مشروع مجموعة نينغشيا للحديد والصلب UPS: حالة من الدرجة الصناعية للتصنيع الذكي للصلب

Ⅰ. نظرة عامة على المشروع

1. خلفية المؤسسة
   • تُعد مجموعة نينغشيا للحديد والصلب (مجموعة نينغشانغ) أكبر مجمع حديث للصلب في منطقة نينغشيا هوي ذاتية الحكم لقومية هوي بطاقة سنوية تبلغ 2 مليون طن. وهي تمتلك معدات رئيسية تشمل آلات التلبيد بالحزام بمساحة 230 مترًا مربعًا/260 مترًا مربعًا، وأفران صهر بمساحة 1350 مترًا مكعبًا/1580 مترًا مكعبًا، ومحولات 60 طنًا، وعجلات مستمرة، وخطوط درفلة، تخدم قطاعات البناء وتصنيع الآلات.
   • وباعتبارها مؤسسة وطنية ذات تقنية عالية حاصلة على شهادة الأيزو 9001 والأيزو 14001، فهي تركز على التصنيع الذكي الأخضر.
2. متطلبات حماية الطاقة
   • المعدات الحرجة: تتطلب أنظمة التحكم PLC، والمحولات ذات العجلات المستمرة، وخوادم مراكز البيانات إمدادًا بالطاقة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.
   • التحديات البيئية: درجات الحرارة المرتفعة (45 درجة مئوية فأكثر) والظروف المتربة في مناطق الأفران العالية المعرضة لأعطال السخونة الزائدة في الأفران العالية التقليدية يو بي إس.
   • مخاطر التحميل الزائد اللحظي: يصل تيار بدء تشغيل محرك المحول المائل للمحول إلى 7-11 ضعف القيمة المقدرة، مما يتسبب في إيقاف تشغيل وحدات الإمداد بالطاقة غير المنقطعة التقليدية.

Ⅱ. التحديات الأساسية

1. جودة الطاقة والموثوقية
   • يؤدي التداخل التوافقي من عاكسات الدرفلة إلى تشوه توافقي إجمالي (THDi) يبلغ 8%، مما يقلل من عمر المعدات.
   • يهدد تباطؤ الجهد الناجم عن بدء تشغيل منفاخ الفرن العالي دقة التحكم في PLC.
2. نقاط الألم في إدارة التشغيل والصيانة
   • يؤدي النشر اللامركزي لوحدات الإمداد المتواصل بالطاقة في 32 نقطة إمداد بالطاقة في جميع أنحاء المحطة إلى أوقات استجابة تتجاوز ساعتين.
   • تتكبد بطاريات الرصاص الحمضية (3000 دورة) تكاليف استبدال سنوية تزيد عن 3 ملايين يوان صيني.
3. اختناقات كفاءة الطاقة
   • تعمل UPS التقليدية بكفاءة 821 تيرابايت 3 تيرابايت، وتتجاوز تكاليف الكهرباء السنوية 8 ملايين يوان صيني.
   • الحاجة إلى تحقيق هدف “الخطة الخمسية الرابعة عشرة” لـ "الخطة الخمسية الرابعة عشرة" لنينغشيا المتمثل في خفض استهلاك الطاقة بمقدار 151 تيرابايت 3 تيرا بايت لكل وحدة إنتاج قيمة ذروة الكربون.

Ⅲ. الحلول

1. الهندسة المعمارية التقنية

2. استراتيجية التنفيذ
   • نشر وحدات تحكم رقمية كاملة DSP لتعويض التوافقيات في الوقت الحقيقي، مما يقلل من THDi إلى أقل من 2%.
   • اعتماد 4×100 كيلو فولت أمبير يو بي إس 4×100 كيلو فولت أمبير بالتوازي (إجمالي 400 كيلو فولت أمبير)، مع حجز مساحة توسعة 30%.
   • التكامل مع منصة إدارة الطاقة الخاصة بمجموعة Ninggang Group لمراقبة حالة البطارية عن بُعد (SOH).

Ⅳ. إنجازات المشروع

1. موثوقية الطاقة المحسّنة
   • تصل إتاحة النظام إلى 99.999%، مع وقت تعطل سنوي غير مخطط له أقل من 5 دقائق.
   • يعمل نظام التشخيص الذاتي على تقصير زمن الاستجابة للصيانة بمقدار 70%، مع متوسط الوقت اللازم للإصلاح (MTTR) ≤ 30 دقيقة.
2. تحسين كفاءة الطاقة
   • يؤدي تخفيض THDi من 8% إلى 2% إلى توفير 12 مليون يوان سنويًا من تكاليف الكهرباء.
   • تقلل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (10,000 دورة) تكاليف الصيانة السنوية بمقدار 75%.