低碳型社区配电系统规划研究

低碳型社区配电系统规划研究

论文摘要

可再生能源利用技术正在社区建设中得到越来越广泛的应用。例如,不少新建社区使用地源热泵空调系统(GSHP:Ground-Source Heat Pump)替代传统电空调、使用太阳能发电系统替代传统向大电网购电的单一格局。这类社区往往被称作低碳社区,其配电系统的设计需要与新能源供能系统相协调,值得做专门研究。本文针对采用地缘热泵空调系统的低碳社区,从电负荷预测、网架结构选型、无功补偿方式、设备选型四个角度探讨此类社区配电系统的节能规划方法。在电负荷预测方面,采用一种新的负荷预测方法,将用电负荷分为居民用电负荷、传统公共用电负荷和GSHP空调系统用电负荷三部分。对前两种用电负荷,采用单位指标法进行负荷计算,但在计算家庭用电负荷时必须扣除空调用电部分;而对GSHP空调系统用电负荷,则提出针对典型工况的逐时运行模拟法,预测GSHP空调系统的典型日负荷时序曲线,并据此得出GSHP空调系统的计算负荷,最终将三者分别乘以各自的同时系数后加总,即可得到公寓建筑的用电总负荷。在网架结构选型方面,针对居民住宅入住率逐步上升的特点,改变传统的“开关站+箱变组成单环网不带低压联络”的接线方式,提出“开关站+箱变环网带低压联络”的接线方式。通过配电变压器低压联络,根据入住率投运配电变压器,使变压器利用率提高,空载损耗下降。在无功补偿方面,采用提高功率因数,平衡三相负荷以及无功就地补偿的方式进行节能优化。在设备选型方面,采用非晶合金变压器代替新S9型变压器,使用LED路灯代替传统普通节能灯,采用“回馈型”节能电梯代替传统电梯,采用节能抗老化通风式室内低压电力电缆替代现有电缆。论文最后以上海金茂崇明低碳示范社区为例,对该低碳社区的配电系统给出了节能规划方案,并分析了论文所提节能规划方法的节电效益。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 诸论
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 低碳社区简介
  • 1.1.2 低碳社区配电系统研究的必要性
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 电负荷预测方法的研究现状
  • 1.2.1.1 传统电负荷的计算方法
  • 1.2.1.2 建筑空调负荷的计算方法
  • 1.2.1.3 GSHP 空调负荷计算难点
  • 1.2.2 配网规划供电模式的研究现状
  • 1.3 本论文的工作
  • 1.4 本论文的章节安排
  • 第二章 低碳型社区电负荷预测方法
  • 2.1 基本思想
  • 2.2 住宅建筑用电负荷的预测
  • 2.2.1 居民用电负荷指标及公共用电指标的取值
  • 2.2.2 GSHP 空调系统用电负荷预测方法
  • 2.2.2.1 GSHP 机组的逐时用电功率
  • 2.2.2.2 循环水泵的逐时用电功率
  • 2.2.2.3 风机的逐时用电功率
  • 第三章 低碳型社区网架结构的选择
  • 3.1 变配电室的布点及供电半径
  • 3.2 社区配电的网架结构
  • 3.2.1 网架接线方式
  • 3.2.2 变压器的容量和数量的选择
  • 3.2.3 变压器 N‐1 运行方式
  • 3.3 低压线路的供电方式
  • 3.4 经济电流密度选择导线截面
  • 3.5 无功补偿的作用
  • 3.5.1 提高功率因数对低碳的作用
  • 3.5.2 三相平衡对低碳节能的作用
  • 3.6 提高功率因数的方法
  • 3.6.1 低压环状接线确保三相平衡
  • 3.6.2 提高设备自然功率因数
  • 3.6.3 补偿方式实行就地补偿
  • 第四章 变配电设备的低碳化选型
  • 4.1 变压器设备选型
  • 4.2 照明设备选型
  • 4.2.1 选择高效光源和节能灯具
  • 4.2.2 采用不同的分区控制方式
  • 4.2.3 选择合适的镇流器
  • 4.3 电力电缆的型号选择
  • 4.4 “回馈型”节能电梯
  • 第五章 低碳型社区配电系统节能评估
  • 5.1 电负荷计算损耗比较
  • 5.2 节能型设备节电效益
  • 第六章 实例测算
  • 6.1 目标示范社区概况
  • 6.2 采用 GSHP 空调系统的产权公寓建筑的负荷预测结果
  • 6.2.1 居民用电负荷计算
  • 6.2.2 公共用电负荷计算
  • 6.2.3 GSHP 空调系统负荷计算
  • 6.2.4 总负荷预测结果及其分析
  • 6.3 示范社区区配电系统其他规划设计
  • 6.3.1 网架结构
  • 6.3.2 社区线路敷设
  • 6.3.3 配电变压器型号的选择
  • 6.3.4 照明系统及电梯设备选型
  • 6.4 示范社区区配电系统节能评估
  • 6.4.1 电负荷计算损耗比较
  • 6.4.2 单台节能型设备效益比较
  • 6.5 低碳型社区配网优化设计方案的总节能效益
  • 6.5.1 变配电规划节电量
  • 6.5.2 辅助设备节电量
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间已发表和录用论文与参与项目情况
  • 相关论文文献

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