永嘉县委党校教育研训大楼电气设计与节能研究

【摘要】：随着电气自动化技术的快速发展，人们对供电可靠性和用电经济指标要求不断提高。现代社会的信息化和网络化都是建立在电气化的基础之上，并且供配电设计直接影响建筑的基本建设投资和运行费用。因此，做好供配电设计是保证人们正常工作、学习、生活的重要前提。另外，随着人们对智能化的追求，建筑智能化技术得到人们普遍的认可，它能通过电子信息网络技术对建筑中的各种用能设备进行监控，对资源信息进行整合化管理，为客户提供服务信息等。这种管理和服务模式使得人们的工作效率得到大大提高。 本文课题来源于温州永嘉县委党校教育研训大楼10KV供配电工程，对建筑电气中的设备选择、用电负荷、用电节能等内容作出了相应分析。设计旨在根据负荷特性，设计一个安全、可靠、经济、环保的供配电系统。关于节能问题，文章主要做出以下几点研究工作： 首先，针对本工程照明能耗实际情况，提出智能照明控制方案。通过比较几种智能调光方式后，对DALI协议在智能照明控制中的应用进行介绍，并对基于DALI的数据可寻址镇流器硬件电路进行研究，对其EMI滤波电路、功率因数校正电路、调光芯片、微控制芯片等硬件电路作了详细介绍。通过对电路及电平转换协议的分析，进行了智能控制系统中主要元器件的选择和设计，其中控制器芯片选用PI16F877，调光芯片选择IR21592，接着设计出DALI主控单元并制作出相应的电路模块，对调光原理和电路的连接进行了详细介绍。最后构建了智能照明系统的三层网络结构，简单介绍了网络的控制原理和通信原理。 其次，提出将遗传算法用于DALI智能控制系统中。利用遗传算法使自然光和人工照明相融合，调节室内各灯具的亮度，以达到室内工作面照度要求，同时能节约能源。自然光通过窗户投射进来到各个工作面，因为各个时段阳光强弱不同和离窗户的远近不同从而导致各个工作面的自然光照度有所不同，这就导致各个桌面所需要的人工补光量也有差别。同时，各盏灯具和各个工作平面是多点对多点的影响关系，采用遗传算法可以实时调节灯具亮度来达到设定照度值。 最后，通过MATLAB仿真平台，验证以上方案的可行性和有效性，并通过对调光结果的能耗分析和电费分析，充分说明本文设计的智能照明系统的优越性。 【关键词】：供配电设计 智能照明 DALI电子镇流器 PIC16F877 遗传算法 节能
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题来源及建筑电气设计的研究意义10
• 1.2 建筑电气设计的发展现状与发展趋势10-15
• 1.2.1 建筑电气智能化技术10-12
• 1.2.2 建筑智能化的特点及系统组成12-13
• 1.2.3 能源管理系统及节能措施13-15
• 1.3 论文内容15-17
• 第二章 教育研训大楼供配电设计及节能方案17-25
• 2.1 负荷计算17-19
• 2.1.1 负荷计算的内容和目的17
• 2.1.2 负荷计算的方法17-19
• 2.2 无功补偿的计算19-20
• 2.3 教育研训大楼配电工程概况20-24
• 2.3.1 工程负荷计算与统计20-21
• 2.3.2 工程设备选择21-23
• 2.3.3 防雷接地和火灾报警设计23-24
• 2.4 本工程中的节能方案24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 智能照明控制系统设计25-41
• 3.1 智能照明控制的发展及系统结构25-26
• 3.1.1 智能照明控制的发展25-26
• 3.1.2 系统结构26
• 3.2 智能照明系统整体控制策略26-28
• 3.3 智能照明控制系统的硬件设计28-39
• 3.3.1 DALI的开发背景和特点28-29
• 3.3.2 DALI协议29-31
• 3.3.3 三种调光方式的比较31-32
• 3.3.4 基于DALI的数字可寻址调光镇流器32-38
• 3.3.5 基于DALI的三层网络智能照明系统38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 基于遗传算法的的恒照度控制策略41-52
• 4.1 恒照度照明控制方案41
• 4.2 遗传算法简介41-43
• 4.3 遗传算法在恒照度照明中的应用43-49
• 4.3.1 室内自然光水平预测43-45
• 4.3.2 室内恒照度照明设计及MATLAB仿真45-49
• 4.4 DALI调光系统中应用遗传算法实现恒照度的方法49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 智能照明系统能耗分析52-58
• 5.1 室内照明的能耗分析52-54
• 5.2 智能照明控制系统总体能耗分析54-55
• 5.3 智能照明系统的调光效果分析55-57
• 5.3.1 灯具的维护效益分析和保护视力效益分析56
• 5.3.2 智能调光作用下的桌面照度分析56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 结果与展望58-60
• 6.1 本文研究工作总结58
• 6.2 今后的工作58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 附录65

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