能源双控制度范文

栏目：文库百科作者：文库宝发布：2023-12-27 17:25:56浏览：340

能源双控制度

能源双控制度篇1

无刷双馈电机（BrushlessDoubly-FedMachines，简称：BDFM）是由Hunt于20世纪初提出的，但是由于当时控制技术的限制，一直未能得到实际应用。随着电力电子技术和控制技术的发展，使得对双馈电机的控制成为可能。1980年初，Wallace等人在无刷双馈电机的控制绕组上加上频率和电压均可调的交流电源，将该电机与控制系统组成无刷双馈电机调速系统，实现了高效无级调速，而且可以实现变速恒频发电，大范围调节无功功率，改善电网的功率因数。自1980年以来美国、英国等国家对无刷双馈电机进行了深入的研究，并逐步在工业中得到了应用。90年代中期我国许多高校和科研部门也对无刷双馈电机进行了研究。

2.无刷双馈电机的结构原理

图1 无刷双馈电机的基本结构原理图

无刷双馈电机的结构原理图如图1所示，定子侧具有两套绕组，分别为功率绕组和控制绕组。其中功率绕组极对数为p，直接由工频电源为其供电，控制绕组极对数为p，通过变频器为其供电。转子侧具有特殊的结构，极对数为（p+p），有鼠笼式和磁阻式两种形式。

3.无刷双馈电机的运行方式

无刷双馈电机具有以下运行方式：无刷双馈电机的异步运行、同步运行、双馈运行和变速恒频发电状态。

3.1无刷双馈电机的异步运行

无刷双馈电机异步运行时，功率绕组接到工频电源，控制绕组通过滑动变阻器短接。这样无刷双馈电机利用控制绕组串联的滑动变阻器可以实现自启动，还可以调节阻值的大小在一定范围内调节电机的转矩―转速特性。无刷双馈电机与传统绕线式电机相比，去掉了电刷，使得可维护性大大提高，适用范围进一步扩大。无刷双馈电机的异步运行示意图如图2所示。

图2 无刷双馈电机的异步运行示意图

根据无刷双馈电机的双同步模型，在MATLAB中建立模型，此模型中p=2，p=1，J=0.1，根据异步电机的公式可以得出电机稳定转速为1000转每分钟。当功率绕组电压U=380V，f=50hz，控制绕组短接，即U=0，f=0。电机工作在异步状态，其波形如图3所示，与理论分析一致。

图3 异步运行时速度波形图

3.2无刷双馈电机的同步运行

无刷双馈电机在同步运行时，功率绕组直接由工频电源供电，而控制绕组通过变频器接到电源上，如图1所示。当无刷双馈电机运行速度在60f/（p+p）附近时，控制绕组2p极磁场以相对于定子的低滑差速度旋转。如果此时在控制绕组通一直流或者一定频率、一定电压的交流电，那么电机将被牵入同步速而同步运行。同步运行速度只与电机定子绕组的极数和定子绕组所通电源频率有关，与其他因素无关。

功率绕组加380V，50hz交流电，控制绕组在电机运行2分钟后，加上10V的直流电。电机实现异步启动，同步运行。其转速波形如图4所示。稳定同步运行的速度为750转每分钟。

图4 异步启动同步运行时速度波形图

3.3无刷双馈电机的双馈运行

无刷双馈电机双馈运行时，其运行示意图跟同步运行时相同，但控制绕组的变频输入不同，使无刷双馈电机工作在双馈运行状态。无刷双馈电机内部有几种磁场相互作用，图5给出了各旋转磁场之间的关系。

图5 无刷双馈电机内部各旋转磁场之间的关系

无刷双馈电机双馈运行稳定时，转子导条上只有一种电流流过。因此两定子磁场在转子中感应的电流角频率应该相同，即w=w。因此：

w-pw=±w+pw（1）

则，无刷双馈电机双馈稳定运行时的转速为：

n=60*（f±f）/（p+p）（2）

式中的“±”号取决于两台电机的定转子相对相序。当功率绕组电源和控制绕组电源相序相同时取“+”号，反之取“－”；当f=0时的转速称为自然同步速。f前取负号的调速称为亚同步调速；f前取正号的调速称为超同步调速。

功率绕组加380V，50hz交流电，控制绕组在电机运行2分钟后，加上50V，5hz的交流电。电机实现异步启动，双馈运行。其转速波形如图6所示。稳定双馈运行的速度为650转每分钟。

图6 异步启动双馈运行时速度波形图

3.4无刷双馈电机的变速恒频发电状态

无刷双馈电机发电运行时，电机的控制绕组用作交流励磁绕组，功率绕组用于发电。功率绕组的频率为：

f=n*（p+p）/60±f（3）

在不同的机械转速n下调节控制绕组的供电频率f，可以保证定子功率绕组输出恒定频率的交流电能，也实现了交流励磁变速恒频发电。

4.结语

本文主要讲述了无刷双馈电动机的结构和运行原理，通过对无刷双馈电动机原理图的分析，分析了无刷双馈电机的结构原理；通过分别给出直观的仿真运行图，直观地讲解了无刷双馈电动机的运行原理。

能源双控制度篇2

【关键词】公司控制权双层安排方式公司资源配置

对于以所有权与经营权相分离为基本特征的现代公司来说，能否建立起公司控制权的双层安排方式和制衡机制，直接关系到公司资源配置效率的高低。西方发达国家在长期的实践中，已逐步建立起各具特色、较为有效的公司控制权双层安排方式。但即使对于这些国家来说，这一问题也未真正得到解决。诸如所有者权益不能得到保障、董事会难以发挥其战略决策及监督职能、管理层权力过大等等，都暴露出这方面存在的问题和不足。在中国，建立公司控制权的双层安排方式，则更是一项艰巨复杂的任务。

一、文献述评

学术界对公司控制权的安排问题已作过一些探讨。如Aghion & Tirole（1997）区分了名义控制权和实际控制权，认为名义控制权是一种作出决定的权利，而实际控制权是对决策的有效控制。他们对名义控制权和实际控制权的行使主体进行了划分，认为名义控制权由作为股东的委托人掌握，实际控制权则由人持有。他们还分析了实际控制权的作用，认为在现代公司中，掌握实际控制权的人具有作出特别决策的权利，而委托人只是对一些剩余事项负责。Jensen（2000）提出，公司的最终控制权属于作为委托人的股东，这是一种高级控制权，作为人的董事会和管理层则掌握着公司内部体系的控制权。Tirole（2001）将现代公司中的控制权分为名义控制权和实际控制权，并对实际控制权的行使主体作了较为细致的考察。他指出，管理层由于具有信息上的优势而能对决策产生重大影响，他们往往掌握着公司的实际控制权；而董事会由于拥有监管职能，因而，管理层所掌握的实际控制权并不是绝对的。Hart & Holmstrom（2010）也把现代公司中的控制权分为名义控制权和实际控制权。他们认为，控制权的安排能在完全集中与完全不集中之间达成一种折中，从而在老板与下属之间形成良好的控制权配置框架。中国学者也对公司控制权的安排作过研究。如刘磊、万迪昉（2004）把企业中的控制权划分为核心控制权和一般控制权，认为核心控制权是能控制和影响其他控制权的控制权，其行使并不直接影响企业的运行，而一般控制权是受核心控制权控制和影响的控制权，它的行使能产生具体的企业行为。田志伟（2008）把控制权分为最终控制权和经营控制权，认为股东拥有公司的最终控制权，而经营控制权是一种组织和协调企业内各种资源的权力，它由企业家拥有。

从以上所述可以看出，学术界对公司控制权的安排问题已作过不少研究，取得了许多成果。然而，公司控制权究竟是如何通过相应的安排与制衡从而实现公司资源的优化配置的，现有理论解释得还不是很清楚。首先，现有公司控制权理论研究的基本上是一种单层次的控制权安排方式，即最终控制权与实际控制权之间的配置关系。在关于现代公司中控制权安排的研究上，现有文献尽管表述方式不一，但大多分析的是由公司所有者掌握的最终控制权与由公司高级管理人员掌握的实际控制权之间的配置关系。尽管Jensen（2000）、Tirole（2001）认为管理层和董事会同为实际控制权的拥有者，但他们都没有对实际控制权作进一步的细分。其次，现有公司控制权理论虽指出控制权具有“管理”、“决策”上的作用，但公司控制权究竟如何通过相应的安排来发挥其资源配置功能，现有理论一般都未作深入的探讨。最后，在公司控制权安排的制衡机制上，现有文献大多研究的是一种单层的公司控制权制衡关系。一些文献如李丽君、金玉娜（2010）虽考察了股东、董事会、监事会、债权人等对管理层的制衡作用，但也不是从公司控制权双层制衡的角度来分析问题。

二、公司控制权的双层安排方式及其资源配置效应

1、公司控制权的基本含义

公司控制权是理解公司制度的一个核心概念。到目前为止，学术界对公司控制权的含义的理解并不一致。如有人将其定义为对董事会成员或高级管理人员的任用权，有人认为它是一种关于公司资产用法或重要事项的决策权，有人提出它是一种关于公司资源的管理权，还有人将其视为对公司行为整个过程中的影响权。根据Coase（1937）关于企业内的资源配置是由权力来协调的思想，可以把公司控制权的本质看作是一种公司资源的配置权。

公司控制权作为公司资源的配置权，主要表现为一种整合公司内资源、协调公司运行的权力（权利），它要解决的是公司生产什么、怎样生产和如何分配的问题。这是由于，公司在从市场购入生产要素时，生产要素的所有者（如股权资本的所有者、债权资本的所有者、管理性人力资本的所有者、生产性人力资本的所有者等）各自与公司签订合同，而这些要素的所有者之间却并不存在合同关系。这样，在控制权缺失的情况下，公司中的生产要素不能自行合作而有效地进行生产。公司中物质资本互补性、沉淀性和风险性的特点，决定了公司控制权最终要由资本（尤其是股权资本）的所有者来掌握，而为了有效地进行生产，资本的所有者又要将具体的控制权委托给公司高级管理人员。

2、公司控制权的双层安排方式

所谓公司控制权的双层安排方式，是一种两个层次的公司控制权配置关系：第一个层次是控制权中最终控制权（由股东大会掌握）与实际控制权（由公司高级管理人员掌握）之间的配置，第二个层次是实际控制权中间接控制权（由董事会、监事会等拥有）与直接控制权（由管理层拥有）之间的配置。

在区分最终控制权与实际控制权的基础上，还有必要把实际控制权进一步细分为间接控制权和直接控制权。我们认为，间接控制权由董事会、监事会等掌握，以集体决策的方式来行使。这种权力并不介入公司日常资源配置活动，故称间接控制权。而直接控制权由管理层掌握，以个人决策为主的方式来行使。这种权力从事的是公司日常资源配置活动，故称直接控制权。需要指出的是，一些管理层特别是其核心也是董事会中的成员，他们不仅掌握着直接控制权，而且也拥有间接控制权。正因为这些人具有双重身份，因而有必要严格地区分间接控制权与直接控制权，让这两种权力在公司资源配置中各自发挥好自己的作用。

公司控制权实行了两个层次的安排方式后，便能形成两个层次的制衡机制：一方面是最终控制权与实际控制权之间的制衡关系，另一方面是实际控制权中间接控制权与直接控制权之间的制衡关系。目前，在公司控制权的制衡中，一般强调的是股东大会对董事会的制衡，或董事会对管理层的制衡，而这都是单层的公司控制权制衡关系。而只有建立起公司控制权的双层制衡机制，才能实现公司资源的合理有效配置。

3、公司控制权安排的资源配置效应

公司中的资源配置问题主要表现在三个方面，即生产什么（如明确公司发展方向、确定公司经营重点、决定投融资方案及并购活动等等）、怎样生产（如构建公司组织体系、确立指挥方式、进行有效监督、协调对外关系等等）、如何分配（如确定控制权的公共收益和私人收益分配，决定员工奖励方案等等）。各控制权行使主体，在公司资源配置中发挥着不同的作用。直接控制权是一种日常性的资源配置权，其职能是在公司日常活动中决定生产什么、怎样生产和如何分配并加以部署；间接控制权是一种监控性的资源配置权，其职能是决定公司重大事务及对管理层进行监督；最终控制权是一种终极性的资源配置权，其职能是决定公司大政方针及任用董事会、监事会成员。上述权力要通过适当的安排和制衡，才能达到有效配置资源的效果。

三、中国公司控制权安排有待解决的一些问题

本文在现有最终控制权与实际控制权分类的基础上，将实际控制权进一步细分为间接控制权与直接控制权，进而建立起一个简要的公司控制权双层安排方式的分析框架。这是对股东大会、董事会、监事会、管理层之间关系所作的一种新的概括和总结。公司控制权双层安排方式的分析思路，有助于更好地研究公司控制权内部的制衡关系，更有效地分析公司中的资源配置问题。

对于中国来说，建立起公司控制权的双层安排方式，具有十分重要的意义。在建立现代企业制度的过程中，中国在实现公司控制权的合理配置和有效制衡上取得了不小进展，但在此方面存在的问题也是较为突出的。就国有及国有控股公司而言，这类企业的国有股权委托机构往往缺乏相应的制约机制，大股东控制及内部人控制问题突出；董事会与管理层之间职责不清，极易出现权力重叠及权力纷争的现象；独立董事缺乏独立性，监事会不能有效履行其监督职能。而一些较具规模的民营公司，由于股份持有较为集中，大股东支配着股东大会和董事会，职业经理人只能沦为附庸。如此等等，表明中国公司控制权的双层安排方式和制衡机制尚未建立起来，而这又影响到公司资源配置效率的改进和经营绩效的提高。

要使公司控制权有效发挥其资源配置机能，除了要更多地发挥最终控制权的作用外，关键性的一个问题是要对实际控制权作出合理的分配，建立起间接控制权与直接控制权之间的有效配置机制。发达国家一定程度上已解决了这个问题。如直接控制权的行使者，在英国是由执行董事领衔的管理团队，美国是由首席执行官带领的管理团队，德国是由管理委员会领导的管理团队，日本是由全职董事带领的管理团队。而间接控制权的行使者，在英美是董事会，德日是董事会和监事会。可以说，上述国家已建立起各具特色的公司控制权双层安排方式与制衡机制。在这种情况下，借鉴西方发达国家公司控制权安排的成功经验，建立符合中国实际的行之有效的公司控制权双层安排方式，具有十分重要的意义。

【参考文献】

[1] Philippe Aghion and Jean Tirole：Formal and Real Authority in Organization[J]. Journal of Political Economy，1997（105）.

[2] Ronald Coase：The Nature of the Firm[J].Economica，1937（4）.

[3] Oliver Hart and Bengt Holmstrom：A Theory of Firm Scope [J]. Quarterly Journal of Economics，2010（125）.

[4] Michael Jensen：A Theory of the Firm：Governance，Residual Claims，and Organization Forms[M].Harvard University Press，2000.

[5] Jean Tirole：Corporate Governance [J].Econometrica，2001（69）.

[6] 李丽君、金玉娜：四方控制权制衡、自由现金流量与过度投资行为[J].管理评论，2010（2）.

[7] 刘磊、万迪昉：企业中的核心控制权与一般控制权[J].中国工业经济，2004（2）.

能源双控制度篇3

关键词:消防负荷、应急电源、耐火电缆

中图分类号：TU24文献标识码： A

引言

消防负荷的供配电在建筑电气设计中占很重要的比重，尤其是供电的可靠性，线路暗敷设往往要在不燃烧体结构层内，明敷设穿金属管或金属线槽要涂防火涂料。消防负荷的控制必须具有自动和手动功能。

一．消防负荷概述

消防负荷是指在火灾时为了灭火，减少火灾的损失非火灾时不使用而火灾时使用用电负荷或火灾及非火灾时均要使用的负荷。关于消防负荷定义在目前国家规范标准中还没有明确，这只是笔者关于消防负荷的认识。仅火灾时使用的用电负荷如消防水泵、喷淋泵、防烟排烟风机、消防稳压泵、正压送风机、防火卷帘门、消防排污泵、消防送风机、电动的门窗以及阀门，火灾及非火灾时均要使用的负荷如消防控制室（火灾报警控制器及联动联动控制设备用电）、应急照明（应急照明和正常照明合用）、消防电梯（兼作平时客梯）等。消防负荷主要在火灾时为保护人民生命和财产的安全使用，人命关天。消防负荷为了供电的可靠性根据国家规范基本上为一级负荷、二级负荷。但是并不是所有的消防负荷都是一级、二级负荷，比如《建筑设计防火规范》GB50016-200611.1.1在多层建筑中，室外消防用水量小于25L/s的公共建筑，室外消防用水量小于30L/s的工厂、仓库，座位数小于1500个电影院、剧院的消防负荷就是三级负荷。

二．消防负荷电源

一级负荷由双重电源供电，引来两路供电线路在末端配电箱自动双切换。所谓双重电源，一个负荷的电源是由两个电路提供的，这两个电路就安全供电而言被认为是互相独立的。由于在实际工程中，取得两个相互独立的电源很难实现，所以只能提供两个相互独立安全的供电电路。这两个电路，在工程设计中，称为正常电源和应急电源。应急电源而不是备用电源，在设计中一定要明确，备用电源是指当正常电源断电时用于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源，而消防负荷是为了安全原因，故只能按应急电源。依据《供配电系统设计规范》GB50052-2009 3.0.9 备用电源严禁接在应急供电系统中，所以非消防的一、二级负荷不应接入消防应急电源，应该另设备用电源。这点在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 7.2.1.1、7.2.2.1两条也已经明确，电力、照明、消防及其它防灾负荷应自成配电系统，这也提出了消防应急电源和非消防备用电源应分开设置不可共用。规范如此规定的目的还是为了增加消防负荷供电的可靠性，如果合在一起非消防负荷可能导致备用电源的总断路器跳闸，影响到消防负荷的供电。两个电路可分别引自两路市电，两路市电可分别引自35KV区域变电站，很可能还是一个发电厂是一个电源。另外，一路引自城市电网，一路引自自备电源比如柴油发电机组、蓄电池(EPS)。柴油发电机在一类高层、多层建筑消防负荷应采用自动和手动启动装置应在30S内自动启动，二类高层消防负荷，当采用自启动有困难时可采用手启动装置。柴油发电机可在30S内启动完全可以满足规范的要求，30s内达到额定转速、电压、频率后，投入额定负载运行。由于柴油发电机在30S内才能提供稳定的电压，所以在末端双切换箱的切换时间应设置大于30S，否则，双切换开关将重复切换，将导致自动双切换装置的损坏。

三．消防负荷的配电电缆及敷设

消防负荷的配电线路线缆的选择主要依据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.10.4 第1款按照《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98特级保护对象是指建筑高度超过100m的高层建筑，矿物绝缘电缆BTTQ采用氧化美金属护套防火性能是最高的电缆，不含有机材料，具有不燃、无烟、无毒和耐火的特性，使用在铜的熔点以下的火灾区域是安全的，而铜的熔点是1060摄氏度，一般民用建筑的火灾现场最高温度均在1000摄氏度以下，当采用矿物绝缘电缆应采用明敷设或在吊顶内敷设。第2款一级对象包括建筑高度不超过100m的一类高层建筑、部分多层建筑、部分地下民用建筑，依据规范考虑到开发商的投入成本经济性在设计中常常采用有机绝缘耐火类电缆，此类电缆即是耐火电线电缆，其耐火温度为750摄氏度，90min，在设计中一定要采用耐火电缆并要采取防火保护措施，由此可见此类消防负荷线缆耐火即可没必要无卤低烟由于往往在桥架内成束敷设仍需阻燃，在电气竖井内或电缆沟内敷设时可不穿导管保护，但应采取与非消防用电电缆隔离措施；在电气竖井消防电缆往往在电缆桥架内敷设可采取设三隔离板将电缆桥架分为四部分一部分敷设一般电缆、一部分敷设消防常用电缆、一部分敷设消防备用电缆、一部分敷设一般负荷备用电缆，在电缆沟可与一般负荷电缆分别敷设在电缆沟的两侧支架上，采用明敷设、吊顶内敷设或架空地板内敷设，应穿金属导管或封闭式金属线槽保护；所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施；当线路暗敷设时，应穿金属导管或难燃性刚性熟料导管保护，并应敷设在不燃烧结构内，且保护层厚度不应小于30mm;第3款二级保护对象包括二类高层建筑、部分多层建筑、部分地下民用建筑，这个类别的建筑必须采用耐火电缆，其敷设方式与第2款相同。第4款控制线路和分支线路由末端配电箱引出，在同一个防火分区内故可以降低耐火等级，耐火电缆有四个等级A、B、C、D可依次降低。

消防负荷线路的敷设，《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

13.9.8 分支线路不应跨越防火分区，一般分支线路是消防末端配电箱配出的线路，这样规定也就保证了消防末端配电箱应放在本防火分区内。分支干线一般由配电间或变电所引来，在实际工程中往往有几个防火分区，而配电间和消防设备不一定在一个防火分区，比如地下车库可能十个以上的防火分区，由配电间至消防配电设备难免要穿越防火分区。规范规定不宜跨越防火分区而不是不应跨越防火分区，这样在实际工程便于实现。《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 13.9.9第1款末端双电源自动切换配电箱安装于所在防火分区内。从防火分区的定义来看，防火分区主要是在一定范围内控制火灾。如果本防火分区的消防设备的末端双电源自动切换配电箱设在其它的防火分区，末端配电箱、分支线路及消防设备无法控制在同一个火灾范围内，很难实现供电的连续性。从本条还可以得出一个概念消防电梯、消防水泵、防烟及排烟风机等消防设备是在最末一级设置双电源自动切换装置，而其它消防设备在末端而不是最末端，比如防火卷帘门、应急照明等可在同一防火分区内设置一双电源自动切换箱，然后由双切箱引至防火卷帘门控制箱，引至应急照明末端配电箱，而同一防火分区的几个排烟风机就不可以设一个共用双切换箱，而每一个排烟风机在末端设置一个双切换箱。第2款放射式供电比树干式可靠性要高，故规范规定宜采用放射式供电，对小容量消防负荷采用一个分支回路供电，小容量的标准是设备不宜超过5台，总计容量不宜超过10KW。《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.9.10 公共建筑物顶层，除消防电梯的其它消防设备，可采用一组消防双电源供电。由末端配电箱引至设备控制箱，应采用放射式供电。消防电梯在火灾时起到竖向的运输作用，是在建筑物发生火灾时供消防人员进行灭火与救援使用。消防电梯较其它消防设备在火灾时要重要的多，为了消防电梯供电可靠性必须单独设置消防双电源，而其它消防设备可共用一组消防双电源。有末端配电箱至设备控制箱应采用放射式供电，也是为了增加供电的可靠性。《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.9.11在12~18层普通住宅人员可通过楼梯疏散，消防电梯的重要性降低，消防电梯和普通客梯可共用一组消防电源及末端自动双切换装置，可节省一套配电线路及自动双切换箱，经济性好。《高层民用建筑电气设计规范》GB50045-95(2005年版) 9.1.3 高规的这一条其实在民规13.9.8条中已有说明，消防设备为了增加供电的可靠性不可与一般负荷共用供电线路，所以应采用专用的供电回路。多层建筑消防线路的敷设方式已在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 13.10.4 第2款已有规定。

四．消防负荷的末端配电设备

消防水泵、喷淋泵、防烟排烟风机、消防控制室、消防电梯应在最末一级设置自动双切换配电装置，其它消防负荷如防火卷帘门、应急照明在末端设置自动双切换配电装置，在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-200813.9.6、13.9.9，《高层民用建筑电气设计规范》GB50045-95(2005年版)9.1.2 、《建筑设计防火规范》GB50016-2006 11.1.5都有明确的规定。所谓的最末一级和末端的区别就是设备控制箱和双切换配电箱在一起是最末一级，末端是指设备控制箱和双切换配电箱不一定在一起。在末端双切换的目的还是为了增加供电的可靠性，如果不在末端切换，双切换箱引出线路长度长可能有故障产生。

五.消防设备的控制

消防设备的控制，主要是火灾时消防设备的启动，《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98有明确的规定。消防设备（如消防泵、喷淋泵、防烟排烟风机）在火灾时应由消防控制时火灾报警控制器自动启动，设有联动多线控制模块，1807A模块(上海松江飞繁电子有限公司产品)联动控制启动消防设备；另外，还可在消防控制室联动控制盘上手动直接控制。消防泵还可由消火栓按钮直接启动，喷淋泵湿式报警阀压力控制启动。防烟排烟风机的停止由280摄氏度防火阀控制联动停止。正压送风机的控制：由消防控制室自动和手动控制正压送风机的启停，自动还是通过多线联动控制模块1807A，风机启动时根据其功能位置连锁开启其相关的正压送风阀或火灾层及邻层的正压送风口, 并返回信号至消防控制中心。消防电梯由1825总线联动控制模块降至首层。

六．总结及展望

总之，消防负荷关系到火灾时人民生命财产的安全，最重要的供电的可靠性。随着电缆耐火性的提高，新材料的采用，自动控制技术的发展，消防负荷的供配电也必将取的新的发展。

参考文献:

《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）中国建筑工业出版社出版

《建筑设计防火规范》（GB50368-2005）中国计划出版社

《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98) 中国计划出版社出版

《供配电设计规范》(GB50052-2009) 中国计划出版社出版

能源双控制度篇4

【关键词】可编程控制器；PLC技术；智能开关；低压双电源

0.前言

传统的双电源自动转换双电源线路主要是通过集成多种继电器、接触器、开关等，按照特设的逻辑顺序进行相关的转换，在工作时，传统的转换器安全性差、结构复杂、安装困难、维护工作量较大，为其发展带来了极大的影响，同时因为诸多外借因素的影响，传统的电源转换器逐渐被市场淘汰，越来越多的建筑设施和工业设备采用PLC智能转换器。

PLC智能开关就是在工业环境下应用而升级的数字运算操作电子装置。它主要代替继电器实现逻辑控制，同时随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此在市场上占有份额越来越大，将逐步取代传统的控制系统进行更科学有效的控制。

1.双电源电路工作要求及实现环境的设计

双电源本质上就是一种由微处理器控制，用于电网系统中网电与网电或网电与发电机电源启动切换的装置，可使电源连续源供电。当常用电突然故障或停电时，通过双电源切换开关，自动投入到备用电源上，使设备仍能正常运行。最常见的是电梯、消防、监控上。在双电源线路的实现过程中，主要是市供电和机械发电之间的转换，转换之后要及时调整电压、频率等参数，同时双电源中作线路中要有及时有效设备的控制和相应的人力检测，保障供电的安全可靠。

2.可编程控制器（PLC）的工作原理

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

在PLC投入运行的时候。其工作过程主要分为三段：输入采样、用户程序执行、输出刷新。完成这单个步骤就是完成一个扫描周期。

输入采样就是PLC以扫描方式依次的读入所有输入状态和数据，并将它们存入特定的I/O映象区中的相应的单元内，输入采样结束后，就转入用户程序执行和输出刷新阶段，这时输入状态数据进行运算和处理，原始的I/O映象区的数据不发生改变。

用户程序执行阶段就是PLC按照其设定的顺序对用户程序进行系统性扫描和逻辑运算，根据逻辑运算结果，PLC自动刷新逻辑线圈在RAM存储区中对应位的状态，或者是发出指令，控制设备自动进行工作和生产。

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这才是PLC的真正输出。

综合来看，PLC同传统的转换设备相比其功能更加完善，组合灵活，扩展方便，实用性强，同时用户程序编制简单，系统开发周期短，现场可以调试；相对与环境来说，PLC技术对环境要求低，抗干扰能力强，易学易用。

3.PLC低压双电源智能开关的实现和应用

PLC主要面向工业化生产，控制主要用于三相交流供配电控制。与传统的智能开关相比，PLC低压双电源智能开关有缺相保护功能，在发生缺相的时候，可以有效的控制电源切断，同时还可以在系统电源恢复时进行反切，有效保护了电路和生产设备，PLC应用时还可以有效避免构件的耗损率，减少成本的开支和资源的浪费。

系统方案的确定，PLC双电源在工作时，必须只能有一个电源与负载接通，且在一路电路故障时要实现自动切换，同时由于使用PLC设备的都是用电总功率较大的场合，必要时需使用发电机设备供电。系统在工作时就要有选择的进行检测工作，一旦主电源发生故障（系统电源出现缺相或者是欠压），此时立即启动发电机，同时主电源就会自动断开，备用电源启动后，同样要进行相关检测，检测备用电源无障碍后再进行备用电源与负载的接通。

系统硬件设计是主体设备的选择和确定。根据总系统设计方案要求，设置相应的硬件设备。硬件设备中，主要考虑因素是控制环节和判断步骤，在选择了使用的设备后，要进行实用性实验检测和统计，只有严格控制好硬件设备的安装与使用，才能更好在系统软件设备中编制程序和实现功能。

系统软件设计就是编译PLC控制系统的语言主体。软件设计主要分为五部分：对于复杂的控制系统要绘制控制系统流程图，对于简单的系统可以忽略此步骤；根据实践经验和对PLC的认识设置梯形图；根据梯形图编制语言表程序清单；用程序编程器键入PLC用户存储器中，并检查键入程序是否正确；对程序进行调试直到满足要求。

PLC的后期实现主要就是根据以上步骤进行合理的物理设备实现，这样一项PLC低压双电源智能开关就可以得以实现。

4.我国PLC低压双电源智能开关的发展趋势

PLC低压双电源智能开关已经被广泛的应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械加工等各个行业。PLC虽然已经有了广阔了发展前景，但在其创新领域内还是有很大的空间，PLC发展趋向主要是更小的设备体积、更强的通信功能和更高速的处理速度。

5.总结

从最早美国数字设备公司研制出的可控编程控制器PDP-14，到现在比较成熟的PLC整体设备，短短几十年之间，PLC技术取得了不错的发展，PLC现已成为工业控制三大支柱之一，以其可靠性高、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、以易与计算机接口、能对模拟量进行控制，具备高速计数与位控等性能模块等优异性能，日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电—接触控制系统，在机械、化工、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业得到广泛应用。同时在未来的市场上也将占有很大的份额，PLC智能开关也将得到更广阔的发展前景。

【参考文献】

[1]陈军统，潘再平，杨舒捷.基PLC低压双电源智能开关设计[J].制造业自动化，2012（8）：135-138.

[2]于静.PLC低压下的双电源智能开关设计探讨[J].大科技，2012（20）：24-25.

[3]金晓龙，杨显斌.关于PLC技术在电气自动化中的发展应用[J].华东科技，2013（2）：418-418.

能源双控制度篇5

在对轨道交通建设廉政风险整体形势进行长期调查和科学研判的基础上，某轨道交通建设公司（以下简称“某公司”）创造性地提出了建立“廉政风险双向防控机制”的制度构想，着力于整合参建各方监督力量，共同从源头上对不廉洁问题进行治理，取得了显著成效。

一、“廉政风险双向防控机制”建设的具体实践

在开展具体廉政工作过程中，某公司与规划、设计、施工、监理、材料供应、设备安装、咨询等各参建合同单位共同签署了联防联控工作备忘录，制定了廉政风险双向防控实施方案，并抽调专人成立专项工作组。通过定期召开联席会议、建立信息沟通交流制度和纪检监察协作机制等方式，将廉政风险防范工作面拓展延伸至合同各方内部及各施工标段的参建单位及参建人员，联合开展制度建设、监督惩处和宣传教育工作，进而构建了全程覆盖的廉政责任体系网络。参建各方“互相监督、互相交流、互相促进”，从源头上共同防范和治理工程廉政风险。在具体做法上：

（一）共同排查风险并制定双向管理制度。一是针对地铁工程建设3大环节和60项工作流程，与参建单位共同排查梳理出437个廉政风险点，并按照风险等级逐一制定了四级615项防控措施，明确了责任主体及责任人，汇编成《轨道交通建设廉政风险内部防控手册》，全体参建人员人手一册，作为工作指引；二是联合参建单位开展了工程管理隐患排查，针对“施工单位劳务队伍引进和管理、大宗物资材料采购和使用、机械设备购置和租赁、验工计价和工程款支付、变更设计和清算索赔、征地拆迁和临时用地”等风险易发环节提出了60多项防范建议和解决对策，并针对性建立了双向监督机制和风险评价机制；三是全面推行了“抽签定标法”，对于常规土建、安装及设备采购项目一律在资格审查后采取抽签方式确定中标人，从源头上防范了“围标”、“串标”、“陪标”及操纵评标专家等违法违纪行为，压缩了权力“寻租”空间。

（二）联合开展监督防范工作。一是联合参建单位建立健全了基层监督渠道，在轨道交通建设施工工地设立了“监督服务之窗”展板，接受群众的投诉举报，将各种矛盾尽力消除在萌芽状态，2010年以来接访111件，已办结102件，涉及金额约2300万元，涉及民工500多人，办结率达92%。做到了“轨道交通建设到哪里，监督服务就延伸到哪里”；二是联合参建单位针对工程变更及工程管理问题开展审计监督，针对关键业务、关键环节、关键流程开展效能督察，实时跟踪工程变更及造价变动情况，强化了工程建设廉政全程监督和实时监督；三是与参建单位协作开展纪检监察工作，根据举报线索及时查处参建单位及管理人员的违法违纪行为，消除了违法违纪问题的滋生土壤。

（三）联合开展预防性警示教育。利用联防联控的整合优势，将教育面覆盖到了100多家参建单位和200多个施工场所，将教育对象延伸到了重点骨干参建人员。一是联合参建单位在施工现场组织廉政主题现场学习会和法纪教育讲座，邀请法院及检察院有关办案人员剖析地铁工程领域个别违纪案例，把政教育课程安排到地铁参建单位和广大建设者身边；二是联合参建单位开展了以“法院庭审旁听”和参观监狱为主要内容的警示教育活动，将“廉政课堂”搬至法院庭审现场与监狱里面，增强教育的真实性、震撼性和感染力；三是联合参建单位深入开展了廉政文化“五进”活动（进内部网络、进地铁列车和站点、地铁报纸和宣传栏、地铁工地、办公场所及电梯间等），多种形式提高廉政教育影响力和渗透力。

实践证明，某公司从制度安排、教育形式、合同约束、程序管控和监督惩处等多方面联合参建单位创立的“廉政风险双向防控”工作机制，既整合了参建各方监督力量共同防控廉政风险，又有效提升了工程管理效率，加快了工程进度。廉政监督的广度和深度得以极大地拓展，使得工程建设的管理行为始终处于可控状态。但在实际推行过程中，还存在一些需要健全和完善的地方。例如，廉政风险防控措施与实际业务脱节，可操作性不强，贯彻落实不到位、约束力和监督力的作用不明显。此外，由于“廉政风险双向防控”属于各方参建单位纪委的自发行为，并不在合同约定范围内，缺乏有效的监督惩处机制，个别参建单位存在摆架子走过场的现象，在监控环节上流于形式。

二、完善“廉政风险双向防控机制”的理性思考

“廉政风险双向防控机制”是反腐倡廉新形势下惩防体系建设的制度创新和有益探索。但是，要使这项制度具有鲜活的生命力并发挥实效，还需要进一步改进和不断地完善。

（一）将廉政风险防控与业务工作紧密结合。要基于与各参建单位签署的经济合同和相关协议，建立“廉政风险双向防控机制”。全面排查业务管理各个领域、各个环节、各个岗位的廉政风险点，并针对性制定双向防控管理制度和防控措施，避免廉政风险防控与业务工作“两张皮”；要将“教育引导、制度约束、监督制约”全面融入业务管理全过程，通过采取增加工程建设管理行为的透明度、畅通基层监督渠道、建立参建各方监督信息定期通报制度、联合查处有关违规违纪行为等措施，促进提高工作效率、规范管理行为，进而体现廉政风险防控“源自于业务、服务于业务”的积极效应。

（二）切实落实合同各方的廉政主体责任。要通过推行“工程投标廉政承诺书”、实行经济合同和廉政约定双签制度，以及在招标文件及合同文本中增加廉洁诚信有关条款、建立廉政互评制度等措施，具体约定甲乙双方在廉政工作上的各项权利义务和违约处罚方式，从合同基础上真正落实甲乙双方防范廉政风险的主体责任。同时，甲乙双方在“看好自家门、管好自家人”的同时，还应负有支持和监督对方做好廉政工作的责任，共同从源头上对廉政风险进行排查防范和综合治理，达到“正本清源”的目的。

能源双控制度篇6

【关键词】机车控制电源可靠性性价比

1 前言

随着城市轨道交通发展，内燃机车对空气污染、环境有害、噪声高、振动大，随着绿色环保意识不断提升，研究新能源机车有着重要的现实意义。

2 双能源机车电气系统构成

双能源机车以车载蓄电池和接触网供电；在接触网有电时，机车依靠外部电能驱动，同时给车载蓄电池充电；在接触网无电或运行在非电化区段时，依靠车载蓄电池电能驱动机车。

特别是双能源机车应用在救援、维护作为调度车，其可靠性设计必须予以特别重视。

双能源机车电气系统主要由牵引系统、辅助系统、主控制器系统、网络系统及牵引蓄电池管理系统部分组成。

该系统可获取电网或蓄电池两种电源，经变换后给牵引电机及车上辅助设备供电。

主控制系统是整个电气控制系统的大脑和中心，在接收来自司控台的命令后，主控制器通过MVB通讯及I/O等方式对主变流柜、辅助变流柜、蓄电池及高速断路器等进行控制，实现对整车智能控制，并将各设备实时状态反馈到司控台的显示屏上。因此，保证主控制器的可靠工作就是提高双能源机车可靠性的关键，具体就是保证主控制器的电源供应稳定性。下面，我们详细分析机车控制电源系统。

目前轨道交通线上机车、车辆采用控制电压都是110VDC，包括绿色环保的电力-蓄电池双能源机车，并配置相应电压，容量至少为100 AH以上，庞大、昂贵的Ni-Cd蓄电池组，价格超过10万（RMB），而且还有相对应功率的110V充电机（由高压主电源变换、隔离成充电电源对110V蓄电池充电，组件12），110V通过DC/DC变换成24V（组件13），供应给机车控制系统。但是，如果110V控制蓄电池故障或者组件13故障，24V电压就无法产生，也就没有24V的MCU（Micro-Computer Unit）控制电压，就算电网此时有电，因为系统死机，机车也无法充电或者由架线网供电行走，产生机破故障，只能等待救援。

如图1。

故障分析：

（1）组件13故障，没有24V电压，MCU不工作，机车不能行走。

（2）组件12故障，没有110V充电电压，但是110V蓄电池有电，24V有电，系统工作，机车正常工作。

为了克服现有车辆控制系统不足，我们提出了一种不用110V而采用24V蓄电池机车车辆电气系统。

如图2。

组件12改成DC/DC，取消110V蓄电池，组件13为双向DC/DC，增加24V蓄电池。

故障分析：

（1）同样发生组件13故障，没有24V充电电压，但是蓄电池24V有电并供给MCU，系统正常工作，机车正常行走。

（2）同样发生组件12故障，没有110V电压输出，MCU检测到没有110V电压，自动将组件13由降压型转变为升压型，即由输入110V输出24V变成输入24V输出110V，则保证110V电压正常。机车正常行走。

而且110V蓄电池由4节24V蓄电池串联而成，其总可靠性远远小于一节蓄电池的可靠性。

所以，从上几个方面分析可知，控制蓄电池改成24V比110V系统可靠性大大增加。

而且，成本也大大降低：

110V蓄电池系统大概价格为：

大功率110V充电器：8万

110V镍镉蓄电池：10万

110/24 DC/DC：3万

共计：21万

24V蓄电池系统大概价格为：

DC/DC110V ： 3万

24V镍镉蓄电池： 2万

110V/24V DC/DC： 4万

共计：9万

3 结语

由此可见，采用24V蓄电池系统比110V蓄电池系统节约成本高达57%。而且体积减小很多。

该控制蓄电池电源的改进不仅提高控制电源的可靠性，而且大幅度降低了成本，并减小安装体积。该改进不但适用双能源电力机车，而且适用其他采用110V的各种机车控制蓄电池电源。

参考文献

[1]黄济荣.电力牵引交流传动与控制[M].北京：机械工业出版社，1998.

[2]樊运新，叶彪.国产DWA型地铁工程维护车[J].电力机车技术，2000（04）.

[3]秦鸣峰.蓄电池的使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2009.

作者简介

张立江，1983年毕业于上海铁道大学机车电传动专业。现为江苏今创车辆有限公司高级工程师，从事机车电力传动和控制设计研发工作。

作者单位

能源双控制度篇7

论文关键词：柴油机，双燃料，混燃系统，特性试验，LNG

一、前言

能源匮乏和环境污染已成为世界各国所面临的两大难题，为此采取了诸多解决措施。在环境污染方面，主要采用电控喷射、三元催化转化、混合动力等先进技术，最大限度地降低发动机的排放；为解决能源短缺，主要采用压缩天然气（CNG）、液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）、甲醇、乙醇、二甲醚（DME）、氢气等清洁代用燃料。在众多代用燃料中，天然气具有资源丰富、分布广泛、成本低廉等优点，并且可以改善微粒和NOx等有害排放[2]。柴油-天然气混燃系统就是通过对柴油机进行简单的改造和调试，将柴油机改造成既能使用纯柴油，又能使用柴油-天然气混燃的两用发动机。因此，LNG在柴油机上的成功应用对于解决能源匮乏和环境污染问题具有非常重要的意义。

二、双燃料电控喷射系统

（一）系统组成[3]

柴油-LNG双燃料电控喷射系统是为了使LNG能够作为柴油机的主燃料而开发的一种燃料供给控制系统。该系统采用微电子控制技术，通过控制用于引燃的微量柴油和用于主燃的LNG，使柴油机转换成为柴油-LNG双燃料发动机。其系统组成如图1所示，整个系统由两大部分组成。一是柴油-LNG 供油部分，主要由高压氮气瓶、柴油罐、液化石油气罐、混合器等组成杂志网，负责向发动机高压油泵提供燃油。二是系统控制部分，主要由ECU及控制电路、显示电路、驱动电路、压力传感器、模拟数字转换器、数据采集电路等组成，实现对电磁阀导通时间的控制及完成混合比例的设定及显示。

（二）工作原理[4]

柴油机加装柴油-LNG双燃料电控喷射系统后，通过接收传感器信号，ECU将严格限制柴油的供应量并协调同步控制喷射到进气道的天然气喷射量。

该系统通过控制柴油机原有燃油泵的输出限制柴油，所采用的方法是采用由ECU控制的带位移反馈的控油器闭环控制来调整发动机油泵，根据转速和负荷增加或减少来控制燃油的喷射量。天然气通过天然气喷射阀精确计量后喷射到发动机进气道内。天然气喷射量由ECU电控单元根据传感器接收到的信号通过控制喷射阀的有效开度来决定，以获得所需的转速和功率。为了提高天然气喷射量的控制精度，该系统采用了多个阀依次参与工作的方式，从而细化了阀的工作区间和对天然气量的控制精度。

由于该系统的柴油量控制是通过控油器控制柴油油泵来实现的，因此，当返回到纯柴油模式时，天然气气源切断，控油器恢复到初始状态，所以在纯柴油工作模式时，安装该系统的发动机工作模式与原机完全相同。

三、试验装置及主要仪器设备

（一）试验装置图

能源双控制度篇8

关键词：柴油机；双燃料；喷油器

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.052

随着人们的对环境及能源问题越来越重视，汽车发动机的排放法规也越来越严格。而代用燃料或多燃料发动机燃烧系统能够有效的降低污染物的排放，在一定程度上还能缓解能源压力，因此成为发动机技术的重要发展趋势之一。本文提出了一种双燃料同时喷射电控喷油器的总体方案，绘制了双燃烧同时喷射电控喷油器总图和针阀图，完成针阀偶件泄流量计算；并运用AMESim 软件建立了双燃烧同时喷射电控喷油器仿真模型，进行了结构参数和喷射性能仿真。

1 双燃料喷油器总体方案设计

本设计以博世公司设计的电控喷油器为基础，在该基础之上增加一个油道作为第二燃料油道。相应的喷孔为第二燃料喷孔。原燃料油道和第二燃料油道同时受一个针阀体的控制。为此，原油道和第二油道之间的距离应不大于针阀体的行程。上部分的油道为一个倒“T”字型，下部分的油道为一个“亻”型。这样做的目的是为了减小针阀上的环形槽的长度，从而减小了针阀上有效长度的损失。

针阀上增加一个环形槽，针阀由于主燃料油道的压力向上升起时，导通主燃料油道与主燃料喷孔的同时，环形槽恰好上升至能够覆盖副燃料两段油道，从而导通副燃料油道和副燃料油孔，实现副燃料的喷射。

2 双燃料喷油器设计计算

由于制作精度的关系，针阀和阀体之间存在0.002mm的间隙，引起燃油的泄露，根据燃油流动特点可以计算其流量：

（1）

式中，取3.14，为柴油的动力粘度，为针阀的长度，为内圆柱直径，为同心圆环间隙，的意义为当针阀的运动方向与压差方向相同时取，否则取，当针阀静止时取为0。

在整体方案的基础上，在保证外形的整体尺寸不变的前提下，对喷油器增加一个副燃料进油孔，经过分析，副燃料进油孔与主燃料进油孔之间夹角为90?比较符合喷油器的安装要求。针阀偶件部分使用上述设计的针阀和针阀体，电控喷油器设计结构如图3所示。

3 双燃料喷油器性能仿真计算

采用AMESim软件中液压系统模块和电控系统模块，建立该双燃料喷油器模型，并进行其性能仿真。主燃料油道产生的两股压力分别作用在针阀的上下表面，而二者压力大小相等，针阀不会开启。喷油器上腔体还有一个球阀，球阀两端压力同样相等。只有当电磁阀通电开启时，球阀上端与低压油管连通，压力迅速降低，使球阀提升，进而针阀也开启，这时主、副燃料开始同时喷射。当电磁阀转为低电平时，球阀与低压油区的联系立即切断，高压重新建立，两个阀在弹簧力作用下落座，喷油停止。

模型包括：信号源总成由时钟信号源、模数转换器、填充系数子模型三部分组成；电磁阀（控制单元）总成由电控装置、活塞弹簧、质量单元三构件替代；与电控装置连接的是球阀直接由库中模型替代；然后用节流孔模型代替实际的进、出油量孔（出油节流孔）；用两个压力腔模型替代控制室容积；控制塞总成由活动针阀偶件阀、活塞弹簧、质量单元三部份模型替代；针阀偶件内腔亦用压力腔模型替代；针阀由库中的模型替代；针阀与针阀体之间的泄流量用泄流阀表示；喷孔则由相应节流孔模型替代；压力源由一个压力单元模型替代，整个模型如图4所示。

由于在运行过程中，主燃料和副燃料的喷射具有同时性，所以两者的喷射率应大致相同。运行模型得到燃油喷射过程中针阀升程、喷油孔压力、主副喷口喷油率如图5所示。

4 总结

提出了一种双燃料电控喷油器总体方案，完成了电控喷油器的设计。在AMESim中建立了其仿真模型，仿真结果显示所设计的喷油器能够完成双燃料的同时喷射，验证了设计方案的可行性。

参考文献：

[1]冯婷婷，孙振伟，姜广超，李方，张进.柴油电控喷油器波形诊断[J].森林工程，2015（03）.

[2]刘永春，齐善东，刘海涛，王秋花，陆志强.柴油机电控喷油器高压驱动电源的设计[J].汽车电器，2015（09）.

[1]张秀栋.LPG发动机供给系统匹配设计与仿真分析[D].武汉理工大学：武汉理工大学，2012.

[2]魏威.LPG/柴油机械式单体双燃料喷油器的仿真计算和结构设计[D].武汉理工大学：武汉理工大学，2006.

能源双控制度篇9

关键词：双馈型风力发电；变流器；控制

中图分类号：O213文献标识码： A

引言

气候变迁、环境恶化、资源短缺已成为人类生存和发展的挑战，发展包括风能在内的可再生能源则是应对挑战的重要策略。中国位于亚洲大陆东南，濒临太平洋西岸，海岸线长，季风强盛；加之幅员辽阔，地形多样，风能资源相当丰富。风力发电机有多种类型，目前在大型风电场中广泛使用的是变速恒频型双馈风力发电机。本文对该种类型的风力发电机变速恒频的原理做一简介。

一、风力技术的发展现状

随着科技的深入发展，风力发电技术得到了很大提高，就中国现状而言，风力发电的规模正逐渐扩大，风力发电这一方式在整个发电行业中占有的比例也越来越大。风力发电技术的增强使得风力发电技术中的单机容量不断增多，整个行业正往稳定化和商业化方向转变。虽然风力发电的成本较高，但是在正常运行中所需的运营费和维修费却很少。风力中海风具有很强的稳定性和低干扰性，风速较快，在风力发电中占有重要地位。目前看来，在中国风力发电形势一片大好，但还有些关键性问题需改进。在中国风力资源的分布中，能广泛运用风能的地区集中在东南沿海和西北部地区，这些地区由于风力较强，风力发电企业分布密集，技术也比较成熟，企业聚集风力发电，可能会产生过剩或窝电现象。此外，随着风力行业的不断发展，技术方面的建设显得越来越重要。中国的机械零件发展迅速，但在核心部件上发展却不理想，风力发电的产业链不够完善，没有专门的整机设计，在运输、维护、咨询和监测等多个方面没有系统的体系，管理工作也做得不够到位，这些都阻碍了风力发电行业的发展。由于核心技术的不完善，加上风力技术研究推广时间较短，在风能发电机组上还存在着一些不足，安全性能不高，尤其是在并网和运输方面。目前机组事故发生多在装机阶段，这是由于对各个环节没有足够重视造成的，给风力发电的可靠性和安全性产生了很大影响。

二、变速恒频风力发电系统原理

变速恒频风力发电系统主要由风机、齿轮箱、双馈发电机、变频器、和控制系统组成。定子侧直接接工频电网，转子侧外接三相变频器实现交流励磁，转子侧变换器实现定子侧恒频恒压的输出。设双馈电机的极对数为p，对定子施以频率为f1的三相对称电压时，电机气隙中形成一个旋转的磁场，转速为同步转速n1。根据旋转磁场理论：

同理当转子上施加频率为f2的三相对称电流时，产生的旋转磁场相对于转子本身旋转速度为：

设n为电机转子本身的转速，要使电机稳定运行，则定子磁场与转子磁场应该相对静止，即满足：

双馈电机的转差率为：

则电机转子侧通入的电流频率应为：

由此可知，当电机转子转速变化时，只要控制转子电流频率f2，就可保证定子侧电流频率f1不变，实现变速恒频的电力输出。

三、双馈电机数学模型

1、风速模型

风速是独立于发电系统的，考虑风电场分布的随机性，现在国内外较多的使用风力四分模型，及基本风模型、随机风模型、阵风模型和渐变风模型。电机是电力系统中能源转换模块，不同于传统传统电机，在风力发电中须先将风能转化为叶片的动能，之后由风叶传递能量转化为电能，由空气动力学可知，在一定的风速下，风能利用系数越大，机械输出功率越大。

2、电机稳态模型

双馈发电机的稳态等值电路如图1所示，其相当于在普通绕线式异步电机等值电路的转子电路中加入了电压源。

双馈电机在结构上与异步电机十分相似，是一个高阶非线性强耦合的多变量系统。本文采用在空间中恒定同步转速转动的两相旋转坐标系d-q中的变量来描述电机的各个方程。具体数学模型如下：电压方程：

其中下标..,

d q s r分别代表d轴分量、q轴分量、转子量和定子量；p为微分算子；Ls L rL m为定转子等效电感和互感；W1,W2,W3分别为电机同步角速度、转子电气角速度和转差角速度。

四、双PWM变换器控制策略

1、转子侧变换器的控制

将矢量控制技术应用于双馈发电机，可以实现输出有功功率、无功功率的解耦控制。常用的控制方式有基于定子磁链定向的矢量控制和基于定子电压定向的矢量控制，本文采用后一种控制方法。基于定子电压定向的矢量控制可以避免测定子磁链，并与电网侧变换器的定子电压定向的矢量控制有相似之处，设计简便可行。同步旋转坐标系d轴与定子电压Us相重合，则有：

并网后忽略定子电阻影响，可得定子磁链方程

由此可得电流方程

带入转子磁链模型可得：

则转子电压方程为：

可以写为：

式中U'dr u'qr为分别与idr iqr:凡:有一阶微分关系的电压分量，可实现转了电压、电流解祸控制;udruqr为解祸电压补偿分量，是为了消除转了电压、电流交义祸合的补偿项。

其中:17,(18)式可分别设计d，q轴的电流PI调节器，此控制方法保证了控制精度和动态响应速度。

双馈电机功率功率表达式如下：

这表明此时双馈电机的有功、无功功率只与定子电流在d、q轴分量成比例，又因为定转子电流有线性关系，所以可通过调节转子电流来实现对有功、无功功率的解耦控制。通过以上分析，得出双馈发电机转子侧控制的框图，如图。

3.2网测变换器控制

网测变换器由6个开关器件组成，可按空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术进行控制。根据结构图和相应的坐标变换，可得变换器在d-q坐标系下的数学模型如下：

将两相同步旋转坐标系d轴定向于电网电压空间矢量上，则

运用网侧变换器在两相同步旋转d-q坐标系下的数学模型，则输入电流要满足：

其中

U'dr u'qr与idr iq有一阶微分的关系，可以当成解耦项；;udruqr为是消除定子电流、电压交叉耦合所用的补偿项。并引入电网电压前馈补偿量，实现d、q轴电流的独立控制。系统控制框图如图3。

五、仿真模型的搭建及仿真波形

在matlab中搭建仿真模型如图4所示，仿真时间共为10 s，在0～5 s期间，Tm=-4N•m，双馈电机次同步运行；在5～10 s期间，Tm=-8N•m，双馈电机超同步运行。

部分仿真波形如图5～图8。

结束语

低碳环保理念的贯彻加强了人们对新能源的认识，人们对于新能源的应用也越来越广泛。风能发电发展到今天，已具备了和水力发电、燃煤发电相当的实力，并且有理由相信在未来的应用中必将越来越广泛。2014年来风力发电的增长一直保持在30%以上，这个比率还在持续升高，与此同时，风电的成本也会不断降低，它将成为21世纪与太阳能、水能等新能源并驾齐驱的可再生新能源，风力发电的发展给中国带来的必将是活力和可持续发展。

参考文献

[1]高明煜.双馈型风电机组低电压穿越技术研究[D].东北电力大学,2014.

[2]王胜楠.基于转子变流器控制的双馈风力发电低电压穿越技术[D].北京交通大学,2014.

[3]郭飞.双馈风力发电并网系统网侧变流器的控制策略研究[D].沈阳工业大学,2014.