煤矿供用电系统的能效优化研究

煤矿供用电系统的能效优化研究

冯永乐

陕西华电榆横煤电有限责任公司   陕西  榆林  719000

摘要：随着我国经济的持续发展，能源需求不断增加，煤矿作为我国主要的能源供应基地，其供用电系统的能效优化显得尤为重要。本文针对煤矿供用电系统，分析了其能效优化的存在的问题，提出了一种基于数据采集与分析、设备优化、系统调节等多方面的能效优化策略。

关键词：煤矿；供用电系统；能效优化

1煤矿供用电系统存在的问题

1.1设备老化

设备老化是一个普遍存在的问题，尤其是在长时间的运行过程中。设备老化会导致设备的性能下降，运行效率低下。随着时间的推移，各种设备会出现磨损和故障，这将直接影响到整个供用电系统的性能，特别是在煤矿这种恶劣的工作环境下，设备的老化速度可能更快，需要及时进行维护和更换。

1.2结构不合理

系统结构不合理也是导致供用电系统能效低下的因素之一。煤矿供用电系统涉及到多个设备和部件的协调运行，结构的不合理会导致能量的损耗增加，例如，供电线路长度过长、输电变压器容量与负荷不匹配等问题都会导致能量在传输过程中的消耗增加，从而影响到系统的整体能效。

1.3缺乏有效的数据采集与分析

缺乏有效的数据采集与分析也是煤矿供用电系统能效低下的一个关键问题。在没有及时、准确的数据支持下，无法对系统运行状态进行实时监控和评估，难以发现潜在的问题和改进的空间，缺乏有效的数据采集与分析手段限制了对系统性能进行深入分析和优化的能力[1]。

2煤矿供用电系统能效优化策略

2.1设备优化

煤矿供用电系统面临着设备老化严重、运行效率低下等问题，这对于该系统的能效和可持续发展具有重要影响。为了解决这些问题，采取一系列的优化措施是至关重要的。其中包括选用高效节能设备以提高设备的运行效率和优化设备布置以减少能量损耗。首先，选用高效节能设备是增强煤矿供用电系统能效的重要一环。通过使用新一代的高效节能设备，可以取代老化严重的设备，从而提高整个系统的能效性能。例如，选择具有较高效率和更低功耗的电机、变压器和开关设备，可以减少能量的损耗和浪费。此外，选择具有智能控制功能的设备也可以实现更精确的能量分配和管理，进一步提高系统的能效。此外，优化设备布置对于减少能量损耗具有重要意义。合理的设备布置可以改善能量传输和分配的效率，降低能量损耗。例如，通过缩短供电线路的长度、减少线路的电阻和电缆的功率损耗，可以降低能量在传输过程中的消耗。此外，合理安排设备的放置位置，使得电力设备之间的配合更加紧密，线路布局更加合理，可以最大程度地减少能量的损耗，提高系统的能效[2]。

2.2系统调节

为了更好地满足煤矿生产需求，调整供用电系统的运行参数以提高系统运行效率是至关重要的。合理的运行参数设置，不仅能够保证设备的正常运行，还能够最大限度地利用电力资源，降低能源消耗和成本开支。首先，合理设置变压器的负荷率可以有效地提高系统的能效性能。通常情况下，变压器在运行时会存在一定的负载损耗，导致能量的浪费。因此，在选用变压器时应尽量考虑将其负荷率控制在合适的范围内，以确保变压器的运行效率达到最佳状态。根据变压器的实际负荷情况，可以动态调整变压器的运行参数，如调整电压、电流和功率因数等，以减少能量损耗。其次，优化电力因数也是提高能效性能的重要因素之一。电力因数是衡量电路有功功率与视在功率比值的关键参数，其大小直接影响电路的能效性能。通过优化电力因数，可以降低电力系统的无功功率，提高有功功率的利用率，从而提高系统的能效性能。例如，可以采用电容器并联等措施来提高电路的功率因数，减少无功功率，提高电路的能效性能。另外，合理设置系统运行参数也可以提高能效性能。例如，控制供电线路的电压水平、减少线路的电阻和电缆的功率损耗等，都可以降低能量在传输过程中的消耗，实现能效性能的提升。此外，进一步通过数据采集与分析，及时监测和评估系统的运行状态，发现和解决潜在问题，也是提高能效性能的关键步骤之一。

2.3数据采集与分析

通过对煤矿供用电系统的数据采集与分析以及实时监测系统运行状态，可以及时发现系统存在的问题并提供依据，从而为能效优化提供有效的支持和指导。以下是一些可能的扩写内容，以进一步探讨数据采集、分析和监测在能效优化中的作用和应用。第一，数据采集与分析的重要性，数据采集与分析是煤矿供用电系统能效优化的关键步骤之一。通过安装传感器和监测设备，可以实时获取煤矿供用电系统的运行数据，如电压、电流、功率因数、能耗等指标。将这些数据进行记录、存储和分析，可以获取系统运行的全面信息，并通过数据挖掘和模型建立等技术手段，发现系统中存在的问题和潜在的能效改进点。第二，实时监测系统运行状态，实时监测系统运行状态是保证煤矿供用电系统稳定运行和能效优化的重要手段。通过安装监测设备，可以实时监测系统各个关键环节的运行状态，如变压器、开关设备、电缆线路等。通过远程监控和实时报警系统，可以及时发现设备故障、异常负荷、能耗异常等问题，并采取相应的措施进行处理，以避免系统运行中断和能效损失。第三，基于数据分析的问题诊断和解决，通过对采集的煤矿供用电系统数据进行分析，可以识别系统存在的问题和潜在的能效改进点。例如，通过分析电压、电流波形、功率因数等数据，可以判断设备存在过载、低功率因数等问题。基于数据分析的结果，可以制定相应的运维策略和能效改进方案，如合理调整设备运行参数、优化电力因数、改善供电线路等，以提高系统能效性能。第四，数据驱动的能效优化决策，基于数据采集与分析的结果，可以制定数据驱动的能效优化决策。通过建立能效模型和优化算法，可以基于历史数据和实时监测数据，预测未来能效表现，优化能源消耗和成本开支。例如，根据历史数据分析得出负荷峰谷规律，制定合理的负荷调度策略，以平衡供需关系，降低系统能耗。第五，数据共享与协同优化，数据采集与分析不仅可以为单个煤矿供用电系统提供能效优化依据，还可以通过数据共享与协同优化，实现多个煤矿供用电系统的整体优化效果。通过建立数据平台和数据共享机制，不同煤矿之间可以共享数据，进行跨区域、跨系统的能效分析和优化，以最大程度地提高整体能效性能。第六，智能化管理与预测维护，基于数据采集与分析结果，可以实现煤矿供用电系统的智能化管理和预测维护。通过建立预警模型和故障诊断模型，可以提前预测设备故障风险，并建议相应的维护措施。同时，基于实时监测数据和历史数据，还可以优化维护计划和维修策略，减少运行故障和停机时间，提高设备的可靠性和能效性能。最后，持续改进与优化，数据采集、分析和监测是一个持续改进的过程。通过不断收集和分析系统数据，监测系统运行状态，及时发现问题，并采取相应的改进措施，可以实现能效优化的持续改进。同时，还可以通过数据比对和效果评估，验证改进措施的有效性，并根据实际情况进行调整和优化，以不断提高煤矿供用电系统的能效性能

[3]。

结语

本文针对煤矿供用电系统能效优化进行了研究，提出了基于数据采集与分析、设备优化、系统调节等多方面的优化策略。实践结果表明，本文提出的优化策略具有较高的实用价值，有助于提高煤矿供用电系统的能效，降低运行成本，减少能源消耗。

参考文献：

[1]高赐威,罗海明,朱璐璐,刘福潮,韩永军.基于电力系统能效评估的蓄能用电技术节能评价及优化[J].电工技术学报,2016,31(11):140-148.

[2]杨阳,张粒子,王沈征.考虑用电能效的负荷控制优化策略及模型[J].电力系统自动化,2012,36(18):103-108.

[3]黄强.用电及能效管理信息系统及其应用[J].供用电,2010,27(02):78-80.