一种基于有序用电的线损功耗节能降耗控制方法与流程

本发明涉及工业生产控制方法领域，特别涉及一种基于有序用电的线损功耗节能降耗控制方法。

背景技术：

1、工业生产系统是指工业人造系统，一切活动都是由操作者和机器去完成。其定义是由若干设备、传输机构、存储单元等组成，在计算机控制下的集成生产加工系统。生产系统又称为流程工业和离散工业。通常诸如石油生产、化工生产、造纸工业等属于前者，这类工业的生产过程大都是由连续操作过程或非连续操作过程组成；而诸如汽车生产工业、冰箱生产工业、计算机生产工业、食品加工工业等属于后者，它们的生产过程大都是由离散操作或批操作过程构成。一般将较小的生产系统称为加工中心或工作站甚至直接称为设备。

2、目前，工业生产系统时常需要应对用电高峰或突发事故导致的电力供应不足的问题，而电力供应不足会使设备低于额定功率运转，导致电能的浪费，也就是产生线损。线损主要分为理论线损和管理线损两种，分别由线路物理损耗和工作人员数据汇报错误、单位偷电盗电等导致。降损手段主要分为技术降损和管理降损，两者相辅相成。现有的技术降损措施通常有四种：提高电压、提高功率因数、降低导线的电流密度和选用低电阻率的导线，以上措施仅就电源、负载和线路物理特性进行改进以降低线损，需要人工手动调整，降损工作效率较低。

3、如申请公开号为cn114967887a的中国专利公开了基于工业智能的能耗管理方法、装置、设备及存储介质，包括：获取待检测设备的实际运行能耗；根据待检测设备的环境信息和生产信息从历史能耗数据中获取基准能耗；将实际运行能耗与基准能耗进行对比，获得对比结果；在根据对比结果判定待检测设备存在能耗异常时，按照预设节能策略调整待检测设备的运行状态。由于本发明是将待检测设备的实际运行能耗与历史能耗数据中的基准能耗进行对比，在根据对比结果判定待检测设备存在能耗异常时，按照预设节能策略调整待检测设备的运行状态。相对于现有的在检测到能耗异常就停止设备运行进行检修的方式，本发明上述方式能够提高能耗管理的效率，进而提高设备的运行效率。

4、虽然上述现有技术中，能够根据设备的能耗异常调整设备的运行状态，但是没有针对工业生产系统类型和生产设备类型的不同对电能进行有效合理的分配，缺少在工业生产系统中具体的应用场景。

5、本发明是为了解决上述问题，提出一种基于有序用电的线损功耗节能降耗控制方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于有序用电的线损功耗节能降耗控制方法，能有效解决背景技术中提出的问题：工业生产系统时常需要应对用电高峰或突发事故导致的电力供应不足的问题，而电力供应不足会使设备低于额定功率运转，导致电能的浪费，也就是产生线损。现有的基于有序用电的线损功耗节能降耗控制方法能自动监测运转设备功率大小，迅速有效地减少由于电力供应不足产生的线损。

2、为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于有序用电的线损功耗节能降耗控制方法，具体包括以下步骤：

3、s1：构建设备配电等级评定标准；

4、s1.1：收集设备数据；

5、s1.2：设置设备必要等级参数n、危险等级参数r和生产过程优先级参数p的取值；

6、s1.3：代入参数，根据设备配电等级计算公式计算设备配电等级β；

7、s2：执行基于设备配电等级评定标准的有序用电供电方法；

8、s2.1：计算所有设备的实际功率之和，比较供电单元额定功率与的大小，获得有序用电启动参数；若，不再执行任何步骤，若，继续执行下述步骤；

9、s2.2：计算的设备的实际功率之和,标记为，调度合适的供电单元，使供电单元的，以此确保必要设备都能正常工作；

10、s2.3：电能首先分配给配电等级的设备，并按照配电等级高到低的顺序分配，同时计算配电后各设备的功耗和线损；

11、s2.4：上述步骤中，若配电后计算得到的某设备功耗低于该设备的最低运行功率，则适当减少上一配电等级对应设备的电能，使功耗低于最低运行功率的必要设备稳定运行，以此类推，保证工业生产系统中所有的设备都能稳定运行；计算必要设备最终消耗的总功率；

12、s2.5：保证必要设备稳定运行后，剩余电能再分配给配电等级的设备，按照的设备的额定功率与剩余电能的比值，对剩余电能进行分配，具体方法如下：

13、s2.5.1：计算剩余电能，；

14、s2.5.2：计算的设备的额定功率之和，即；

15、s2.5.3：计算各的设备的剩余电能分配比例，；

16、s2.5.4：按照各的设备的剩余电能分配比例将剩余电能分配给对应的β=0的设备，各β=0的设备所分配到的电能大小；

17、本发明的进一步改进在于，步骤s1所述的配电等级评定标准，具体包含以下参数：

18、必要等级，需根据工业生产系统设备的必要性设置进行不同取值，当为必要设备时，则，当为非必要设备时，则；

19、危险等级，需根据工业生产系统设备的不同设置进行不同取值，设备越危险，危险等级取值越高；

20、生产过程优先级p，需根据工业生产系统类型的不同设置进行不同取值，连续工业中，任一环节出现问题都会对最终获得的产品产生影响，各设备的p取值相同，离散工业中，某零件的生产计划越紧急，生产该零件的设备的p取值越大。

21、本发明的进一步改进在于，步骤s1.1所述的设备数据包含：设备必要度、设备危险度、设备在生产系统中的优先度、设备最低运行功率、设备总数量、故障设备数量、设备额定功率、设备与供电单元间的理论电缆长度、单位长度电缆电能损耗，其中特指该工业生产系统进行电缆敷设时计算的该设备与供电单元间的理论电缆长度。

22、本发明的进一步改进在于，步骤s1.3所述的设备配电等级计算公式为：

23、

24、其中，表示设备的必要等级，当为必要设备时，则，当为非必要设备时，则；表示设备的危险等级，表示设备的生产过程优先级；的设备为必要设备，的设备为非必要设备。

25、本发明的进一步改进在于，步骤s2.1所述的有序用电启动参数，具体计算公式如下：

26、

27、其中表示所有设备的实际功率之和，表示供电单元额定功率；

28、若，表示电能足够；

29、若，表示电能不足，需要启动有序用电。

30、本发明的进一步改进在于，步骤s2.1所述的计算方法如下：

31、

32、其中表示设备总数量，表示故障设备数量，表示设备的额定功率，表示单位长度电缆电能损耗，表示该工业生产系统进行电缆敷设时计算的该设备与供电单元间的理论电缆长度，。

33、根据本发明的另一方面，提供了一种基于有序用电的线损功耗节能降耗控制系统，其基于上述的一种基于有序用电的线损功耗节能降耗控制方法实现，包括：

34、配电等级评定模块，用于构建设备配电等级评定标准，根据设备配电等级计算公式计算设备配电等级；

35、有序用电执行模块，用于计算有序用电启动参数，判断是否启动有序用电，若需要启动有序用电，则根据各设备的配电等级对设备进行电能分配。

36、本发明的进一步改进在于，所述配电等级评定模块，包括：

37、设备数据收集单元，用于收集设备数据；

38、参数设置单元，用于设置设备必要等级参数、危险等级参数和生产过程优先级参数的取值；

39、配电等级计算单元，用于根据设备配电等级计算公式计算设备的配电等级。

40、本发明的进一步改进在于，所述有序用电执行模块，包括：

41、有序用电启动判断单元，用于计算有序用电启动参数，并根据有序用电启动参数的数值判断是否激活电能分配单元；

42、电能分配单元，用于执行基于设备配电等级评定标准的有序用电供电方法。

43、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过设置不同参数的数值计算配电等级，依据配电等级大小按需分配电能，使功率趋于平衡点，既保证了生产系统的正常运行，又避免了电能不足对生产系统的影响，提高管理效率，在计算出额定负荷运转设备低于额定功率运行情况时自动减少满负荷运转设备的功率，迅速有效地减少由于电力供应不足产生的线损，使生产系统更快速地应对电力供应不足的情况。