幅值与频率均可调可控的电压, 这部分内 容已在文 献 [18]中验证。 本文利用PSCAD 4.20软件搭建了一套电压为200V、频率为50Hz、功率为1kVA的仿真模型。相应的并网实验平台如附录A图A2所示。并网逆变器通过隔离变压器接入200V/50 Hz的交流电网。隔离变压器变比为200V/200V,漏感为0.8 mH(0.63%)。 直流电源采用CHROMA直流仿真电源。主电路参数及控制参数见附录A表A1。由式(1)可得:

在空载情况下,由式(2)求得θi(t)为:

等效输出 电感可根 据式 (4)计算可得,Li= 6.36mH。

3.1同步发电机模式并网运行

仿真从0s开始。在开始阶段,并网系统通过锁相环进行同步并网。仿真结果记录从0.8s开始, 此时系统已并网成功并稳定运行。运行至1.9s,此为第1阶段,在此阶段PCC电压的幅 值与频率 不变。有功功率与无功功率的初始设定值为零。在0.9~1.0s期间,逆变器输 出有功功 率从零增 加至800 W,之后有功输出保持稳定。在1.25~1.3s期间,逆变器输出无功功率从零线性增加至400var, 保持稳定至1.5s,逆变器输出无功功率在0.05s内线性降低至零并维持稳定。从1.9s开始为第2阶段。在1.9~1.95s期间,PCC电压的频率由50Hz线性降低至49.8 Hz,并维持频率不变至2.1s。之后PCC电压频率在0.05s内由49.8 Hz线性恢复至50Hz。自此PCC电压频率不再变化。在2.4~ 2.45s期间,PCC电压幅值 由200 V线性增加 至205V,维持幅值稳定至2.6s。在2.6~2.7s期间, PCC电压幅值从205V线性降低至195V,并维持幅值稳定 至3s。 从3s开始,PCC电压幅值 在0.05s内由195V线性恢复至200V,之后PCC电压不再变化至第2阶段结束。

仿真结果如图3所示。从整体来看,逆变器输出电压的频率跟随PCC电压的频率。第1阶段中, 在0.9~1.0s,1.25~1.3s,1.5~1.55s期间,逆变器输出功率能够快速跟随指令变化,且电压幅值与频率无冲击,耦合关系不明显。第2阶段中,PCC电压发生变化,逆变器输出功率根据外部电压的情况进行相应调整。基本原则是:在系统频率降低时,逆变器输出有功功率增加;在幅值增加或降低时,无功功率流动方向为吸收或发出。但功率下垂受逆变器容量限制,逆变器只能够依据自身最大容量进行功率输出。在本次仿真中,有功下垂的最大输出功率为200 W,无功下垂的最大输出功率为 ±500var。 本次仿真并没有达到最大功率限额,根据逆变器容量限制,无功输出还可以增加至±600var。

在实验中,首先验证逆变器功率输出特性,分别设定逆变器输出有功功率与无功功率指令为:P*= 0.5kW,Q*=0kvar;P*=0kW,Q*=0.5kvar; P*=0kW,Q*=-0.5kvar,并记录逆变器并网输出波形。图4所示在逆变器功率指令设为吸收无功功率时,逆变器输 出电压相 位超前输 出电流相 位π/2,两波形相位相差半个周期。同理,在逆变器功率指令设为输出无功功率时,逆变器输出电压相位滞后输出电流相位π/2,波形图见附录A图A3。在逆变器输出功率仅为输出有功功率时,逆变器输出电压与输出电流相位相同,波形图见附录A图A4。 由实验结果可以看出,VIA能够较为准确地控制逆变器的功率输出,具有良好的功率解耦特性。

在此基础上,测试逆变器对PCC电压变化的响应。图5(a)描绘的是有功功率在跟随PCC频率变动时的输 出情况。 其中PCC电压幅值 固定在200V。PCC电压为200V、频率为50 Hz;逆变器输出功率 为105 W,-205 var是起始测 量点。 图5(b)描绘的是无功功率在跟随PCC幅值变动时的输出情 况。其中PCC电压频率 固定在50 Hz。 图中实线通过设计参数计算得到。

对比仿真结果与实验结果可知,逆变器能够根据外部PCC电压的运行情况控制输出进而调整外部电压的幅值与频率。这样的运行特性能够使得逆变器如同发电机一样在一定程度上维持系统的稳 定。

3.2最大功率并网模式

光伏板标准参数见附录A表A1。仿真结果记录从0.28s开始,此时系统已并网成功并稳定运行。 经过短暂的系统调整后,大约在0.35s开始进行最大功率追踪,逆变器输出功率逐渐增加。在0.65s时,实现最大功率输出,经过短期功率振荡系统达到稳定。在1.3~1.8s期间,光照强度 从标准值1 000 W/m2线性降低至900 W/m2,之后保持光照强度不 变。 在2.5~3.0 s期间,光照强度 从900 W/m2线性恢复至1 000 W/m2,之后保持光照强度不变至仿真结束。仿真结果见图6。

VIA能够保证母线电压稳定并高效传递光伏发电功率,最大入网功率达823 W。在追踪过程中, 逆变器吸收部分无功功率,此时无功功率波动较大, 最大达到-36var(功率因数为0.999 0)。在有功功率输出稳定后,逆变器无功功率输出很小,大约为10var(功率因数为0.999 9)。在光照强度发生变化时,逆变器输出无功功率较大,但均低于光伏功率追踪过程中的无功功率输出。在光照强度降低时,光伏并网功率相应最大降低至739.1 W,但光伏板最大功率工作电压变化很小。

实验中,设定直流 仿真电源 的输出特 性为VOC=250 V,ISC=4 A,其实验结 果见附录A图A5。并网前,逆变器传递功率为零。并网后,逆变器输出功率慢慢增加,母线电压出现小范围波动。 待母线电压稳定后,逆变器输出功率达到直流电源的最大功率点。保持直流仿真电源最大输出电压VOC为250V不变,分别设定输出最大电流ISC为1, 2,4A,重复进行多次实验。实验结果如图7所示, 与CCI相比,VCI能够在宽域内获得更高的功率因数。实验结果表明VIA在功率因数控制能力方面具有一定的提高。

4结语

基于VIA控制策略,本文提出了两种并网运行模式,两种并网模式分别适用于两种不同的应用场合。

1)同步发电机模式适用于直流侧功率稳定且能调度的情景,其外特性可等效为同步发电机。这种模式提高了逆变器的网源互动能力。

2)最大功率模式适用于直流侧功率不稳定的情景,该模式能够最大化地利用分布式能源,且提高了对并网逆变器功率因数的控制能力。

两种并网模式均体现了VIA具有较好的功率解耦能力,提高了常规VCI的功率控制能力。

换热站运行调节方式的探讨 篇5

摘要：集中供热的目的在于维持室内温度适宜，使建筑物失热与得热始终处于平衡，因此，供热期间随着室外气候因素的改变需适时进行调节，最大限度的节约能源。本文通过比较几种常用的集中供热运行调节方式，力争找到适合换热站运行调节的模式。

关键词：集中供热 运行调节 量调节 换热站

一、质调节

进行质调节时，只改变供暖系统的供水温度，而系统循环水量保持不变。这种调节方式，网路水力工况稳定，运行管理简便，采用这种调节方法，通常可达到预期效果。集中质调节是目前最为广泛采用的供热调节方式，但由于在整个供暖系统中，网路循环水量总保持不变，消耗电能较多。

二、量调节

在供热设计及运行中，根据室外温度对循环水泵进行工况调节从而满足实际热负荷的需求是一个比较重要的问题。通过比较2种循环水泵工况调节方式，介绍水泵变频控制的节能情况和效用分析。循环水泵运行时工况点的参数是由水泵性能曲线与管网性能曲线共同决定的。但是用户需要的流量在采暖期中可能经常会产生变化。为了满足这种流量变化的要求，必须进行一定的工况调节。所用的方法从原理上讲就是设法改变管网性能曲线或者水泵性能曲线。为了进行全网均匀调节，在二次网系统中利用水泵变频调速，达到较好的控制效果。

1循环水泵工况调节方法比较

1.1改变管网性能曲线

改变管网性能曲线的方法是出口节流调节，即在水泵出口安装调节阀，通过改变调节阀的开度来改变管网性能曲线，使之变陡或变缓，从而改变管路的阻力特性，改变水泵的工况点，进行流量的调节。出口节流的调节方法是增加出口阻力来调节流量，是不经济的方法。尤其当水泵性能曲线较陡而且调节的流量(或者压力)又较大时，这种调节方法的缺点更为突出，目前很少采用这种调节方法。对于液体管网，水泵的调节阀只能安装在出口管上，这是因为吸口管上设置调节阀，增加吸人口的真空值，可能引起水泵的气蚀。

1.2改变水泵性能曲线

改变水泵性能曲线最常用的方法是转数调节。当水泵电机转速改变时，其性能曲线也随之改变，所以可以用这个方法来改变工况点，以满足流量上的调节要求。因为水泵电机的功率近似正比于转数的三次方，所以用转速调节方法可以得到相当大的调节范围。改变转速调节并不引起其他附加损失，只是调节后的新工况点不一定是最高效率点，导致效率有些降低。所以从节能角度考虑，这是一种经济的调节方法。最常用的方法是变频调速，即通过改变电机输入电流频率来改变电机的转数。这种方法不仅调速范围宽、效率高，而且变频装置体积小，便于施工安装。

1.3水泵工况调节方法的对比分析

改变管网性能曲线、改变水泵性能曲线、调节水泵工况点的压力一流量图如图1所示。图1中曲线 I为转数n时水泵的性能曲线。曲线Ⅱ为管网性能曲线。曲线Ⅲ为转数n′时泵的性能曲线。曲线Ⅳ为出口节流调节后的管网性能曲线。A点为设计工况点，转速为n，流量为Qa。现需把流量改变为Q′，当采用出口节流调节，关小管网中阀门，阻力增大，管网特性曲线变陡为曲线Ⅳ，工况点移到C点;此时阀门关小额外增加的压力损失为△H =Hc-Ha，可见，由于增加阀门的阻力，额外增加了压力损失，相应的多消耗了额外功率，是不经济的。

当采用转数调节，水泵特性曲线下移为曲线Ⅲ，流量调节为Q′，由于管网性能曲线Ⅱ不变，压头则随着下降，工况点调节为B点。有相似率可知，改变水泵的转数，可以改变水泵性能曲线，从而使工况点移动，流量随之改变。对于这种转数调节方式，随着所需流量的改变，转速应与流量同比例改变，压头与转速的平方同比例改变，功率则与转速的立方成比例改变。

分别从工况 B点和工况C点向横轴、竖轴作垂线，垂线与横轴、竖轴围成的矩形面积即可直观地反映出各工况点功率的大小。图1中阴影矩形面积更是直观地反应出改变水泵性能曲线比改变管网性能曲线多节省电机功率的情况。在节能效果方面，改变水泵性能曲线的方法比改变管网性能曲线要显著得多。因此，改变水泵性能曲线成为工况调节及水泵节能的主要方式。变频调速在改变水泵性能曲线和 自动控制方面优势更为明显，因而应用广泛。

2、进行流量调节的几个前提条件：

2.1、在供热前期或供热期间必须进行系统初调节，减少水力失调度，尽量避免由于系统流量分配不均而引起的近热远冷现象。由系统的水压图可以看出近端用户的资用压力很大，这种现象在设计阶段是不可避免的。所以必须通过有效途径加大近端并联用户的阻力如调节控制阀门的开启度，把多余的资用压力消耗掉才能保证系统流量按需分配，合理控制水力失调。

2.2、尽量减小系统运行阻力使管网性能曲线变缓，保证循环水泵出力，提高运行效率。单位长度的沿程阻力称为比摩阻。一般情况下，主干线采取30～70Pa/m，支线应根据允许压降选取，一般取60～120Pa/m，不应大于300 Pa/m。一般地用户系统阻力2～4m，换热站管路系统阻力8～15m水柱。减小系统最不利环路的运行阻力的途径：

2.2.1使用软化水。由于系统循环水结垢会使管壁的粗糙度增大，从而会引起系统的沿程阻力的增加。由板式换热器的结构特点可以看出，它是由带有人字形波纹的板片相互叠加而成，在板换里面形成蜂窝状的水流通道。通道面积本来就不大，如果再出现水结垢现象不仅会影响换热效果还会减小通道面积严重时甚至完全堵死，大大增加板换的运行阻力。使用软化水可以使系统循环水呈弱碱性即 PH值大于等于10，避免系统中管道及附件和散热器由于受酸性腐蚀而增加运行阻力。

2.2.2定期排污。当除污器前后压差超过2m水柱时考虑排污。

2.2.3最不利环路、主干线和站内主阀门应全开，尽量不用阀门去调节系统的循环流量，应通过调节变频器的频率改变系统的循环流量，从而减小由于阀门节流引起运行阻力的增加。

三、分阶段变流量的质调节

把整个供暖期按室外温度的高低分成几个阶段：在室外温度较低的阶段，管网保持较大的流量;而在室外温度较高的阶段，管网保持较小的流量。在每一个阶段内，网路均采用一种流量并保持不变，同时采用不断改变网路供水温度的质调节，这种调节方法叫分阶段变流量的质调节。由于水泵扬程与流量的平方成正比，水泵的电功率与流量的立方成正比，在大型供暖系统中，整个采暖期可分为 3个或 3 个以上的阶段。如果采用 3个阶段，各个阶段中循环 水泵的流量可分别为计算值的 1 0 0 %、8 0 %和 6 0 %，扬程可分别 为 1 0 0 %、6 4 %和 3 6 %，而循环水泵的耗电量相应为 1 0 0 %、5 1 %和 2 2 %。这种调节方法综合了质调节和量调节的优点，既较好地避免了水力失调，又显著地节省了电能。所以，它是一种公认的、比较经济合理的调节方法，在热水供暖系统中得到了较多的应用。

换热站设备以及庭院管网一般都是根据发展负荷一次性投资建设的，在实际运行过程中换热站的实际供热面积和建站负荷存在着不一致现象，有的差距较大，还有一部分可能已经超过发展面积;另一方面是换热站设备如换热器、水泵等都是按设计参数计算订购的。所以在实际运行时应该根据各换热站的实际供热面积并结合室外温度对循环泵的流量进行调节，调节依据如下：

1、普暖用户

设计供回水温度为85—60℃，供回水温差为25℃，循环流量为2—2.5kg/h。

2、地暖用户

设计供回水温度为50—40℃，供回水温差为10℃，循环流量为5—6kg/h。

公司调度下达的指令是宏观调节，我们每个换热站应根据实际情况进行微观调节。对老建筑、九十年代末建筑、节能建筑在实际供热参数上区别对待，各供热区域应在调度指令宏观调控下适当微调，尽量按需供热、挖掘节能潜力。

判断庭院管网循环流量是否合理，由于大部分换热站未安装流量表可参考供回水温差，普暖用户供回水温差宜控制在10—15℃，地暖用户供回水温差宜控制在5—10℃。

进行流量调节还应注意以下事项：

1、对水力工况差、供热半径大、供热负荷分布差异较大的庭院管网流量调节幅度不宜太大。

2、庭院管网必须进行水力平衡调节，在各热力站注水试压或试运行期间对二次网系统进行水力平衡初调节;供热运行稳定后，结合生产性测温对二次网系统进行水力平衡精细调节。

3、在水力工况较稳定的情况下调节循环流量，各用户的流量不是成比例变化的，因此循环流量每调整一次，相应的庭院管网都要进行细微的水力平衡调节。

4、水力平衡调节是一个繁琐的过程，不可能一次调节成功，需要我们反复摸索、调整，即使调节好了随着用户负荷变化、循环流量的变化也会对其有所影响，所以我们应转变观念，定期调整，使有限的热量合理分配。

四、质量-流量调节

同时改变热水网路供水温度和流量的供热调节方法称为质量-流量调节。在供热调节过程中不仅热网的供水温度随热负荷的减小而降低，同时热网的循环流量也随热负荷的减小而减小，这样可以大大节省热网循环水泵的电能消耗。但是它对热网的稳定行要求比较高，为了防止发生水力失调，进入热网的流量不能太少，通常应不小于设计流量的60%。

五、结论

由以上分析可以看出：质调节方式虽然系统水力工况较稳定，但流量不变使水泵消耗的电能较多：量调节方式节约了水泵的电耗，但在室外温度较高时流量很小，容易引起严重的热力工况水力失调;质量-流量调节方式即最大程度的节约了水泵电耗，又起到了调节的目的，但它对系统的自动化程度及热网稳定性要求比较高，目前还不宜采用;分阶段改变流量的质调节方式结合了以上几种调节方式的优点，结合我们现状是可以实现的，应予以推广。

参考文献

1.陆耀庆主编，供热通风设计手册。中国建筑工业出版社。

2.李善化、康慧等编著《实用集中供热手册》，中国电力出版社，2006年。

运行控制与调节 篇6

【关键词】变电站；无功补偿；电压调节；电容器

1、引言

为保证电力系统的安全，并且实现它的经济运行，必须确保电压质量。当下我国逐渐开始推动电力系统市场化，进行商业化运营，这对电压质量也有了更高的要求。人们开始密切关注变电站的电压调节和无功控制。保持电压质量合格，降低网损需要对无功功率进行分层、分区、就地平衡，对无功设备进行科学调控，做好电网无功的优化。目前无功优化的途径主要有两种：一种是全网范围内的无功优化，以开工时设备的网损值最小作为目标函数；另一种是变电站的电压无功综合控制（VQC），通过使用并联的补偿电容器和有载调压变压器，使得局部的電压和无功补偿可以自行调控。通过这种自动调节，使进线功率因数尽可能接近1，保证负荷侧母线的电压在规定范围内。

从上世纪70年代，就开始了对VQC装置的研究。现在国内外已经形成了一整套比较成熟的控制策略。近年来，高速通信技术、卫星同步授时技术和电力系统信号采集和处理技术都得到了飞速的发展，变电站电压的控制有了无功补偿控制的装置提供技术支持，使得VQC具有很高的可靠性。

2、变电站无功控制与电压调节的主要方式

2.1补偿容量不足时的无功功率平衡

要想平衡电压系统的质量和无功功率，必须以系统电压维持在正常水平作为前提。正常情况下，电源的无功功率和有功功率都要从用电设备获得。如果用电设备不能提供充足的无功效率，无法满足用电设备的需求，那么正常的电磁场就无法建立起来。这样就会导致端电压降低，用电设备无法在额定电压下正常工作，导致电力系统无法正常运行。无功功率平衡可以很好地解决这一问题，当电力系统的电压水平降低时，控制装置会自动调节电压，降低系统对无功功率的需求。这样，在容量不足时，无功功率控制装置会使无功功率达到一种平衡状态[1] 。

2.2电源充足时的无功功率平衡

电力系统的电源与电压水平密切相关。当无功功率电源不足时，相应的电压水平也较低。相反，电源充足时，电压水平就较高。因此，在电力系统的运行过程中，要使用电设备可以在额定电压下维持无功功率平衡。在这个基础上，安装一定的补偿装置进行就地补偿。如此一来，电压的质量可以得到提高，线损也可以有所减少。然而实践表明，只单单使用无功补偿控制来调节电压，是无法很好地解决电压质量问题的。因为随着配变负荷的增大，电压的波动也会变大。因此，大家普遍使用“九区图”法。“九区图”是一种控制算法，电压和无功是控制变量，通过投切电容器和切换变压器分接开关档位，使无功Q和电压U达到我们所需的值。它把自动调压和自动跟踪补偿很好地配合在一起，使电压的质量得到进一步的提高[2]。

3、变电站无功补偿控制和调节电压的原理及具体实现方法

3.1原理

从理论上来讲，无功控制划分可以根据电压和无功划分，也可以把电压和无功的因素作为划分依据。目前电力系统中普遍使用的是九区图控制法。该方法通过对无功和电压上下限的规定，将无功和电压平面分成了九个区域，因此称为九区图控制法，如图1所示。

九区图控制法原理：电压和无功上下限的确定是有一定依据的，前者是以电压合格范围作为确定依据的；后者的确定是根据每组电容器的容量和偏差进行的，为了维持无功平衡及保持投切的稳定。无功上限意味着无功过剩，无功下限则代表无功不足。最终无功控制的方法根据电压和无功所处的状态即位置来确定[3]。

3.2实现方法

如果电压和无功未到达所需的值，那么可以利用投切电容器组，变换有载配电变压器分接开关的档位来调节U和Q。具体方法如下：

0区：电压无功合格不需要调节；

1区：电压超过了上限，需要进行降压调节。（1）电压优先：可以将分接头向下调节。如果分接头无法调节，可以尝试退电容器，看看是否可以使电压下降，大于电压下限同时无功低于上限。（2）无功优先：可以将分接头向下调节，使无功回复正常。如果分接头无法调节，可以尝试退电容器，看看是否可以使无功低于上限同时电压高于下限。

2区：无功高于下限，电压高于上限，此时首先要把电压降下来，若无功仍然高于下限，则可以投入电容器。（1）电压优先：首先尝试退电容器，看看电压是否高于下限同时无功低于上限。如果电容器无法退，可以将分接头下调，看看是否可以使电压和无功都高于下限。（2）无功优先：首先尝试退电容器，如果可以使无功低于上限。否则将分接头上调，看看是否可以使电压低于上限。

3区：电压在合格范围内，但无功超过下限，可以通过投电容器进行调节。

4区：电压和无功均超过下限，可以首先通过投电容器进行调节。（1）电压优先：首先尝试把分接头上调。如果不可调，可以投电容器，看看是否可以使电压低于上限同时无功高于下限。（2）无功优先：首先尝试把分接头上调。如果不可调，尝试退电容器，看看是否可以使无功低于上限同时电压高于下限。

5区：电压高于下限，可以通过升压进行调节。

6区：电压高于下限，无功高于上限，首先需要使电压升高。（1）电压优先：尝试投电容器，如果可以使无功高于下限同时电压低于上限。如果投电容器不可行，尝试将分接头上调，看看是否可以使无功和电压均低于上限。（2）无功优先：首先尝试投电容器，如果可以使无功高于下限同时电压低于上限。如果此法不行，可以把分接头向下调节，看看是否可以使电压高于闭锁上限同时无功高于上限。

7区：电压在合格范围内，无功高于上限，需要通过切电容器来调节。

8区：电压和无功均高于上限，可以首先尝试切电容器，如果电压还是高于上限则通过降压来调节。

4、无功控制与调节效果分析

4.1通过无功补偿控制装置的使用，电力系统设备的使用年限可以延长，电压的质量也可以有所提高。

电压损失 U简化计算如下：

U=（PR+QX）/U （式1）

式中：U表示线路额定电压，单位是kV；P表示输送的有功功率，单位是kM；Q表示输送的无功功率，单位是kVar；R表示线路电阻，单位是Ω；X表示线路电抗，单位为Ω。

补偿装置容量Qc安装之后，线路电压降为U1，计算如下：

ΔU1=[PR+（Q-Qc）X]/U （式2）

很顯然，ΔU1<ΔU，换言之就是安装补偿电容之后，减少了电压的损失，提高了设备运行时的安全性。根据式子（1）和（2）可以得到安装补偿电容后，电压升高的计算方法为：

ΔU-ΔU1=QcX/U（式 3）

从该式子可以看出，越是接近线路末端，安装无功补偿装置的效果就越好。因为靠近线路末尾的电抗较大。

4.2无功补偿可降低电能损耗

无功补偿装置的作用主要是可以降低电损，节约能源。线路的有功损耗的降低原理如下：输送的有功P是一个固定值，安装无功补偿装置后，功率因数有所提高，从原来的cosφ上升到cosφ1。由于P=IR，所以线路的有功损耗和电流的平方成正比。又因为P=UIcosφ，电流与cos 成反比。所以，当功率因数由cosφ提高到cosφ1时，电流也有所下降，线路的有功损失也随之减少[4]。

5、无功补偿控制装置的不足及改进方案

5.1不足

VQC装置受到较多电力系统工作人员的青睐，主要是由于它作为一种无功补偿设备，可以根据电压和无功的区域进行自动调解，加之成本适中并易于维护。但是由于受当时经济技术条件的限制，传统的VQC也存在一些不足。

传统的VQC不能实现精细化补偿。因为考虑到成本，VQC装置一般不会多于5级，大多设置在2-4级。这就导致电容器的级差较大，在投切电容器组的时候电力系统会受到较大的冲击。

传统的VQC装置容易发生故障。因为户外型的的设计是参照箱变结构进行的，户内型设计是参照开关柜进行的。设计时没有考虑到无功补偿产品的特殊要求，将电容器和电抗器安装在封闭的空间里，由于它们会产生大量的热，使空间温度升高，影响电容器和电抗器的寿命，使主要元件的使用年限降低，因此故障率较高。

5.2改进方案

为了弥补VQC装置的不足，可以把VQC和SVC（静态无功补偿系统）结合，形成新的组合方案，如此一来可以实现以下功能：

（1）使用可控硅控制电抗，可以连续地调节容量，不像传统的VQC装置那样，投切电容器时会带来阶梯式无功补偿。这种组合方案可以真正实现就地平衡，减损节能，使系统的传输能力得到较大的提高。

（2）变电站中由于无功变化，会引起电容频繁投切，为避免这一问题，把电容器作为主要的无功元件，同时把电抗器作为调节元件，可以使投切开关和电容的使用年限有所延长。

（3）通过双向的无功补偿，使变电站可以调度的范围得到了扩大，可以更优地调节无功，保证了电力系统无功控制的质量。

（4）无功调节的容量得以扩大，分接头的切换次数可以大大减少，达到了较好的电压调节效果。

6、小结

目前社会经济正在快速地发展和进步，社会对用电量以及电能质量都有了更高的要求，电压是保障电力系统正常运行的重要指标，电压的质量关系着电网的稳定和经济的正常运行，因此，电力部门必须把电压调节和无功补偿控制作为电力工作的重要部分。

参考文献

[1]曾威.关于变电站无功补偿控制与电压调节的分析[J].电力科技，2014，10：193.

[2]李周洪.浅谈变电站无功补偿VQC控制[J].中国高新技术企业，2011，25：101-102.

[3]李中秋.变电站无功补偿控制策略研究[J].企业科技与发展，2008，12：95-97.

[4]陈淼.关于变电站无功补偿控制与电压调节的分析[J].中国新技术新产品，2011，20：126.

作者简介

运行控制与调节 篇7

关键词：水轮发电机,励磁调节器,改造,运行分析

我国有着丰富的水利资源, 随着能源体制改革的推进, 人们对水利资源的利用越来越重视。电力体制改革竞价上网的实施, 更是给水利发电企业带来了前所未有的发展机遇。由于竞价上网对电能电压和电流稳定性的要求较高, 水轮发电机励磁调节器作为维持母线电压给定水平的设备, 对水电企业生产的电能安全上网并实现经济效益具有重要意义。

一、水轮发电机励磁调节器工作原理分析

水轮发电机励磁调节器对母线电压的调节有重要作用, 水轮发电机励磁调节器能够稳定的分配机组间的无功功率, 并有效的提升电力系统的运行动态性能和输电线路的传输能力, 水轮机励磁调节器能够有效的实现对水轮机发电电力系统静态稳定、暂态稳定和动态稳定的调节。保证电力系统在遭受微小扰动后能够自动回复到原来的运行状态, 当系统遭受短时间大扰动后, 励磁调节器能够在第一个摇摆周期内实现同步发电机的同步和新稳态, 并且提升系统对某些大扰动的发电机同步运行回复能力, 提升发电机的稳定性。

一般来说, 励磁调节器根据工作原理划分有改变励磁机励磁电流、改变励磁机的附加励磁电流和改变可控硅的导通角三种。由于在发电机转子回路中改变励磁电流十分困难, 故而改变励磁机励磁电流的方法一般不采用。现在水轮发电机励磁调节器常见的工作原理为改变励磁机的附加励磁电流和改变可控硅的导通角, 改变附加励磁电流的装置一般都是电磁型励磁调节器, 电磁型励磁调节器没有失灵区, 并且能够有效的提升并列发电机的工作稳定性。

二、水轮发电机励磁调节器的任务及要求

2.1水轮发电机励磁调节器的工作任务

水轮发电机励磁调节器在电力系统中起着调节各发电机同步电压的作用, 具体来说, 水轮机励磁调节器必须能够实现维持发电机端电压水平并合理分配各机组无功符合的任务, 还需要能够提升电力系统的运行稳定性和输电线路的传输能力。除此之外水轮发电机的励磁调节器还能够提升带时限动作继电器的灵敏度, 并改善异步电机的启动条件和加速短路后系统电压的恢复速度。同时, 水轮机发电机励磁调节器还要求能够改善发电机失磁运行时的电力系统工作条件并防止水轮发电机突然电压过度升高。

2.2水轮机组励磁调节器的工作要求

水轮机组励磁调节器对于发电和发电企业电力系统的运营有着重要影响, 因此水轮机励磁调节器需要满足以下几点要求。首先水轮机励磁调节器必须能够可靠工作, 如果励磁调节器发生故障很可能使机组停机, 甚至对电力系统造成严重的影响。其次, 水轮机励磁调节器必须具有足够的输出容量, 使其能够在满足正常运营水轮机励磁调节的同时还能够满足短路等故障发生时强励磁调节的需求。再次, 水轮机励磁调节器需要具有较迅速的系统反应速度, 并能够具有高输送能力, 实现对发电机第一时间的励磁调节。最后, 还需要保证励磁调节器的静态稳定性, 保证水轮机励磁调节器没有失灵区和调节死角。

三、水轮发电机励磁调节器的改造与运行分析

目前在水利发电领域常用的励磁调节器为可控硅励磁调节装置, 本文针对水轮发电机可控硅励磁调节器的改造和运行进行分析, 以促进可控硅励磁调节器在水利发电领域的推广和应用。水轮发电机可控硅励磁反馈控制的基本工作原理为:通过PT和CT测量发电机电压和无功, 与给定电压Ug.n比较后获得电压差ΔUg=Ug.n-Ug, 经综合放大后得到控制信号Uc。根据控制信号和同步信号计算可控硅的导通角α, 从而控制发电机的励磁电流, 使发电机运行在稳定状态。可控硅励磁调节器能够较好的满足计算机控制的需要, 随着水电厂计算机监控统的逐步实施, 要完善励磁调节器与计算机监控的有关接口电路, 可采用先进的数字电位器调整给定电压。现场要求调节器设计更合理, 有更加完善有效的限制和保护电路, 保护电路的整定配合要经过现场试验。笔者认为调节器更新改造要根据现场情况确定, 根据机组的大小及其在电网中的重要性, 选择采用励磁调节器的种类。提升励磁调节器的可靠性、性能、维护性, 与功能。通过对励磁调节器的选择, 实现对水轮发电机组励磁调节的自动控制, 从而提升我国水利发电企业生产电能的电流和电压稳定性, 保证上网的电能符合安全标准。

综上所述, 虽然我国水利发电领域发展较晚, 但随着近年来我国经济和科技的发展, 自动励磁调节器已经能够实现国产。相信在不久的将来, 我国水轮机励磁自动调节器必然得到进一步发展, 并被推广应用到我国水利发电领域, 为我国水利资源的利用和能源改革的成功贡献力量。

参考文献

[1]孙元章.全数字式非线性最优励磁控制器的原理及应用.电力自动化设备.1999.

[2]陈小明.励磁大功率整流柜及其应用.94年度励磁学术论文集.1994.

运行控制与调节 篇8

SIMULINK是MATLAB最重要的组件之一, 它能为用户提供一个系统建模、仿真以及全面分析的集成环境[2]。在这种环境中, 只需选择相应的模块进行组合运算, 就可以构造出所需的系统, 取代编程的繁琐过程[3]。SIMULINK具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点[4]。CFTOOL是MATLAB中的线型拟合工具箱, 通过数据的导入, 以及便捷的编程语句操作, 即可拟合出所需曲线。并且还可以相应的给出置信区间和置信度, 使得操作人员对所拟合曲线有更深刻的了解。

1 基于MATLAB/SIMULINK的同型号泵并联运行的稳态计算模型的建立

1.1 泵基本特性曲线

水泵一般是在一定的转速下运行, 在水泵转速n不变的情况下, 用试验的方法测算出通过水泵每一流量Q下对应的水泵扬程H、水泵效率η、水泵功率N和汽蚀余量NPSH值, 绘出水泵的基本特性曲线即Q~H、Q~η曲线[5]。水泵的这些基本特性曲线方程, 根据生产厂家提供的实测数据, 可以使用MATLAB中CFTOOL来拟合, 对于同型号泵的并联运行, 需要在已拟合的泵基本特性曲线上进行改进数学变换。并联运行时, 其泵站流量变为单泵运行流量与泵台数的乘积, 扬程不发生变化, 可以数学分析变换出多台泵并联运行时相应的特性曲线方程。

1.2 管路特性曲线

式中:H净为净扬程, m;K为管路特性系数, 对已知管路系统为一常数;f为管路摩阻系数;∑ξ为各局部阻力系数之和;A为管路截面面积, m2。

不同的管路, 比如吸水管, 出水管, 总管, 都有相应不同的局部阻力系数[5,6]。管路特性曲线的SIMULINK仿真流程如图1所示。

1.3 稳态工作点计算模型

对泵站Q~H曲线和管路特性曲线的联立求解计算, 可得泵站工作点的流量及对应的扬程大小, 进而得到水泵所处的效率范围, 确定其是否在高效区范围内运行[5]。工作点计算的SIMULINK仿真流程为图2。

1.4 同型号多台泵并联运行模型

将以上模型进行整合相连, 就得到了同型号多台泵并联运行SIMULINK仿真流程图, 将最终模块进行封装简化处理, 得到如图3所示的用户界面。

1.5 变速调节模型建立

泵在实际运用中, 为满足用水要求和经济运行的目的, 往往需要改变流量、扬程而使其工作点发生变化。工作点的调节方法很多, 本研究主要从变速调节的角度来分析[5]。

在管路特性曲线上根据流量找出对应的点A, 即为调节后的工作点, 应用方程 (1) 。继而求得方程 (3) 的未知参数C。再根据相似定律[方程 (3) ]找到A点对应在泵站Q~H曲线上的点A′。最后再利用A点和A′点对应的流量根据比例律公式 (4) 求出调节后的转速N。

式中:C为相似抛物线的参数;N与n分别为不同流量Q与Q′对应的转速。

变速调节转速计算的SIMULINK仿真流程为图4所示。

将计算结果在以上同型号泵并联运行模型中进行稳态运行计算, 对比其流量扬程关系、泵站功率等的变化情况。

2 模型校准与仿真结果计算分析

2.1 工程实例

乡宁县位于黄河中游, 山西省西南。随着乡宁县的发展, 合理解决乡宁县县城用水问题是乡宁县未来能够快速、稳定发展的基础, 因此建设乡宁县县城供水引黄工程是非常必要的。该工程设计扬程121m, 净扬程92.5m, 设计流量0.16m3/s, 运用三台型号为200D280-43×3的卧式多级离心泵, 两工一备。压力管道采用直径450mm的球墨铸铁管, 管道长度8 461m。图5所示为该供水工程的示意图。

一级泵站相关设计资料如表1所示。

2.2 工程仿真计算结果

经过MATLAB程序计算, 仿真结果如表2所示。

利用MATLAB强大的绘图功能, 绘制该工程中单泵、两台泵并联运行时的工作点示意图, 如图6所示。

若现在对水的需求降低, 要求泵站的流量为0.1m3/s, 则通过变速调节得到如表3的结果。

3 数值模拟结果分析

由图6可知, 同型号并联泵运行时, 泵站流量约为0.162m3/s, 由于泵站是两工一备, 所以两台泵并联运行时单泵流量是0.081m3/s, 在图中, A点对应的为同型号泵并联运行时泵站的工作点, B点为单泵的工作点, 其所对应的效率是77.25%, 属于高效区范围。也说明该仿真模型具有一定的研究分析作用。

若通过变频器减小泵站流量, 通过表2与表3的对比, 发现当泵站流量减小到0.101 8m3/s时, 泵站扬程降低, 功率减为105.6kW, 几乎为流量为0.16m3/s时的一半, 单泵的效率为60.87%, 低于调节前的77.25%, 但仍处于高效区范围。说明通过变频器变速调节水泵转速, 不仅能满足对供水量的需求, 而且能耗降低, 达到经济运行的目的。

4 结语

(1) 借助于MATLAB中的SIMULINK为仿真平台, 以模块化建模为思路, 取代了利用计算机汇编语言编程的繁琐过程, 结构和流程清晰。在模块中输入泵站相应的参数, 经过模块化计算仿真, 就会得到相应的结果, 对于不同的泵站, 只需改变参数的数值大小。这样使得稳态计算快捷方便。

(2) MATLAB具有强大的图形绘制分析功能和曲线拟合功能。CFTOOL工具箱的曲线拟合功能可以在泵站管路稳态运行的分析研究中发挥其优势作用。并且有很高的可靠度和多种曲线拟合模型以供选择, 可以选择适合工程的曲线拟合模型。

(3) 通过调速仿真计算, 可以对泵站的经济运行研究提供技术支持。

摘要：在国内外供水泵站稳态计算研究的基础上, 以通用性、便捷性为目标, 借助MATLAB中的SIMULINK仿真平台, 通过模块化的建模思路, 取代利用计算机汇编语言编程模拟的繁琐过程, 实现对供水泵站并联管路系统稳态运行和变速调节的仿真计算, 并运用MATLAB强大的图形绘制功能实现泵站管路稳态运行的曲线绘制和分析。重点构建管路系统稳态的仿真模型与变速调节模型。通过实例, 验证仿真模型的正确性, 以期推动供水泵站设计技术的发展。

关键词：供水泵站,变速调节,仿真模块,SIMULINK

参考文献

[1]张昭君.供水泵站优化及其应用研究[D].重庆:重庆大学, 2012.

[2]李林磊, 林峰.基于MATLAB/SIMULINK的管网系统稳态性能仿真研究[J].燃气轮机技术, 2012 (3) :50-51.

[3]李颖.SIMULINK动态系统建模与仿真[M].成都:电子科技大学出版社, 2009, 11 (2) :199-206.

[4]郑阿奇, 曹戈.MATLAB实用教程[M].2版.北京:电子工业出版社, 2007:243-280.

[5]栾鸿儒.水泵及水泵站[M].北京:中国水利水电出版社, 1993:65-102.

运行控制与调节 篇9

一、延边地区民间借贷现状分析

(一)参与主体多,地下金融活跃

延边地区民间借贷参与主体有“外汇老板”,私人钱庄、担保公司、寄卖行、典当行等。据延边州工商局统计,截止2013年末,登记注册的担保公司有72户,委托寄卖行257户,典当行14户,平均每户注册资本1000万元左右,上述机构注册资金约为35亿元。这些机构都不同程度地参与民间金融活动。实际上从事民间借贷活动的,还有大量的没有办理工商注册手续的地下中介组织、机构和个人,其数量之多,无法统计。仅从2014年4月7日新桥信息抵押贷款综合专栏广告来看,贷款广告共26条信息,其中清晰刊登公司名称和地址的信息有2条,只刊登地址或名称的信息2条,其余信息仅留有电话号码。也就是说,26条信息中仅有2家贷款公司是正式通过工商注册,依法批准成立的。这个贷款广告专栏在一定程度上彰显了地下金融的活跃程度。

(二)融资期限灵活,利率随行就市

延边地区民间借贷融资期限长短不一,有的期限为6个月,也有1-2年,1-4年的,但不论期限长短,均按月收取本息。利息为月息1分7到3分不等,换算为年利率为20.4%-36%。一般来说,在工商局正式注册的公司的民间借贷利率高,期限短,而未登记注册的公司,为了吸引顾客,则其民间借贷期限长而利率较低。总体上看,受市场上资金供求变化影响,利率随行就市,但变动幅度不大,基本上月息在2-3分之间。

(三)资金交易金额小,借贷手续简便

延边地区第三产业发展迅速,主要由中小企业构成,总体经济规模较小,是民间借贷资本的主要需求者。受延边地区经济特征的影响,民间借贷活跃,但单笔交易金额小。资金借贷手续简便,主要通过以下三种方式进行:一是借贷双方订立契约,确定借贷金额、利率和还款期限,一方提供资金,另一方按期还本付息;二是由第三方担保,三方订立契约,到期借款者无力偿还由担保人还款;三是用工资卡或高价值品抵押贷款,贷款额一般占抵押物的70%-80%。

二、延边地区民间借贷的运行特征

民间借贷的资本供给、需求及供需衔接方式共同构成了延边地区的民间借贷活动,源源不断的出国劳务收入为延边地区民间借贷持续运行提供了基础。民间借贷的国外供给国内消费刺激了延边地区第三产业异常繁荣、基本生活消费品物价偏高,但也导致金融监管难,潜在风险高。

(一)民间借贷资本供给主要来源于出国人员的劳务收入

出国劳务收入以及由劳务收入创造的收益是延边地区民间借贷资本的主要来源,表现出民间借贷资本的域外输入特征。自上世纪90年代以来,延边到韩国、日本、美国等地的出国劳务人员已超过20万人。据国家外汇管理局延边分局统计,从1998~2013年,出国劳务人员从各国汇入延边的劳务收入累计近100亿美元,按目前牌价(即1美元约折人民币6.1元)计算,约折人民币600亿元。近年来,通过银行汇入的劳务收入有所减少,但由于个人直接携带现钞入境数额逐渐增加,总的来看,延边地区的出国劳务收入仍在继续增加。

出国劳务收入直接或间接影响了延边地区的存款结构。从全州金融机构各项存款数据来看,截止2013年11月末,全州各项存款余额1158亿元,其中企业存款383亿元,储蓄存款775亿元,储蓄存款占各项存款的比重高达67%,远远高于全国其他地区储蓄存款占比。不只是与经济发达地区,即使与经济发展程度相近的地区相比,延边地区的储蓄存款占比也相对较高。据调查,这一现象主要是劳务收入存储引起的(当然,也与延边地区缺乏资金雄厚的大中型企业有关)。由于储蓄存款存取自由,监管当局对其资金用途的监管范围和效力有限。一旦出现热门投资机会,将会导致储蓄存款大批流动。储蓄存款的异常流动可能影响宏观金融调控政策的实施效果和地区经济的正常运行。

出国劳务收入虽然对存款结构产生重要影响,但也仅仅是小部分劳务收入沉淀于储蓄存款,而更多则投入到旅游、餐饮以及其他服务业,也有相当一部分资金流入到房地产行业,有力地促进了延边民营经济的快速发展。但是,出国劳务收入主要由外部经济体供给,输入国内后形成大量民间借贷,资金用途没有限制,流动性和趋利性都很强,如不加以引导,将对原有经济秩序形成一股强大的冲击,甚至引发金融风险。如,前几年延边房地产“热”,大量的民间借贷投入到房地产行业。随着国际金融危机的持续影响和国家对住房价格的综合调控,近年来延边房产一度滞销,许多融资企业面临很大困境,可能导致资金链断裂而引发金融风险。

(二)民间借贷需求主要集中于第三产业的中小企业

延边缺少有实力的大中型企业,工业不发达,农业基础薄弱,服务业在延边经济发展中举足轻重。自1991年以来,延边地区第三产业创造的国民生产总值在多数年份中超过第一、第二产业(图1);2005年,第三产业对国民经济的贡献超过了第一产业和第二产业的总和(图2),第三产业成为延边地区产业结构的重要支柱;第三产业的突出发展,在一定程度上受益于延边特殊的区位环境所提供的丰富旅游资源和对外劳务输出获得的资金支持。

数据来源:延边统计年鉴(2013)

数据来源:延边统计年鉴(2013)

延边地区第三产业主要由中小型民营经济主体构成。这些经济体经营规模小,管理水平差,资产保证能力有限,很难获得正规金融机构的资金支持,是民间借贷的主要需求者。根据金融机构的抽样调查显示,延边地区中小企业民间融资规模约占其总融资规模50%以上,融资成本一般在月息2-3分,融资成本较高。许多中小企业、尤其是私营企业或个体工商户,由于在经营管理、抵押物、还贷能力等方面达不到银行贷款要求,即使项目论证较好,也难以从商业银行获得贷款。

中小企业是能否融到资金,关系到中小企业的持续发展;而中小企业能否持续健康发展,关系到延边地区经济总体上持续有效运行。如何解决中小企业融资难题?通过商业银行放贷缓解融资压力,还是从规范民间借贷运行入手,降低中小企业融资成本?从目前情况看,前者操作难度较大,商业银行基于其自身风险和成本效益分析,一般不会增加对中小企业的融资额度;而规范民间借贷运行,不仅有一定的空间,也有经验可供借鉴,如“温州金改”在全国范围内已起到了率先垂范的作用。

(三)“地下钱庄”和“外汇老板”是交易和契约达成的重要方式

延边地区民间借贷活动一直处于自由无序状态,没有专门的中介机构和管理机构,“熟人”间交易、“地下钱庄”和“外汇老板”是交易和契约达成的重要方式。通过熟人之间电话联系、打借条、个人保证、私下保管产权证照等方式完成交易,虽然降低了交易成本,但存在着极大的履约风险。而且,随着国家近年来放松了对民间金融的限制,民间借贷活动日趋活跃,逐渐突破“熟人”领域而向外延伸,也有一些民间借贷持有者通过广告刊物发布信息投放资本。在熟人社会下,民间借贷的约束机制主要靠的是血缘、地缘关系和个人信用,随着交易范围延伸,原有的约束机制效力减弱,在监管不足的情况下,违约风险进一步增强。如,近年来,延边地区由于民间借贷引发了很多纠纷、诉讼案件或群体上访事件,甚至出现打砸事件。民间借贷行为的自发性、隐秘性、灵活性和趋利性,以及金融监管缺位,都导致金融风险无法得到有效控制。

三、规范边境地区民间借贷运行的途径与方式

(一)健全法律规制,引导出国劳务收入合理流动

延边地区的民间借贷活动是以围绕出国劳务收入供求为主的民间金融活动。为了引导和规范民间借贷健康发展,防范和化解民间融资风险,促进民间资金为区域经济社会发展服务,延边地区应发挥“先行先试”的政策优势,因地制宜地制定与本地民间融资相适应的法律法规及其管理办法, 加强对出国劳务收入投融资的服务和引导。具体来说,应明确民间融资的地位、性质、管理机关、业务范围、借贷条件等,以法律的手段,保护资金借贷双方的合法权益,遏制“地下钱庄”和“外汇老板”等地下融资活动。

(二)改进监管方式,管调结合,以调促管

民间借贷是一把“双刃剑”,一方面缓解了中小企业融资难,促进了民营经济的发展;另一方面,民间借贷活动游离于金融监管之外,是一种自发的“资本逐利”行为,具有潜在的金融风险。对民间借贷如何管,一棍子打死,还是睁一眼闭一眼,显然,两种态度都不合适。应综合考虑民间借贷对民营经济的促进作用以及民间借贷自发性、隐秘性特征,改进监管方式,监管与引导相结合,以调促管,提高管理效果,降低监管成本。

(三)降低市场准入,发展小额贷款公司

市场准入门槛高,不利于充分竞争和民间金融的市场化发展。小额贷款公司的注册资本要求为有限责任公司的注册资本不得低于500万元,股份有限公司的注册资本不得低于1000万元。由于注册资本高,很多企业单靠自身的能力难以跻身小额贷款公司行列。据调查,目前延边地区小额贷款公司仅72户,注册资本约为10亿元左右。小额贷款公司利率普遍高于民间金融组织的利率,为降低融资成本,很多中小企业更青睐于“地下金融”。延边地区应通过降低民间融资机构的市场准入,引导更多的民间组织加强合作,设立小额信贷机构,促进民间借贷市场的充分参与和有效竞争,以降低交易成本,改善金融环境。

(四)建立民间借贷利率信息分布机制,改善信息不对称状况

信息不对称使得民间借贷活动更多地通过“外汇老板”促成,增加了交易成本和履约风险。陈志武(2009)指出建立民间借贷利率信息公布机制,是降低民间借贷的交易成本和契约执行风险的有效途径。如果利率和借贷信息揭示得不充分,市场上就会出现许多种不同的借贷利率,无法促进民间借贷市场的发展。因此,可以利用报纸(如延边日报等)汇总关于借贷意愿与利率的信息,使得民间借贷首先在利率水平上趋同,改善信息不对称状况,从而降低民间借贷的交易成本和契约执行风险。

(五)借鉴“温州经验”,设立民间借贷服务中心

2012年3月28日,国务院常务会议决定设立温州市金融综合改革试验区。两年来,“温州金改”取得显著成效,创建了民间借贷服务中心,发布了温州地区乃至全国的民间融资利率指数,建立民间融资管理法规。“温州金改”在我国民间金融发展中具有十分重要的意义。

延边地区应结合当地金融环境和民间借贷活动的特征,因地制宜,采取切实可行的改革途径。目前,比较适宜的做法是“设立民间借贷服务中心”,引导民间借贷活动规范有序发展。民间借贷服务中心是民间融资公共服务机构,可以接受地方金融管理部门委托,从事民间借贷活动的信息采集和业务备案制度,在一定程度上能够起到引导民间借贷行为、及时发现问题,有效预防金融风险等作用。

设立民间借贷服务中心,加强对民间借贷的信息收集、分析和监管,对促进民间借贷阳光化、规范化发展既具有十分重要的意义,也有一定的可行性。一方面,设立民间借贷服务中心,是民间金融改革的初级手段,也是必要手段,改革由简入深,比较容易进行。另一方面,设立民间借贷服务中心,延边地区具有组织、管理和技术上的可行性。具体而言,可以由政府金融办牵头,商业银行协助,地区金融监管部门负责监管,各部分分工协作。目前,可以指定延边地区的商业银行先行准备民间借贷服务中心的调研和组织筹备工作。

总之,民间借贷是正规金融的有益补充,在一定程度上解决了部分社会融资需求,特别是缓解了一些中小企业和“三农”的资金困难,提高了金融资源配置和使用效率。温州作为我国民间金融改革的试验区,先行先试,改革成果为延边地区的民间金融改革提供了宝贵的经验。延边地区应该抓住机遇,勇于改革,促进民间借贷规范化发展,不仅有利于地方经济建设,而且,对于优化区域金融生态环境,推动长吉图整体联动发展具有重要意义。

参考文献

[1]陈志武.金融的逻辑[M].五洲传播出版社,2011

[2]浙江省第十二届人民代表大会常务委员会第六次会议文件.温州市民间融资管理条例.2013年11月22日

[3]滕奎秀,杨兴龙.商业银行分支机构效率及影响因素分析[J].会计之友,2011,(3):50-55

[4]张建伟.法律、民间金融与麦克米伦“融资缺口”治理[N].北京大学学报(哲学社会科学版),2013,(1):127-141

[5]刘文光,吉燕侠,彭日东.鄂尔多斯民间金融调查[J].华北金融,2011,(6):20-24

运行控制与调节 篇10

为了确保自动控制系统的稳定性, 通过对煤气加压系统控制系统的分析, 我们在硬件以及软件方面拟采用以下方法。

软件方面:我们考虑采用先进的混合煤气模糊控制计算机自动控制调节系统对混合煤气的压力和热值进行调节。

硬件方面:采用先进的煤气热值分析系统提高热值监控及控制系统的精确性。控制系统采用冗余配置, 在模版点数分配方面采用离散分布, 确保不会因为一个模板故障而影响整个控制系统的正常运行。

2 研发思路及技术方案制定

从自动化控制系统功能上看, 整个项目可以分为三个阶段。第一阶段:确定模糊控制的控制方案, 建立模糊控制系统。这一阶段的主要任务是认真翻阅加压站的随机资料, 根据现场的实际情况确定模糊控制系统的控制方法。建立模糊量参数, 并采集参数确定模糊控制对应域, 从而建立模糊控制的模型。第二阶段:将混合煤气热值分析系统的数据引入PLC, 通过生产过程中的数据采集, 建立煤气流量, 温度, 热值, 成分含量的数据库, 用于辅助修正煤气流量的调节。第三阶段:通过长时间的观察及数据采集, 不断完善数据库, 校正控制模型。

3 主要工作

3.1 控制系统的稳定性

考虑到煤气用户多、用量大的情况, PLC系统的稳定运行是一项重要任务。在系统设计方面尽可能的保证其安全性。此次设计我们采用了离散式设计, 每个加压机仪表的数据采集自成系统, 尽可能的确保不因为一个系统故障而影响到其余加压机的运行。整个DCS系统的中央处理器采用冗余设计, 当主处理器故障时能够快速切换到另一块处理器。

3.2 引入前馈调节稳定加压机后压力

在实际生产中由于管网的压力波动, 单PID调节很难将加压机出口的压力稳定在需要的范围内 (10KPA左右) , 造成了高焦炉煤气混合前的压力波动较大, 对混合效果造成了很大的影响。为此我们采用了单PID加前馈调节的方式, 将机后压力稳定在需要的范围内。

3.3 设计解耦环节

对于混合煤气的工艺过程, 一方面其时间响应的延迟较大, 另一方面其数学模型随煤气工况而变化, 因此难以建立准确的数学模型, 从而采用模糊控制较为合适。基于以上对模糊控制器理论的研究, 再结合具体的混合生产工艺可以确立控制器整体结构。

由于煤气蝶阀开度与煤气压力和流量成抛物线的关系, 输入的高炉煤气或焦炉煤气如果有其中之一发生变化, 则既影响混合煤气的压力, 又影响其热值。因此, 混合煤气的过程可以看作是一个非线性强耦合的多输入、双输出的多变量系统。混合煤气系统是多输入双输出系统, 控制量对输出压力、热值存在直接或间接影响, 即它们之间存在强耦合作用, 这严重影响混合煤气压力和热值的稳定, 为了减少混合煤气压力和热值波动, 必须引入解耦环节。

3.4 引入模糊控制辅助控制环节

由于建立本系统控制器主要测点是混合煤气的压力和流量, 而流量检测方面由于流量孔板长时间使用, 现场工作环境恶劣等原因难免会引起煤气流量检测的失真。考虑到以上情况我们将混合煤气热值, 混合煤气成分含量等数据引入PLC系统, 并将混合煤气的含量热值, 两个煤气源的流量等参数引入混合煤气控制系统, 通过长时间的数据对应关系建立数据库, 对现场采集到的两个气源的混合煤气流量进行参数修正。如果某一个气源的压力不正常, 控制系统通过数据库从中提取系统的特征, 对数据采用回归分析法, 得出待测变量的估算值。模糊控制辅助控制环节的引入有效的避免了因为现场仪表设备故障等方面原因而引起控制系统的误动作。

4 应用情况及效益

混合煤气加压站自动化控制系统正常投入, 稳定了生产运行。降低了故障率, 降低了操作人员的劳动强度。保障了煤气用户正常生产的需要, 提高了煤气使用率。整套控制系统实现主要工艺的自动控制、画面监控、报警、趋势记录等一系列功能。自投入使用以来, 系统运行稳定可靠, 故障点查找方便, 生产指标控制稳定, 节能降耗显著, 有利于减少设备的故障率、减轻操作人员的劳动强度, 大大降低了周围环境的噪音。

本系统投运以来创造了可观的经济效益, 其直接经意效益为375万元/年, 间接经济效益为23.7万元/年。一年的总经济效益为:

375万元+23.7万元=398.7万元

使用此系统一年可以减少煤气损耗约为总煤气量的0.1%。同时, 由于该系统自动化程度高, 有利于减少设备的故障率、减轻工人的劳动强度, 大大降低了周围环境的噪音, 循环经济效益显著, 生产成本的到了明显降低。

5 小结

采用施奈德昆腾系列PLC作为核心控制系统, 综合了模糊解耦控制、PID前馈控制等一系列控制手段, 实现了混合加压站的稳定、安全运行。此系统自动化程度较高, 减小了操作人员的劳动强度。整个控制系统能够很好的调节混合煤气的压力和热值, 不但将混合煤气压力的波动范围稳定在10KPA+-0.5, 而且也能够将混合煤气的热值稳定在设定值的3%波动范围内。自系统投运以来将煤气的放散量减少了0.1%, 提高了煤气的使用效率、减少环境的污染。从开始到实施各个阶段, 一直得到各级领导的大力支持, 以及机组运行人员、电气、仪表等各方面技术人员的大力支持, 在项目实施过程中各专业间多次交流, 在相关施工方的密切配合下, 使本项目达到较高技术水平。本项目实施后, 整个控制系统的各个环节之间衔接更加紧密。建立了相关数据之间的数据模型。使得控制系统更加可信, 控制更加可靠、安全, 达到了预期的效果。

摘要：型钢宽厚板煤气加压站工程担负着为整个型钢区域煤气用户提供压力和热值稳定的煤气, 能否提供稳定的混合煤气压力和热值关系到大型后续生产工艺的稳定进行, 而提供混合煤气的稳定热值又是重中之重, 因此确保提供煤气压力和热值的稳定是新建加压站的主要任务之一。目前的调节系统由于适应性差等原因造成煤气放散量大, 不但污染了环境而且也不利于“降本增效”的企业发展战略。同时, 没有混合煤气热值的分析系统也对煤气的调节带来了一定的影响。本文主要介绍利用模糊控制与辅助控制对煤气热值和压力调节的优化过程。

控制系统PID调节的分析与整定 篇11

PID调节又叫PID控制, 是比例 (Proportional) 、积分 (Integral) 、微分 (Differential) 进行控制的调节器简称, 主要针对控制对象来进行参数调节。PID控制器问世至今, 控制理论经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论3个阶段。虽然新的控制方法如神经网络、专家系统、鲁棒控制等得到了广泛的应用, 但由于PID原理简单、易于整定、适用性强, 目前仍是应用最广泛的基本控制方式。

Matlab是美国Math Works公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件, 集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体。针对传统PID控制的特点, 使用Matlab使得PID调节的仿真分析和参数整定更加简易、快捷、准确。

2. PID调节规律

PID调节器的微分方程为: , 式中u (t) 为PID调节器的输出信号, 用来送给受控对象;系统误差信号: 是系统的给定输入信号;c (t) 是系统的被控量。PID调节动态结构框图如下图所示, 图中信号为其对应量的拉氏变换。

PID调节器的传递函数为: , 可见PID控制通过Kp、TI和TD3个参量起作用。 (1) 当TD=0、TI=∞时, 则有Gc (s) =Kp, 为比例 (P) 调节器; (2) 当TI=∞时, 则有Gc (s) =Kp (1+TDs) , 为比例微分 (PD) 调节器, 作为校正器时, 它相当于超前校正器; (3) 当TD=∞时, 则有 , 为比例积分 (PI) 调节器, 作为校正器时, 它相当于滞后校正器;当Kp≠0、TD≠0、TI≠∞时, 则有 , 称为全PID调节器。

3. PID调节作用的Matlab仿真分析

使用Matlab软件可对PID三个参量的调节作用进行仿真分析。三个参量取值的不同, 就是比例、积分、微分作用强弱的变化。

1) 当TD=0、TI=∞、Kp=200~240时, 对系统阶跃给定响应的比例调节作用分析。随着Kp值的加大, 闭环系统的超调量加大, 系统响应速度加快。如下图所示。

2) 当Kp=200、TI=0.2~0.4时, 对系统阶跃给定响应的比例积分调节作用分析。随着TI值的加大, 闭环系统的超调量减小, 系统响应速度略微变慢。如下图所示。

3) 当Kp=200、TI=0.2、TD=100~700时, 对系统阶跃给定响应的比例微分调节分析。随着TD值的加大, 闭环系统的超调量增大, 但经曲线尖锐的起始上升段后响应速度有所变慢。如下图所示。

4. 基于Matlab的PID调节参数整定

常见PID调节器设计方法有:Ziegler-Nichols整定公式法 (动态特性参数法) ;Cohen-Coon整定公式法;最优控制法 (误差积分指标最优) ;稳定边界法。

稳定边界法又称临界曲线法, 是目前应用较广的一种控制器参数工程整定方法。这个方法基于系统的稳定性理论:系统闭环特征方程的根 (即闭环极点) 都在其复平面虚轴的左侧时, 闭环系统稳定;但闭环特征方程有纯虚根时, 系统的根轨迹与虚轴相交, 其响应等幅振荡, 系统临界稳定。当置PID调节器的TD=0与TI=∞时, 增加Kp值直至系统开始振荡, 此时系统闭环极点应在复平面的jω虚轴上, 确定系统闭环根轨迹与复平面jω轴交点, 求出交点的振荡角频率ωm及其对应的系统增益Km, 则其PID调节器参数整定计算公式如下表1所示。

Matlab给出函数zn02 () 来实现用稳定边界法整定公式计算系统P、PI、PID校正器的参数。例如, 已知一串级过程控制系统的主、副被控对象与副调节器的传递函数分别为:

利用函数zn02 () 求系统PI校正器参数的程序L6405.m如下:

在MATLAB命令窗口中看到用稳定边界法计算出P、PI、PID校正的参数分别为;

(1) P校正器:Gc1=Kp1=0.4682

(2) PI校正器:Kp2=0.5203;Ti2=32.4395

(3) PID校正器:Kp3=0.6861;Ti3=19.0821;Td3=4.7705

5. 结论