Acrel-5000能源管理系統(tǒng)在某美資工廠的應(yīng)用

張娟

1 引言

  能源是社會發(fā)展不可或缺的動力來源,但在資源緊張的當今社會,能源的高效利用已成為迫切要求,成為衡量企業(yè)乃至國家綜合競爭力的重要指標。能源管理事關(guān)國家和企業(yè)的興衰。

2 設(shè)計依據(jù)

ISO/IEC11801        《國際綜合布線標準》

GB/50198            《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB50052-2009        《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

GB50054-2011        《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

GBT 50063-2008     《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

IEC 61587           《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

DL/T448-2000        《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

中華人民共和國節(jié)約能源法

GB/T23331-2009 能源管理體系要求

GB/T15316-2009 節(jié)能檢測技術(shù)通則

GB/T15587-2008 工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則

GB/T17167-2006 用能單位能源計量器具配置和管理通則

GB/T50034-2004 建筑照明設(shè)計標準

GB/T3485 評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則

GB/T13234-2009 企業(yè)節(jié)能量計算方法

GB/T 6422-2009 用能設(shè)備能量測試導(dǎo)則

GB/T17166 企業(yè)能源審計技術(shù)通則

GB/T50093 自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范

DL/T 645-1997多功能電能表通信規(guī)約

DL/T 645-2007多功能電能表通信規(guī)約

GB/T 778 冷水表

CJ/T 188-2004 戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件

GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范

3 項目概況

  該工廠在規(guī)劃時就考慮到能源計量系統(tǒng)的建立，為大部分設(shè)備配備了智能化能源計量設(shè)備，并預(yù)留了通訊接口，現(xiàn)希望在此基礎(chǔ)上建立一套完整的、具有較高水平的能源管理系統(tǒng)。

  目的是通過應(yīng)用先進的、成熟可靠的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，準確、快速的記錄能源消耗相關(guān)數(shù)據(jù)，并提供能源數(shù)據(jù)監(jiān)控、查詢、分析工具，供各相關(guān)部門查詢分析能源相關(guān)信息。

  根據(jù)工廠需求，安科瑞電氣股份有限公司為其搭建了一套能源管理系統(tǒng)。

4 系統(tǒng)架構(gòu)

  根據(jù)工廠實際情況進行組網(wǎng)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：該能源管理系統(tǒng)設(shè)置一套能源主機和兩套能源區(qū)域分機，根據(jù)各個區(qū)域的權(quán)限進行能源監(jiān)視和管理。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5 系統(tǒng)軟件模塊

• 配電監(jiān)測

  該能源管理系統(tǒng)能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關(guān)的分合閘狀態(tài)，接地刀閘狀態(tài)及相關(guān)故障、告警信號，實時顯示在系統(tǒng)界面中。

  功能要求：高壓回路的一次圖界面應(yīng)顯示回路名稱、三相電流、三相線電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、頻率和開關(guān)量光字牌。10kV配電系統(tǒng)中所需要監(jiān)測的開關(guān)量為：斷路器分合閘信號、手車工作/試驗位置信號、遠方/就地切換位置信號、彈簧儲能位信號、接地刀信號、超高溫跳閘信號、高溫報警信號、事故信號和預(yù)告報警信號；低壓進線回路電參量界面顯示：回路名稱、開關(guān)狀態(tài)、三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計值。低壓出線回路界面顯示：回路名稱、開關(guān)狀態(tài)、三相（單相）電流。每個回路旁設(shè)置詳細參數(shù)按鈕，通過點擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、分相有功功率、總無功功率、分相無功功率、總功率因數(shù)、分相功率因數(shù)、頻率、正向有功電能、反向有功電能、感性無功電能、容性無功電能。

• 電能報表

  系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。

• 負荷曲線

  系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線回路（或重要負荷的出線）設(shè)計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調(diào)整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。

• 電參量報表

  安科瑞能源管理系統(tǒng)具有對實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實時數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢近更新的記錄數(shù)等，并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。

• 綜合能耗主界面

  反映企業(yè)當年用能各分類能耗和折算為標準煤的綜合能耗，并計算得到單位面積能耗；

  企業(yè)中的能耗分類雖然較多，但是能通過表計計量的主要有電、水能源。

• 分類能耗主界面

  反映某分類能耗（例如電）當日及昨日同期、當月及上月同期、當年及上年同期的用能及對比，增長百分比及增加值；

  反映某分類能耗過去48小時、過去31天、過去12個月、過去3年的用能趨勢；

  反映某分項能耗的當月用能餅圖；

  反映某分類能耗當年各月用能同比分析圖；

• 計劃與實績管理

  Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)的能源計劃管理基于生產(chǎn)需要和能源指標要求，綜合考慮按產(chǎn)線/生產(chǎn)設(shè)備、車間、班組等實際需求，可手動輸入/獲取適合用能單位的能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，形成年、季、月、日的曲線圖，其中年、季、月、日顯示方式可選擇,和國家以及行業(yè)標準形成能耗對標；

• 部門統(tǒng)計

  統(tǒng)計各個部門的用電，用水等能耗

• 用能排名

  可以統(tǒng)計各個車間，辦公室等等的用能排名，支持正序和逆序排序，也可作為考核的一個依據(jù)；

• 同環(huán)比分析

  Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)可將各種類型（電、水、氣）和各主要耗能設(shè)備的能耗與去年同期值和上月值進行同比環(huán)比分析，檢驗節(jié)能效果，根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行節(jié)能績效考核，以及節(jié)能目標的修正；

  時間精度到分鐘；

• 區(qū)域用電統(tǒng)計

  統(tǒng)計各個車間，辦公室等區(qū)域的用能;

• 能耗折標統(tǒng)計

  Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)建立能耗折標系統(tǒng)，將各類能源消耗折算成標準煤或CO2排放量，配置各類能源消耗的費率，設(shè)置不同能源類型的不同時間段的能源單價，將能源消耗折算為標準煤、費用金額后進行綜合比較

• 單耗管理

  根據(jù)配置相關(guān)信息，合計出各類產(chǎn)品單耗，用能成本統(tǒng)計，各個用能計量等

  系統(tǒng)亦可實現(xiàn)產(chǎn)線能耗、班組能耗及車間能耗統(tǒng)計。

• 用戶管理

  本系統(tǒng)軟件設(shè)置多達上百種密碼分區(qū)和密碼設(shè)置，為系統(tǒng)管理員、后勤管理人員、設(shè)備維護人員等提供分級密碼，并對所有操作自動進行帶時標事件記錄，可建立良好的反事故措施。

  為了使實時系統(tǒng)能夠**穩(wěn)定運行，整個系統(tǒng)提供可靠的**保護措施，所有的系統(tǒng)操作員能夠根據(jù)權(quán)限大小賦予某特性，這些特性規(guī)定了各個操作員對系統(tǒng)及各種活動的適用范圍，如用戶名，口令字，操作權(quán)限及操作范圍等特性。

6 能源系統(tǒng)搭建的意義

  根據(jù)企業(yè)能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統(tǒng)一分析。

• 梳理配電結(jié)構(gòu)、完善計量及生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)

  企業(yè)能源相關(guān)數(shù)據(jù)在線采集是企業(yè)能源管理系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，根據(jù)企業(yè)自身需求完善一、二、三級能源器具的配備，并根據(jù)生產(chǎn)要求，完善其他不可采集數(shù)據(jù)（如手工錄入產(chǎn)量等）。

• 能效監(jiān)控與能耗預(yù)警

  能效監(jiān)控是企業(yè)能源精細化管理的重要手段。能源系統(tǒng)能實現(xiàn)對主要生產(chǎn)線能源消耗數(shù)量和質(zhì)量、能耗相關(guān)工藝設(shè)定值及產(chǎn)品產(chǎn)量監(jiān)控；可實時監(jiān)控中電能耗設(shè)備運行狀態(tài)；對主要能耗工序班組或產(chǎn)品實施統(tǒng)計過程分析管理，發(fā)揮信息系統(tǒng)扁平化管理優(yōu)勢，根據(jù)能耗預(yù)警指標體系，設(shè)計能耗預(yù)警機制，定制能源預(yù)警功能，便于企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)處理能源浪費現(xiàn)象，幫助企業(yè)實現(xiàn)能源優(yōu)化調(diào)度及使用。

• 能效分析

  能效分析時能源管理中心挖掘企業(yè)節(jié)能潛力的重要抓手。通過對全廠能量平衡分析、能效分析、能效對標管理、KPI相關(guān)性分析等手段，系統(tǒng)地分析企業(yè)能效水平及其影響因素，有效評估節(jié)能技改效果，為企業(yè)持續(xù)提高能效水平提供有力支撐。

• 能效績效考核

  能效績效考核是企業(yè)能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)能源管理閉環(huán)管控的重要環(huán)節(jié)，企業(yè)必須對生產(chǎn)線、重點耗能生產(chǎn)工序和重點耗能設(shè)備的能效進行分析，科學(xué)制定績效考核指標體系，將企業(yè)的獎懲制度與能效績效考核掛鉤。通過能源管理系統(tǒng)計算個生產(chǎn)班次能效績效水平達標情況，實現(xiàn)能效績效考核的合理、公正、**和及時。

• 全廠能量系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度

  對于具有復(fù)雜能量系統(tǒng)的重點用能單位，如涉及能量轉(zhuǎn)換、利用和回收等環(huán)節(jié)耦合問題，考慮能量在轉(zhuǎn)換、利用和回收過程有大滯后和強耦合的特性，可以對各環(huán)節(jié)關(guān)鍵操作變量進行在線監(jiān)控，實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化控制，以實現(xiàn)全廠能效實時運行的大化。

8 結(jié)束語

  通過對全廠各區(qū)域電、水等能源介質(zhì)的統(tǒng)一綜合管理，使得車間能對各區(qū)域設(shè)備能源使用情況進行查詢分析，幫助車間人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機會，大限度地提高企業(yè)的能源利用效率，科學(xué)有效地管理企業(yè)的能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。

參考文獻：

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作者簡介：

張娟，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電