電機(jī)群系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能方法研究

【摘要】： 目前異步電機(jī)效率普遍較低,電能浪費(fèi)嚴(yán)重,針對(duì)這一問題一般采用單機(jī)控制節(jié)能的方式來提高電能利用效率。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)很多工業(yè)系統(tǒng)具有電機(jī)集群運(yùn)行的特點(diǎn),集群內(nèi)電機(jī)的負(fù)載波動(dòng)直接影響著整體效率和網(wǎng)損,據(jù)此本文提出了針對(duì)電機(jī)群系統(tǒng)進(jìn)行整體優(yōu)化節(jié)能的新思路。在分析異步電機(jī)節(jié)能情況和遺傳算法在電機(jī)群中的應(yīng)用之后,采取集中優(yōu)化調(diào)壓的方法,并且達(dá)到了整體優(yōu)化節(jié)能的目的。 以大慶油田最常應(yīng)用的異步電機(jī)為研究對(duì)象,分析異步電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行的損耗及其降壓節(jié)能情況。并且針對(duì)游梁式抽油機(jī)特有的運(yùn)行工況,研究了異步電動(dòng)機(jī)變轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)輕載和重載兩種不同工況下的能耗問題,分析了異步電機(jī)的等效電路、工作特性、節(jié)能工作原理,最后建立了基于電機(jī)群系統(tǒng)整體損耗最小的數(shù)學(xué)模型。并且應(yīng)用遺傳算法來解決優(yōu)化問題。 針對(duì)電機(jī)群系統(tǒng)優(yōu)化問題,本文系統(tǒng)地分析了遺傳算法的機(jī)理和實(shí)現(xiàn)過程,同時(shí)研究了遺傳算法操作步驟、編碼方式、適應(yīng)函數(shù)、選擇操作、交叉操作、變異操作等。但是遺傳算法在實(shí)際應(yīng)用過程中存在收斂速度慢,易早熟等缺陷,故有必要對(duì)遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)以提高其在求解無功優(yōu)化問題上的性能。通過深入研究,對(duì)電機(jī)群優(yōu)化編碼方式采用整實(shí)數(shù)混合編碼,對(duì)選擇操作采用錦標(biāo)賽選擇方法,采取最佳個(gè)體保存策略。同時(shí),交叉操作后引入模擬退火Metropolis接受準(zhǔn)則,在變異后期采用二次變異,以此提高算法的優(yōu)化效果。在應(yīng)用matlab計(jì)算出最優(yōu)結(jié)果之后通過變壓器有載調(diào)壓來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的,并且采用動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤的方法來實(shí)現(xiàn)隨時(shí)調(diào)節(jié)電壓,使得電機(jī)群系統(tǒng)在出現(xiàn)負(fù)載波動(dòng)時(shí)依然處于最佳節(jié)能狀態(tài)。 本文的研究適合大多數(shù)中低壓的變負(fù)載異步電機(jī)群系統(tǒng),在電廠、煤礦、油田中都可以進(jìn)行應(yīng)用,并且在大慶油田的實(shí)際應(yīng)用中得到了很好的效果。 【關(guān)鍵詞】：電機(jī)群 異步電機(jī) 遺傳算法 有載調(diào)壓
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM306
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題背景10
• 1.2 油田電力系統(tǒng)用電現(xiàn)狀10
• 1.3 油田常用電機(jī)節(jié)能技術(shù)分析10-12
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 油田電機(jī)負(fù)載特性與調(diào)壓節(jié)能模型14-26
• 2.1 異步電動(dòng)機(jī)損耗的研究14-15
• 2.1.1 恒定損耗14
• 2.1.2 負(fù)載損耗14-15
• 2.1.3 雜散損耗15
• 2.2 抽油機(jī)變轉(zhuǎn)矩負(fù)載異步電動(dòng)機(jī)損耗分析15-24
• 2.2.1 游梁式抽油機(jī)分析15-17
• 2.2.2 異步電動(dòng)機(jī)等效電路研究17-18
• 2.2.3 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作特性18-20
• 2.2.4 異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能工作原理20-24
• 2.3 電機(jī)群系統(tǒng)調(diào)壓節(jié)能數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 改進(jìn)遺傳算法的電機(jī)群優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)建模26-39
• 3.1 遺傳算法分析26-32
• 3.1.1 遺傳算法在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用26-27
• 3.1.2 遺傳算法基本原則27-29
• 3.1.3 傳算法基本操作分析29-32
• 3.2 改進(jìn)遺傳算法的電機(jī)群系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能研究32-37
• 3.2.1 改進(jìn)遺傳算法電機(jī)群系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能的操作設(shè)計(jì)32-36
• 3.2.2 改進(jìn)遺傳算法電機(jī)群系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能流程36-37
• 3.3 電機(jī)群系統(tǒng)有載調(diào)壓37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 電機(jī)群優(yōu)化計(jì)算及應(yīng)用39-43
• 4.1 算例結(jié)果與分析39-42
• 4.2 本章小結(jié)42-43
• 結(jié)論43-44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 致謝47

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