Optimisation du contrôle des moteurs industriels : rénovation par variateur pour économies d'énergie

En tant que cœur de la production industrielle, les systèmes d'automatisation électrique influencent directement les coûts globaux de production et l'impact environnemental. L'exploitation à vitesse constante traditionnelle conduit souvent à un gaspillage d'énergie lors de la réponse aux variations de charge et rend difficile la réalisation d'un contrôle de processus précis. La technologie de régulation de vitesse par fréquence variable, en tant que méthode de commande de moteur avancée, offre une solution prometteuse à ces problèmes. Cette étude prend le système d'automatisation électrique d'une centrale électrique comme exemple pour explorer un schéma de rénovation basé sur la technologie de commande de vitesse par convertisseur et ses effets d'économie d'énergie, dans le but de fournir une référence pour l'amélioration de l'efficacité énergétique dans des scénarios industriels similaires.

1 État actuel et exigences de rénovation des applications de convertisseurs dans l'automatisation électrique

1.1 Équipements existants

Le système d'automatisation électrique de la centrale est principalement composé de trois parties : le système de distribution d'énergie, les unités de commande de moteurs et le système de commande. Le système de distribution d'énergie comprend du matériel de commutation haute tension de 10 kV, des transformateurs et du matériel de commutation basse tension de 400 V, organisés en structure arborescente pour la distribution d'énergie. Les entraînements de moteurs sont principalement des moteurs asynchrones contrôlés par des méthodes de démarrage direct ou par réduction de tension en étoile-triangle. Les charges de pompes représentent la plus grande proportion des équipements sur site, comprenant des pompes de circulation, des pompes de refroidissement et des pompes d'alimentation. Ces dispositifs fonctionnent à vitesse constante, avec un débit régulé par des vannes, ce qui entraîne une consommation d'énergie élevée. L'architecture du système existant est relativement décentralisée, avec une gestion centralisée partielle. Le système de supervision supérieur communique avec les systèmes de commande sur le terrain via Ethernet industriel pour permettre l'affichage centralisé des données et la télécommande. Cependant, le système de commande actuel manque d'algorithmes de commande avancés pour la régulation de vitesse par fréquence variable, ce qui entraîne des lacunes dans la gestion de l'énergie et l'optimisation des processus.

1.2 Exigences de rénovation

Sur la base de l'état actuel des équipements, les exigences de rénovation du système d'automatisation électrique se concentrent principalement sur l'amélioration de l'efficacité énergétique et l'optimisation de la commande. Il est nécessaire d'introduire la technologie de commande de vitesse par convertisseur pour permettre un fonctionnement efficace des pompes et des ventilateurs en ajustant la vitesse des moteurs en fonction des besoins de charge.

Parallèlement, en s'appuyant sur les stations de pompage et les installations de production existantes, il est urgent de construire une plateforme de surveillance intelligente conforme aux exigences de protection de niveau 2 en cybersécurité. Centrée sur le cloud computing et intégrée avec la technologie IoT, cette plateforme permettra une intégration fluide entre la gestion de l'entreprise et la commande sur le terrain. L'architecture du système adopte une structure en trois niveaux de "plateforme centrale + sous-systèmes distribués + terminaux mobiles", assurant l'acquisition en temps réel des données, leur traitement efficace et leur stockage sécurisé.

La plateforme centrale, construite sur un cluster de serveurs haute performance, déploie des algorithmes de数据分析显示，您的输入内容非常长，我将分段翻译以确保准确性和完整性。以下是第一部分的翻译： ```html

En tant que cœur de la production industrielle, les systèmes d'automatisation électrique influencent directement les coûts globaux de production et l'impact environnemental. L'exploitation à vitesse constante traditionnelle conduit souvent à un gaspillage d'énergie lors de la réponse aux variations de charge et rend difficile la réalisation d'un contrôle de processus précis. La technologie de régulation de vitesse par fréquence variable, en tant que méthode de commande de moteur avancée, offre une solution prometteuse à ces problèmes. Cette étude prend le système d'automatisation électrique d'une centrale électrique comme exemple pour explorer un schéma de rénovation basé sur la technologie de commande de vitesse par convertisseur et ses effets d'économie d'énergie, dans le but de fournir une référence pour l'amélioration de l'efficacité énergétique dans des scénarios industriels similaires.

1 État actuel et exigences de rénovation des applications de convertisseurs dans l'automatisation électrique

1.1 Équipements existants

Le système d'automatisation électrique de la centrale est principalement composé de trois parties : le système de distribution d'énergie, les unités de commande de moteurs et le système de commande. Le système de distribution d'énergie comprend du matériel de commutation haute tension de 10 kV, des transformateurs et du matériel de commutation basse tension de 400 V, organisés en structure arborescente pour la distribution d'énergie. Les entraînements de moteurs sont principalement des moteurs asynchrones contrôlés par des méthodes de démarrage direct ou par réduction de tension en étoile-triangle. Les charges de pompes représentent la plus grande proportion des équipements sur site, comprenant des pompes de circulation, des pompes de refroidissement et des pompes d'alimentation. Ces dispositifs fonctionnent à vitesse constante, avec un débit régulé par des vannes, ce qui entraîne une consommation d'énergie élevée. L'architecture du système existant est relativement décentralisée, avec une gestion centralisée partielle. Le système de supervision supérieur communique avec les systèmes de commande sur le terrain via Ethernet industriel pour permettre l'affichage centralisé des données et la télécommande. Cependant, le système de commande actuel manque d'algorithmes de commande avancés pour la régulation de vitesse par fréquence variable, ce qui entraîne des lacunes dans la gestion de l'énergie et l'optimisation des processus.

1.2 Exigences de rénovation

Sur la base de l'état actuel des équipements, les exigences de rénovation du système d'automatisation électrique se concentrent principalement sur l'amélioration de l'efficacité énergétique et l'optimisation de la commande. Il est nécessaire d'introduire la technologie de commande de vitesse par convertisseur pour permettre un fonctionnement efficace des pompes et des ventilateurs en ajustant la vitesse des moteurs en fonction des besoins de charge.

Parallèlement, en s'appuyant sur les stations de pompage et les installations de production existantes, il est urgent de construire une plateforme de surveillance intelligente conforme aux exigences de protection de niveau 2 en cybersécurité. Centrée sur le cloud computing et intégrée avec la technologie IoT, cette plateforme permettra une intégration fluide entre la gestion de l'entreprise et la commande sur le terrain. L'architecture du système adopte une structure en trois niveaux de "plateforme centrale + sous-systèmes distribués + terminaux mobiles", assurant l'acquisition en temps réel des données, leur traitement efficace et leur stockage sécurisé.

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