Повышение эффективности электротехнических комплексов жилых зданий с единым энергетическим вводом

• Автор: Файда, Евгений Леонидович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ
1.1. Современные проблемы систем водяного отопления жилых зданий
1.2. Электрическое отопление жилых зданий
1.3. Особенности обогреваемого помещения как объекта регулирования
1.4. Основные решаемые задачи
2. РЕГУЛИРОВАНИЕ МАКСИМУМА НАГРУЗКИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ С ЕДИНЫМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ ВВОДОМ
2.1. Регулирование максимума нагрузки электрических сетей
2.2. Регулирования максимума нагрузки квартирных вводов
2.2.1 Основные принципы регулирования
2.2.2. Регулирование максимума нагрузки при оптимизации температурных отклонений
2.2.3. Регулирование максимума нагрузки с учетом приоритетности обогреваемых помещений
2.3. Регулирование максимума нагрузки этажных стояков
2.4. Основные показатели графиков электрической нагрузки
жилых домов с единым энергетическим вводом
2.4.1. Методика определения электрических нагрузок
2.4.2. Определение электрических нагрузок при регулировании максимума
2.5. Выводы
3. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТЬЮ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
3.1 Выбор системы автоматического управления
3.2. Адаптивная система управления электрической мощностью нагревательных приборов
3.3. Выводы
4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТЬЮ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
4.1 Математическая модель конвективного теплообмена в помещении
4.1.1 Конвективный теплообмен и методы его расчета
4.1.2 Метод условных (больших) молекул
4.1.2.1. Исходные положения метода
4.1.2..2. Эксперименты на физических моделях
4.1.2.3.. Модель «черного ящика» с силой теплоподъема
4.2. Измерение вектора скорости конвективного потока воздуха в помещении
4.3. Компьютерное моделирование различных систем управления мощностью нагревательных приборов
4.4. Выводы
5. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Общая характеристика экспериментальных зданий
5.2. Электроснабжение экспериментальных домов
5.3. Экспериментальные исследования
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение 1 Акт внедрения и расчет экономического эффекта
Приложение 2 Программа компьютерного моделирования систем управления электрической мощностью нагревательных приборов
Актуальность работы. Жилые многоэтажные дома с единым энергетическим (электрическим) вводом всегда вызывали и вызывают повышенный интерес, как со стороны строителей, так и со стороны энергетиков. В ряде районов страны с дорогим привозным топливом, в курортных зонах, где особенно важно поддержание чистоты воздушного бассейна, в некоторых южных районах, на Крайнем Севере для отопления и горячего водоснабжения зданий нередко используется электричество [79]. Электричество является одним из дорогих видов топлива, поэтому вопросы его экономически оправданного использования тесно связаны с внедрением высокоэффективных средств автоматизации. Необоснованное увеличение температуры на 1 °С увеличивает затраты электроэнергии на 4...5 %, а гибкое изменение температурных режимов в каждом отдельном помещении может дать экономию в 30...50%. Учитывая большую инерционность объектов регулирования, можно одновременно с регулированием температурных режимов решать задачи выравнивания графика нагрузки энергосистемы, путем включения электронагревательных приборов в часы провалов графика и отключения - в часы максимума. Благодаря этому на базовых электростанциях уменьшается перерасход топлива во вне пиковые часы. Все эти организационные вопросы (вопросы диспетчеризации) достаточно широко и подробно освещены в работах многих авторов [6, 20,45, 79].
Однако до сих пор не разработаны эффективные способы управления электронагревательными приборами, позволяющие оптимизировать системы электроснабжения и режимы электропотребления зданий с электротеплоснабжением. Отсутствуют простые, но достаточно точные математические модели конвективных потоков воздуха в обогреваемых помещениях, что крайне необходимо для правильного выбора установленной мощности электронагревательных приборов на стадии проектирования. Нет общедоступных недорогих средств контроля параметров движения

М[Рэ]=КоэМРрэ', (2.5)
М[Р0]=КС0( со)Рр0, (2.6)
где Коэ(со)=0,11 и /Ссо(оо)=0,68 - коэффициенты одновременности для бытовых электроприемников и спроса для электронагревательных приборов отопления при большом числе квартир [79].
Среднее значение нагрузок квартирной сети при электроотоплении
М[Р]=М[РЭ]+М[Р0].
С учетом выражений (2.1) ... (2.6) среднеквадратичные отклонения нагрузок квартиры при Л=3 равно
ст[Р]=(0,89Ррз+ 0,22Рра)/3 ; (2.7)
Расчетная нагрузка группы из п квартир, подключенных к общему элементу электрической сети, равна
Ррп=т[Р^Х(1а2[Р])ш, (2.8)
где из выражения (2.1)
о[Рй=(Рр-М[РМ/к . (2.9)
Среднеквадратичная нагрузка группы из п квартир может быть определена по выражению
М[Рп 2]=(1М[Р^2+1 о2[Р] . (2.10)
2.4.2. Определение электрических нагрузок при регулировании максимума
При регулировании максимума нагрузки квартирной сети путем управления режимами работы электронагревательных приборов отопления: отключения их в периоды максимальных нагрузок квартирной сети, осуществляется сглаживание графика нагрузки.
Если среднее значение нагрузки электронагревательных приборов отопления М[Ро]<0,89Ррэ, то расчетное значение нагрузок квартирной сети может быть снижено до значения
Рр=РРэ., (2.11)