电气系统节能增效解决方案

《电气系统节能增效解决方案:第一届中国大学生施耐德电气杯竞赛方案精选》适合节能增效领域内的技术人员以及从事电气、电子、自动化等技术工作的人员阅读，也可作为高校开展创新实践活动的参考书。

火力发电厂节能增效评价及管理优化系统

参赛队员：阳岳希 徐乾耀 指导老师：于庆广　1

能源跟随式系统设计

参赛队员：吴昊 宋杰 黄润 指导老师：许少伦　15

低压电动机负序无功不平衡补偿装置的研究与设计

参赛队员：周浩 张瑜 赵吴鹏 指导老师：尹忠东　29

抽油机节能增效方案设计

参赛队员：孙凯 申伟 方化潮 指导老师：赵仁德　50

谐波治理和动态无功补偿综合设备平台

参赛队员：韩杨 苏广宁 刘心旸 指导老师：姚钢　67

主动式建筑绿色节能控制——公共厕所的绿色节能增效技术

参赛队员：梁玉杰 郑文栋 姚林朋 指导老师：姜建民　100

基于目前电梯运行模式的优化方案

参赛队员：杨林 周裴俊 吴拥军 指导老师：盛国良　115

基于施耐德电控系统的现代集装箱自动化码头的智能化堆场

参赛队员：张武斌 叶礼清 顾雪霏 指导老师：孙培德　127

温室大棚太阳能自控保温系统方案

参赛队员：丛文卓 刘震 刘金鹏 指导老师：吴东升　146

燃气灶台自动点火装置

参赛队员：耿德民 樊家宝 崔晓文 指导老师：陈亚林　155

节能型电源管理系统

参赛队员：王鹏 马平川 指导老师：于庆广　162

一种高性价比的家用节能空调器设计方案

参赛队员：徐然 张敏 徐阳 指导老师：刘晋　170

舒适型非人员集中场所照明节电控制方案

参赛队员：李远达 陈晓蕾 宿联启 指导老师：李伟　184

教学楼照明管理节能方案

参赛队员：蒋晓峰 丁立刚 包桓铭　194

立交桥路灯控制方案

参赛队员：王彦 樊祥春 指导老师：左为恒　203

道路照明中的智能低压照明控制系统

参赛队员：黄智 胡钰 徐金全 指导老师：张俊民　213

附录：施耐德电气中国大学项目介绍

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《电气系统节能增效解决方案：第一届中国大学生施耐德电气杯竞赛方案精选》是在第一届中国大学生施耐德电气杯竞赛优秀作品的基础上组织编写的，内容包括工业、农业、生活、建筑、能源管理等多个领域的电气系统节能增效方案。书中详细介绍了所选编方案的系统组成、实现过程、创新之处、节能效果以及应用前景，具有较强的创新性、综合性和开放性，并且大都具备相当的产业化和市场化基础。

《电气动力系统节能》根据市场对节能的需求，汇集了电动机的节能技术，特别是侧重于新型节能电动机和节能新技术的介绍，内容包括电气动力系统与节能基本知识、电动机经济运行的基本要求及使用条件、电动机的合理选用、高效电动机新品种介绍、变频技术、老旧电动机的改造技术等。|　《电气动力系统节能》主要供电气技术人员和从事电气节能工作的人员参考。|

泵系统节能政策、法规及相关标准

我国尚无有关泵系统节能方面的核心规范和标准，既无有关泵系统节能的优化设计的标准，也无有关泵系统节能的评估与评价的标准。这是制约国内泵系统节能的最主要因素。

关于泵系统节能，国内仅有几个边缘的政策法规及标准，比如GB/T 26921-2011《电机系统（风机、泵、空气压缩机）优化设计指南》、GB/T16666-1996《泵类及液体输送系统节能监测方法》、《合同能源管理项目财政奖励资金管理暂行办法》、GB19762-2007《清水离心泵能效限定值及节能评价值》、GB18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》等。

GB/T 26921-2011《电机系统（风机、泵、空气压缩机）优化设计指南》由国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准于2011年9月29日批准并予以公布，并于2012年3月1日起开始实施。该标准规定了电机系统的基本要求，同时规定了电动机选型，电动机调速方式和调速装置的选择，以及风机系统、泵系统、空气压缩机系统的设计的基本要点。该标准对于泵系统的要求过于宽泛，不足以规范和指导泵系统节能。

泵系统节能泵系统节能技术培训

国家发改委、中国终端能效项目办公室、中国节能协会节电与绿色电能委员会于2008年举办了电机系统节能培训和泵系统节能培训。

泵系统节能有关泵系统节能领域的研究

在国内，从上世纪90年代末开始，泵技术工作者王立对泵系统节能率先进行了研究，于2007年撰写了《泵的寿命周期成本及其分析》，文中通过对泵的寿命周期成本的剖析，说明泵的寿命周期成本是影响泵系统节能的重要因素。2012年，王立又在《水泵技术》发表了《我国泵系统节能的现状及发展前景》一文，从应用和技术方面概述了我国泵系统节能的现状和存在的问题，同时指出我国发展泵系统节能任重道远，前景看好。

江苏大学流体机械工程技术研究中心对泵系统节能进行了研究，于2008年撰写了《美国泵系统节能教育行动计划(PSM)及其启示》，文中介绍了美国泵系统节能教育行动计划的背景、组织、目标、计划和取得的主要进展。上海电气科学研究所（集团）有限公司对电机系统节能进行了研究，于2008年撰写了《电机及其系统节能技术发展综述》，文中对泵系统作了简要阐述。

泵系统节能发展历史、行业公司及运营情况

1、发展历史

国内泵系统节能行业的发展预计要经过以下三个阶段：初级节能意识阶段、整体节能意识阶段和系统节能意识阶段。

(1) 第一阶段：初级节能意识阶段

这一阶段主要是在上世纪80年代中期以前，人们对泵系统节能的意识相当淡薄，局限性也很大。工程师们只是设法简单地提高泵或电机本身的能效，没有全局意识，不能从整个系统的角度去考虑节能。仅仅提高单个泵或电机的效率，有时那怕是提高一两个百分点，也是很难的事情，但凡做过设计的人员都很清楚这一点。

(2) 第二阶段：整体节能意识阶段

第二阶段是从上世纪80年代中期开始的。在第二阶段，设计人员有了整体意识，在设计或改造泵系统时，不仅考虑泵和电机本身的效率，也会考虑管路系统的损失，更进一步也会考虑泵和系统的匹配。在这一阶段所存在的不足是，节能公司虽然对系统节能有了整体认识，有时难免急功近利，只会抓住自认为是主要的节能因素，而忽略了其它影响节能的因素，这使得系统节能效果大打折扣。

（3）第三阶段：系统节能意识阶段

由于种种因素的制约，国内的泵系统节能在经过相当长的一段时间后才能进入这一阶段。这一阶段的根本特征是，国内出台了有关泵系统节能的优化设计的标准和有关泵系统节能的评估与评价的标准。在这一阶段，一方面有提供节能服务的节能公司，也有提供节能认证（或系统节能认证）的第三方机构；另一方面，对于已建泵系统，有节能改造和节能验收环节，先是节能公司对已建泵系统进行节能改造，改造后由业主或其委托的第三方机构对工程进行验收。对于新建泵系统，有节能优化设计和节能评估环节，在泵系统建设前要进行节能优化设计，在泵系统建成后，由业主委托第三方机构进行节能评估。

2、行业公司及运营情况

在第一阶段，我国尚没有专门的节能服务公司，有些泵厂只是简单地做一些旧泵改造，节能效果甚微。

进入第二阶段后，同时随着变频技术的飞速发展，国内涌现了大量的电子科技公司，它们以先进且成熟的变频技术为依托，进行变频节能改造，其方法是采用变频器改变电源频率，来改变电机的转速，以实现调节泵流量的目的，这样做就避免了用阀门调节流量时的能量损失，从而达到节能的目的。进入21世纪后，一些泵业公司也纷纷加入节能行列。相比而言，这些有着泵业经验背景的节能公司，从事泵系统节能更有优势，它们有能力全面地分析泵系统，对泵系统中的能量损失有更为细致的了解。

我国的泵系统节能改造采用国际通用的EMC（合同能源管理）运行模式。EMC是一种基于“合同能源管理”机制运作的、以盈利为直接目的的能源管理的商业运作模式。节能服务公司与愿意进行节能改造的客户签订节能服务合同，向客户提供能源效率审计、节能项目设计、原材料和设备采购、施工、培训、运行维护、节能量监测等一条龙综合性服务，并通过与客户分享项目实施后产生的节能效益来盈利和滚动发展。我国为了鼓励这一运作模式，由财政部和国家发改委联合出台了《合同能源管理财政奖励资金管理暂行办法》，下发了《财政部办公厅、国家发展改革委办公厅关于合同能源管理财政奖励资金需求及节能服务公司审核备案有关事项的通知》。根据这一通知，大批节能服务公司进行了备案。

国内的泵系统节能公司主要分布在长江以南的上海、杭州、长沙等城市，初具规模的有20多家，有几家公司年产值达到6000-8000万元。

例如，一个泵系统可以由以下要素构成：泵、电机、阀门、管路（含直管、弯管、变径管、管接头等）、变频器（包含在控制柜中）。泵系统节能是从系统的角度全面地衡量和评价节能效果，要求系统具有较高的效率，使泵工作在最优工作区。

泵寿命周期成本（LCC，Life Cycle Cost）是考核泵系统节能的一个重要指标，泵的系统优化设计是泵系统节能的关键和前提。研究泵系统节能之前，首先要研究泵的寿命周期成本。

泵系统可分为已建泵系统和新建泵系统。已建泵系统是指已经存在的、已经建设好的泵系统。