电弧炉炼钢负荷预测与控制系统的主要功能及特点
随着我国经济的高速发展，用电需求稳步攀升，电力供应出现缺口，形势十分严峻，因此对于电力公司来说充分利用现有的发电设备、输配电线路，节约投资，显得十分重要；同时，随着原材料的上涨，电价也在上涨，用电企业的生产成本随之增加，所以，如何做到不影响正常生产又能够节约电费，正是工业生产企业多年以来追求的目标。在钢铁企业中，电弧炉炼钢及其后续工艺LF精炼炉均是以电能为热源的炼钢方法，它们是名副其实的“电老虎”，其耗电占钢铁企业用电的比例非常大。通常电弧炉炼钢的用电负荷率并不饱满，尖峰负荷很大，且出现时刻和峰值都有很强的随机性，设计部门一般会选择较大容量的变压器，预留出较多的裕量，以保证电弧炉炼钢的正常用电。由于尖峰值的不可控，企业通常会选择按照变压器装机容量计量基本电费。
电弧炉炼钢负荷预测与控制系统主要功能及技术特点
电弧炉负荷预测与控制系统 （CeriLPC系统）实时采集电弧炉和LF精炼炉的用电数据，启动模型对用电负荷进行预测，并根据预测值再由模型计算负荷控制量，向电弧炉用电设备发出负荷控制指令，由电极调节器执行控制命令。系统还可以进行多设备（如与电弧炉配套建设的LF精炼炉等大型用电设备）监控。该系统由信号采集系统、负荷预测系统、控制执行系统、监控系统和历史数据库组成。
电弧炉负荷预测与控制系统的主要技术特点如下：
灵活的电量采集和计算方式
准确的电量采集与计算是负荷预测和控制的基础，从实时采集到的信号中计算用电设备的电流、电压、瞬时功率、功率因数、电度值、1分钟平均功率、15分钟平均功率等电量值。
为适应复杂的工厂环境，电弧炉负荷预测与控制系统提供多种数据采集方式采集电量信号，供用户选择。在电弧炉变压器的一次侧或二次侧安装测量设备，采用高精度高速数据采集设备采集瞬时电流和电压信号，经过滤波后由系统计算出各个电量值。
电弧炉负荷预测与控制系统能同时采集多个用电设备的电量数据，易于扩展。
总之，在满足负荷预测和控制的精度和速度要求下，系统可以采用灵活多变的方式采集电量，这样系统易于安装维护。
◆ 准确的负荷预测
负荷预测是整个系统的核心部分，只有准确地进行负荷预测，预测到用电峰值的到来，才能进行负荷控制，保证用电负荷满足合同需量值。电弧炉负荷预测模型采用了基于人工神经元网络建立的模型，编程软件为NeuroSolutions 6.0和Visual Studio.net，对未来时段内用电设备的功率进行预测，同时在模型中也加入了专家经验对模型预测结果进行合理化判断，该系统投入运行以来预测准确，达到了负荷控制的要求。
◆ 精准及时的负荷控制
电弧炉负荷预测值作为负荷控制模型的输入参数，负荷控制模型的任务就是计算将要输出的负荷控制量，负荷控制量一定要准确，否则容易造成系统负荷振荡，同时对设备造成损害。
电弧炉负荷预测与控制系统可以根据现场工况和生产节奏，以最小的代价实行负荷控制，减小对生产的影响。电弧炉负荷预测与控制系统还可以根据最优化原则，设定多个设备的负荷控制优先级，优先级高的优先控制。
◆ 负荷控制执行器
最终由电极调节器完成负荷控制，调节用电负荷。中冶京诚已经有成熟的“LF精炼炉智能电极调节器”和“电弧炉智能电极调节器”，其中，每种电极调节器包含两部分：PLC恒阻抗电极调节器和计算机智能电极调节器（含人工神经元网络、专家系统、恒阻抗、恒电流算法），PLC电极调节器和计算机电极调节器既可独立运行也可作为互为热备同时运行。
◆ 完善的数据记录和历史趋势查询
电弧炉负荷预测与控制系统采用图形曲线显示了各用电设备的电量趋势，记录了各用电设备的功率峰值和峰值发生时刻，以及负荷控制信息，并将这些数据保存在历史数据库中。系统还提供了历史趋势查询工具来调出历史数据进行负荷监控和分析，使能控人员根据历史负荷情况，对负荷控制参数进行优化，提高负荷控制精度，获得更好的控制效果。
◆ 丰富的工具软件用于负荷控制设置
电弧炉负荷预测与控制系统提供了丰富的工具，满足用户的各种需求。用户可以方便地设置修改最大需量设定值，并进行负荷控制功能的投切。系统还提供了手动和自动两种工作模式，用于不同情况下的负荷控制。约定时间冻结功能则可以让用户根据用电合同来规划每个结算周期内的负荷控制投切，减少了负荷控制操作。
电弧炉炼钢负荷预测与控制系统应用效果
中冶京诚 （营口）装备技术有限公司炼钢车间建设了100t电弧炉1座，配套建设了120t的LF精炼炉1座，电弧炉变压器装机容量90MVA，LF精炼炉变压器装机容量20MVA，总装机容量110MVA。
2011年8月，装备公司在设备大修期间安装了电弧炉负荷预测与控制系统，并在2011年9月正式投入使用。在系统安装前，装备公司采用容量计费方式，安装了电弧炉负荷预测与控制系统后，装备公司在9月开始改为需量计费方式。由于实行了电弧炉负荷自动控制，没有发生超过合同值的情况。
系统安装后，装备公司的最大需量减少了约13.6%，基本电费节约了10%，节能效果和经济效益都十分明显。另外，由于系统安装时间短，安装和调试基本没有影响装备公司的正常生产，用户对这种“看得见的节约”十分满意。
用下面两个图说明控制效果，其冲击负荷偶尔会超出合同最大需量值，其尖峰负荷被有效、准确地控制在合同最大需量值之内。
电弧炉负荷预测与控制系统采用先进的计算机控制技术，平衡了炼钢厂内部的电力负荷，压缩最大需量申购量，提高负荷利用率，这一方面可减少用户的基本电费支出，降低生产成本，提高产品在市场中的竞争力；另一方面，通过降低负荷峰值，减少了对一次设备的冲击，提高了用电设备的使用寿命；第三，负荷利用率的提高，可减少电力建设投资、改善电网运行的经济性和可靠性，节省能源资源，控制环境质量。
从实际应用效果看，电弧炉负荷预测与控制系统达到国际一流，国内领先水平，负荷控制成功率达到了100%。
(来源：钢材信息网)
现货资源
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|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 28*12 | HRB400E | 辽宁瀚达钢铁贸易有限公司 | 新抚钢(雷鸣) | 3360 | 详情 |
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