趙斌

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘  要：隨sui著zhe電dian力li工gong業ye的de快kuai速su發fa展zhan和he國guo家jia對dui工gong業ye企qi業ye節jie能neng減jian排pai的de力li度du加jia大da，企qi業ye用yong電dian成cheng本ben已yi成cheng為wei衡heng量liang現xian代dai化hua高gao效xiao率lv工gong廠chang的de重zhong要yao指zhi標biao。電dian能neng管guan理li軟ruan件jian的de應ying用yong大da大da提ti高gao了le企qi業ye電dian能neng量liang的de利li用yong效xiao率lv和he管guan理li水shui平ping，本ben文wen介jie紹shao基ji於yu網wang絡luo電dian力li儀yi表biao的deAcrel-3000電能管理係統在中材萍鄉水泥有限公司電能管理中的應用，係統實現了分散式采集和集中控製管理的智能化、數字化、網絡化電能管理。

關鍵詞：企業電能管理；電能管理係統；水泥；

1
、項目概況

    中材萍鄉水泥有限公司成立於2008年
，注冊資金38861.775萬元，隸屬於中國中材集團，專業從事水泥的生產、銷售。公司目前主要生產：32.5級複合矽酸鹽水泥和42.5級普通矽酸鹽水泥。中材萍鄉水泥有限公司4500t/d熟料水泥生產線項目位於萍鄉市上栗縣福田鎮連陂村，最終產品為水泥和熟料。

    中材萍鄉水泥有限公司已於2011年在新線35kV總降變電所建成智能配電管理係統，實現對總降變19geyongdianhuiludejiliang。youyuqiyedezhinenghuaguanlixuqiu，xuyaoduizhenggechangquguanjianshengchanshebeidekexueguanli，duizhongdianyongdianhuiludeyongdianzhuangkuangjinxingquanguochenglianxujiance、集中控製、統一調度，同時按照國家有關節約能源的法規
、標準及行業有關規定，製定各用能部門、主要耗能設備和生產工序（工藝）的能耗定額，並將各項定額逐級下達，並對定額的完成情況進行考核和獎懲。

    中材萍鄉水泥有限公司廠區重點用電回路分別分布於1線原料高壓室
、1線窯尾電氣室
、1線窯頭電器室、2線原料電器室
、2線原料配料電氣室

、1線水泥電氣室、2線窯尾電氣室
、石灰石電氣室
、2線水泥磨電氣室、2線窯頭電氣室、廠前區戶外變壓器
、1線餘熱電氣室以及2線餘熱電氣室等共計13個電器室內。

2、初步方案設想

    1）中材萍鄉水泥有限公司每月總用電量在2千萬度左右
，電力成本支出較高，但是能源計量係統僅限於35kV總(zong)降(jiang)變(bian)，缺(que)乏(fa)整(zheng)體(ti)的(de)能(neng)源(yuan)計(ji)量(liang)體(ti)係(xi)，無(wu)法(fa)覆(fu)蓋(gai)到(dao)全(quan)廠(chang)區(qu)因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)建(jian)立(li)一(yi)套(tao)有(you)效(xiao)的(de)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)，用(yong)於(yu)企(qi)業(ye)內(nei)部(bu)考(kao)核(he)管(guan)理(li)，並(bing)此(ci)基(ji)礎(chu)上(shang)逐(zhu)步(bu)整(zheng)理(li)完(wan)善(shan)電(dian)力(li)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)數(shu)據(ju)庫(ku)
，對(dui)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)多(duo)層(ceng)次(ci)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)（如決策需要
、電能分析

、數據報送）。同時通過網絡技術使之成為作為中材萍鄉水泥廠信息化係統的重要子係統，以實現智慧廠區和數字廠區。

    2）部分回路在特定時期功率會非常大
，通過實時監控手段對該部分回路進行有功功率監視
，當功率達到一定值（該值可以由用戶確定後並設定好），可以通過聲光報警提醒係統管理人員。

    3）企業生產所產生的餘熱可以再利用
，進行餘熱發電，對這部分回路進行發電量統計。

    4）對企業的生產用電進行記錄，按照每天早中晚三班進行考核，早班時間為8：00am~4:00pm，中班為4:00pm~12:00pm
，夜班為0：00am~8:00am。每周將總降變電所數據與生產線配電室數據比對一次，每月與供電局提供的耗電數據比對，以此作為考核各班組產能能耗的依據

    整個係統通過多功能的電力監控裝置、通訊網絡和計算機軟件
，實現企業供配電係統在運行過程中的數據采集、運行監視
、事故預警
、事故記錄和分析、電能質量檢測
、三相不平衡監視等，完成企業的安全供電、電能管理、設備管理和運行管理。

3、設計方案

3.1整體方案設計

    整個企業的配電係統包括13個電氣室
，其中1線原料高壓室內共計15個回路、1線窯尾電氣室內共計11個回路
、1線窯頭電器室內共計9個回路、1線水泥電氣室內共計7個回路

、2線原料電器室內共計25個回路、2線原料配料電氣室內共計4個回路、2線窯尾電氣室內共計1個回路、石灰石電氣室內共計7個回路、2線水泥磨電氣室內共計21個回路、2線窯頭電氣室內共計20個回路
、廠前區戶外變壓器內共計3個回路、1線餘熱電氣室內共計2個回路、2線餘熱電氣室內共計2個ge回hui路lu
，各ge電dian氣qi室shi在zai設she計ji之zhi初chu隻zhi有you部bu分fen回hui路lu安an裝zhuang了le數shu字zi式shi電dian能neng表biao，其qi餘yu均jun未wei安an裝zhuang智zhi能neng電dian表biao
，不bu符fu合he企qi業ye智zhi能neng化hua需xu求qiu
，因yin此ci此ci需xu要yao對dui該gai部bu分fen回hui路lu進jin行xing改gai造zao

，加jia裝zhuang智zhi能neng電dian表biao。

     本(ben)著(zhe)實(shi)用(yong)性(xing)的(de)原(yuan)則(ze)，本(ben)方(fang)案(an)對(dui)已(yi)經(jing)安(an)裝(zhuang)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的(de)回(hui)路(lu)不(bu)做(zuo)改(gai)造(zao)

，係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)很(hen)好(hao)的(de)兼(jian)容(rong)原(yuan)配(pei)電(dian)櫃(gui)內(nei)安(an)裝(zhuang)的(de)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，對(dui)於(yu)未(wei)安(an)裝(zhuang)智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao)的(de)回(hui)路(lu)全(quan)部(bu)加(jia)裝(zhuang)數(shu)字(zi)式(shi)多(duo)功(gong)能(neng)電(dian)表(biao)，通(tong)過(guo)485總線接入通訊管理機。

3.2網絡結構

     整個係統采設計了一套Acrel3000電能管理係統，采用分層分布式結構，即現場設備層、網絡管理層
、監控管理層，如圖1所示：

圖1

    整套電能管理係統監控管理層包括電能管理主機
、打印機、UPS電源等，整個係統的核心Acrel3000電能管理軟件安裝於電能管理主機，UPSdianyuanzuoweibujianduandianyuan，dangshebeigongdianchuxianguzhangshi，keyibaozhengdiannengguanlizhujizhengchangyunxing
，diannengshujubudiushi。jiankongzhongxinshezhizaibangonglouzhongyangkongzhishi，gedianqishineiyibiaotongguo485總線連接至環網交換機IES605-2F-2D
，IES605-2F-2D具有2個485接口、3個以太網接口以及2對dui光guang纖xian接jie口kou。各ge電dian器qi室shi與yu中zhong央yang控kong製zhi是shi之zhi間jian通tong過guo光guang纖xian環huan網wang傳chuan輸shu數shu據ju。光guang纖xian環huan形xing網wang是shi目mu前qian最zui先xian進jin的de網wang絡luo拓tuo撲pu結jie構gou，它ta的de自zi愈yu性xing功gong能neng好hao，具ju有you生sheng存cun能neng力li強qiang，網wang絡luo傳chuan輸shu穩wen定ding性xing和he可ke靠kao性xing高gao
，當dang線xian路lu幹gan線xian中zhong有you一yi個ge點dian出chu現xian問wen題ti時shi（比如主幹線某處被車掛斷），係統可以利用它的自愈功能自動切換到備用線路上，保持信號暢通。

    各用電回路電能數據的采集主要通過ACR以及PZ係列網絡多功能儀表進行電能信息的基礎采集，這些采集設備可獨立完成數據采集
、計算、通訊等功能，一個設備出現問題時，不會影響其他設備正常運行。所有這些設備均有485通訊接口
，可以通過RS485總線連接到網絡層。

    針對各低壓變電所比較分散，底層各智能電表具備RS485接口
，網絡通訊介質采用屏蔽雙絞線，通訊協議采用Modbus通訊規約

，通過RS485總線方式將數據傳送至環網交換機，並經過建設的光線專網將數據上傳至電能管理主機。

    整個配電係統以計算機站控管理係統為核心


，采用現代通訊技術，對整個配電係統的用電狀況進行統一管理，實時監測每個環節、每種設備的用電量；實時監測、監督電能質量
，及時發現用電故障，避免用電的浪費。

3.3軟件設計及係統功能

    企業電能管理係統核心是一套強大的用電及能效分析管理係統

，通過在線的用電數據信息采集、處理、分析和統計，幫助企業全麵的了解真實用電情況
、用(yong)電(dian)環(huan)境(jing)及(ji)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)水(shui)平(ping)。但(dan)是(shi)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)建(jian)立(li)隻(zhi)是(shi)起(qi)到(dao)一(yi)個(ge)管(guan)理(li)工(gong)具(ju)的(de)作(zuo)用(yong)，企(qi)業(ye)需(xu)要(yao)建(jian)立(li)一(yi)套(tao)符(fu)合(he)企(qi)業(ye)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)的(de)考(kao)核(he)製(zhi)度(du)，企(qi)業(ye)的(de)節(jie)能(neng)大(da)目(mu)標(biao)層(ceng)層(ceng)分(fen)解(jie)、zhujiluoshi
，quanyuancanyu
，nengyuanjiliangtixishijichu，jienengshebeishifuzhu，jienengguanlizhiducaishigenben，yincibenxitongzhongweishejilebufendingehejixiaokaohefangan：

製訂全廠的綜合能耗指標

    依據《綜合能耗計算通則》（GB/T2589-2008）中的定義，綜合能耗分為四種：綜合能耗、單位產值綜合能耗

、產品單位產量綜合能耗、產品單位產量可比綜合能耗，綜合能耗需將各類能源消耗實物量折算成標準煤，折算係數可參照該標準。

    通過係統可以查詢每個月或整個年度的綜合能耗，相關報表如下：

製訂針對班組用能的績效考核方案：

數據采集與管理

    數據采集與處理是電能管理係統電能管理實現的基礎
，係統能實時和定時采集電氣設備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率
、）。係統管理軟件可以通過網絡直接讀取各變電所智能電表采集的數據，並可以對采集的所有數據進行顯示、統計、分析、計算和存儲。 實時計算各線路的功率因數。

    實時計算各線路的有功、無功功率值。

    實時計算每日、每月各條線路的有功
，無功最大、最小及平均值。

    實時顯示
、統計各回路各時段的電度值,對電能數據進行分時計費統計,根據用戶要求具有多種分時計費(尖、峰
、穀
、平值等)方案和費率的種類。實時顯示、統計各回路每日
、每月、每年的有功電度總值和無功電度總值

    實時顯示電容的投切狀態以及手動/自動狀態。

    數據采集周期、方式

、參數等可由用戶在線定義
，狀態量的變化優先傳送。

信息處理

    對信號采集係統所采集實時數據進行統計、分析、計算，將數據進行定時存儲。對同用電單位不同時期、不同用電單位同一時期用電量進行統計
；作為電費的管理平台，與實際發生電費進行比較。

    清晰的反映整個企業各個部門
、班組的用電構成，幫助企業建立合理的用電管理考核製度

，對不同的班組、不同車間分別設計用電管理報表。對於各用電設備使用時間進行統計，計算出各設備單位時間耗能，為今後能源改造提供數據依據。

   電能報表實現了實現了所有電能數據的按時間查詢，分為分鍾、小時、日、yueniandengduozhongleixing，tongguodiannengguanlibaobiao
，duigefenxiandiannengfenbiejiliangtongjibingyuzongjinxianjinxingpipei
，jianliwanzhengdediannengjiliangtixi，zhaochuyongdianguanlidemangqu
、誤區。電能彙總如圖2所示

圖2

畫麵顯示

    19寸彩色液晶顯示作為人機交互界麵，實時顯示配電係統各種信息畫麵，包括廠區平麵圖
、一次配電係統圖、實時參數顯示、負荷趨勢查詢、設備運行時間

、事件報警等。

圖3所示為傳染病房低壓一次配電係統圖：

圖3

用電趨勢

    對任何測量參數繪製趨勢圖：如電流、電壓
、gonglvdeng。tongguoyongdianquxiantukeyixianshixuliangdefengzhiqingkuang

，faxianweixiandifuhequshihuoxitongdeshengyurongliang。keyijiangbutongshijianduandefuhequxianjinxinghuizonghuobijiao，zhuizongmeigeyongdiandanweimeigehuilusuoxuxiaohaodedianlichengben。yongdianqushirutu4所示：

圖4

告警與控製

    當出現通訊故障、遙測越限或其他報警信號時，係統發出音響提示
，並自動彈出報警畫麵，報警需操作員確認後方可複位，報警係統記錄入監控數據庫。 dangfashengkaiguanbianweishi，zidongtuichushijianbaojingchuangheguzhangxiangguanhuamian，huamianzhongbianweikaiguanshanshuo，biansetishibingzaibaojingkuangneiyouhanzitishidebaojingyujujidangqiandebianweizhuangtai，bingzhimingbianweikaiguanmingcheng，yunxingbianhaohexingzhi（正常操作或事故跳閘）。 當發生電流/電壓越限時
，畫麵閃爍提示
，並在報警提示框裏顯示當前越限值。 監控係統自動存儲曆史數據和曆史事件，用戶可以按照設備，數據類型
，時間段等等項目自定義查詢。 除計算機報警外，係統還設有專門的聲光報警器
，以提醒值班人員。報警界麵如下圖所示：

4、結束語

    該項目所采用的Acrel300電能管理係統已經於2014年正式投入運行，整個係統運行穩定、安an全quan。係xi統tong為wei各ge重zhong點dian用yong電dian回hui路lu安an裝zhuang多duo功gong能neng電dian表biao，建jian立li電dian能neng管guan理li體ti係xi，製zhi定ding用yong能neng績ji效xiao考kao核he方fang案an，通tong過guo計ji算suan機ji網wang絡luo和he信xin息xi化hua技ji術shu，對dui重zhong點dian用yong電dian回hui路lu進jin行xing用yong電dian量liang計ji量liang，提ti供gong了le大da量liang實shi時shi、準確的電力數據
，摸清能源流向、了解能源組成

，同時通過電能管理軟件提供的各類圖表、報表
，為管理者進行內部計量考核、安全用電做出了數據依據用，方便用戶的找到用能不合理之處，指導用戶進行有針對性的管理措施和節能改造措施。

作者簡介：趙斌，本科，任職單位：現任職於上海安科瑞電氣股份有限公司。技術交流：021-69158305 手機： 郵箱：