宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：當前企業(yè)進入經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵階段，進行企業(yè)能耗的在線監(jiān)測技術(shù)的研究意義重大。本文從企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測技術(shù)的相關(guān)的概述出發(fā)，研究企業(yè)用電能耗在線技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成，以及企業(yè)在企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測技術(shù)的相關(guān)的實踐，得出相應(yīng)的結(jié)論，對于今后的實踐具有重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：企業(yè)用電；能耗；在線監(jiān)測；技術(shù)
前言
近幾年來，能源節(jié)約、環(huán)境保護、氣候變化已成為世界各國普遍關(guān)注的焦點。提高能效、節(jié)約能源、發(fā)展可再生的環(huán)保能源也已成為世界各國能源發(fā)展基本戰(zhàn)略之一。因此，發(fā)動企業(yè)積極開展節(jié)能減排降耗行動，充分提高能源的利用率是避免能源浪費，加強企業(yè)能源計量管理，有效保護環(huán)境，改善惡劣氣候，為企業(yè)的發(fā)展帶來一定經(jīng)濟效益的有效手段，也是緩解當今社會經(jīng)濟發(fā)展面臨的能源和環(huán)境壓力的重要措施。
1 企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測現(xiàn)狀和相關(guān)概述
現(xiàn)在企業(yè)獲取數(shù)據(jù)，管理能源的普遍做法是利用各種各樣的儀器對企業(yè)能源消耗量進行專門的計量，并且派人專門負責對這些儀器及其收集的數(shù)據(jù)的現(xiàn)場維護，現(xiàn)場抄寫工作，并且這些數(shù)據(jù)還要逐級統(tǒng)計，逐級上報，有些用心的企業(yè)可能會建立屬于該企業(yè)的專門的數(shù)據(jù)庫對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，并且會做一定的數(shù)據(jù)分析。但是，這種做法的不足是人工操作使能源計量工作耗費時間長，投入精力大，不能快而精確的完成大范圍的數(shù)據(jù)采集工作。而且這些企業(yè)數(shù)據(jù)的采集通常是由于企業(yè)經(jīng)營管理的需要，總會多多少少帶有對企業(yè)形象有利的特征性傾向，并不能夠真真切切的反映該企業(yè)的實際能耗量。能耗管理部門就是因為這些措施的不合理性，不能掌握重點企業(yè)能耗信息的具體數(shù)字，因此也就無法有效的去分析不同類別耗能指標，并根據(jù)分析結(jié)果提出一些針對性的降能方案。企業(yè)能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)不及時、不，甚至不夠準確的情況是我們需要解決的難題。
只有建立起一套完善的企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)才能夠把政府管理部門、企業(yè)生產(chǎn)管理、計量管理、節(jié)能管理提高到一個新的高度，同時也是我們實現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)能降耗的一種行之有效的解決方案。我們可以通過探討企業(yè)用電能耗監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成和主要工作從而更深層次的了解企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測技術(shù)。
2 企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)組成
用電能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。
2.1數(shù)據(jù)采集層
為了對負荷用電量進行實時在線監(jiān)測，通常在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口處安裝智能電力儀表。在線監(jiān)測對象包括：主要的耗能機電設(shè)備、電力需求側(cè)中低壓饋線回路、廠房 (生活區(qū))其他耗能設(shè)備。在線監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：電流、電壓、功率、電能、諧波等用電參數(shù)。同時也可以對用水量、用氣量、熱量、產(chǎn)量等，通過電子式流量表、電子式熱量表、地秤等進行現(xiàn)場智能數(shù)據(jù)采集。
2.2 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
為了實時采集能耗計量儀表的數(shù)據(jù)，并且通過TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥茉聪谋O(jiān)控中心，通常在能耗監(jiān)測儀表箱 (柜)中安裝能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。優(yōu)點是施工簡單可靠，不需要遠距離傳布。
2.3 用電及能效管理系統(tǒng)軟件
為了完成能耗數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、分析、校驗、處理、授權(quán)使用權(quán)限分級控制和系統(tǒng)維護等功能，并可將在線監(jiān)測到的重要數(shù)據(jù)、報警和故障信息等傳遞給企業(yè)內(nèi)重要決策人員，建立用電及能效管理系統(tǒng)軟件是很必要的。
3 企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的功能設(shè)計
企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)以多種類型的傳感器為現(xiàn)場設(shè)備層；以TCP/lP網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)通訊層；以用電及能效管理系統(tǒng)軟件為站控管理層。在功能上實現(xiàn)能源消耗過程的信息化與可視化、能耗/能效信息統(tǒng)計與管理、歷史能耗數(shù)據(jù)對比與分析、電能質(zhì)量及諧波監(jiān)測與分析四大功能，取得了一系列豐碩成果。
3.1 能源消耗過程的信息化、可視化
目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)是靠人工定時抄表的方式統(tǒng)計用電及能源消耗狀況，這種方法的缺點是統(tǒng)計效率低，采集的數(shù)據(jù)單一，所以企業(yè)不能及時準確的掌握重點能耗設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實時能耗數(shù)據(jù)�，F(xiàn)場運行管理人員可以掌握生產(chǎn)環(huán)節(jié)和重點設(shè)備的實時能耗狀況、能耗變化趨勢和實時運行參數(shù)等信息，因為能效管理信息系統(tǒng)可以在線監(jiān)測整個企業(yè)(集團)的能耗動態(tài)信息，從而實現(xiàn)能耗過程的信息化、可視化。
3.2 能耗，能效信息統(tǒng)計、管理
系統(tǒng)自動生成的多種能耗信息統(tǒng)計圖形和報表，為用戶提供一些能源消耗成本和結(jié)構(gòu)分析的依據(jù)，從而更客觀的評估節(jié)能措施的效果。
3.3 歷史能耗數(shù)據(jù)對比、分析
系統(tǒng)具有強大的歷史能耗數(shù)據(jù)追溯和分析功能，企業(yè)能效管理及生產(chǎn)工藝分析人員可按不同需要靈活設(shè)置工作點參數(shù)，在不同時段下生成各種能耗數(shù)據(jù)報表與能耗曲線，通過動態(tài)的單位產(chǎn)量能耗曲線和數(shù)據(jù)，可以更加直觀反映企業(yè)生產(chǎn)能耗與國際、國內(nèi)標準能耗之間存在的差距，及時指導(dǎo)和調(diào)整生產(chǎn)，使企業(yè)生產(chǎn)過程的單位能耗保持在一個合理科學(xué)的水平。
3.4 電能質(zhì)量及諧波監(jiān)測與分析
電力電子技術(shù)在電氣化鐵路和電弧爐冶煉等領(lǐng)域進行了大量的應(yīng)用，它有效的提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，但是同時也產(chǎn)生了許多諧波污染電網(wǎng)，帶來了一系列的諧波和電能質(zhì)量問題。諧波能夠干擾通信電路的正常工作，引起電氣設(shè)備附加損耗和發(fā)熱，使設(shè)備的壽命縮短，效率降低。但是用電及能效管理信息系統(tǒng)能夠在線監(jiān)測諧波分量電能質(zhì)量，通過諧波趨勢圖和分量圖，減少諧波危害和電能質(zhì)量問題的發(fā)生，有效保護企業(yè)能耗設(shè)備。
4 安科瑞能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹
4.1系統(tǒng)架構(gòu)介紹
Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以計算機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集及遠程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱�、分級、分布式智能一體建立如下層次結(jié)構(gòu)：
圖 1 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
4.2 系統(tǒng)功能介紹
圖2 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)控系統(tǒng)用能統(tǒng)計示意圖
4.2.1支路用能
系統(tǒng)可以統(tǒng)計各支路某段時間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統(tǒng)可查看各支路用能趨勢，可根據(jù)已有的日期或者自定義時間進行查詢，并可以將支路用能顯示合計，以圖表形式顯示。
4.2.2分項能耗統(tǒng)計
系統(tǒng)可以按照分項進行能耗統(tǒng)計與顯示。其中，日分項用能同比分析圖顯示不同分項的當日與昨日能耗柱狀圖；用能餅圖顯示各分項過去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項過去31天的能耗趨勢；分項用能排名圖顯示被選中分項對應(yīng)能耗值排名前10位的支路。
4.2.3分項用能報表
系統(tǒng)可以統(tǒng)計各分項某段時間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能�？刹榭捶猪椫懈髦酚媚苴厔�，可根據(jù)已有的日期或者自定義時間進行查詢，統(tǒng)計數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel。
4.2.4能耗的同比環(huán)比分析
系統(tǒng)可將各主要耗能設(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。統(tǒng)計各支路當年每月用能及去年同期用能。
4.2.5用能數(shù)據(jù)檢查
系統(tǒng)可以統(tǒng)計某段時間內(nèi)各回路與下級支路的用能差值，超過一定百分比后醒目顯示，確保計量體系的完整性、準確性。
4.3系統(tǒng)設(shè)備選型
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應(yīng)用場合 |
型號 |
功能 |
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照明箱 |
DTSD1352 |
三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統(tǒng)計，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3*1（6）A，直接接入3*10（80）A,有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
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動力柜 |
ACR220EL |
LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、S、PF、F）；四象限電能計量RS485/Modbus可選復(fù)費率電能統(tǒng)計；4DI+2DO |
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高壓重要回路 或低壓進線柜
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APM810 |
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 |
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給水管道 |
水表 |
計量流經(jīng)給管道用水的體積總量，適用于單向流水，采集電子直讀技術(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù) |
表1 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選型表
5 結(jié)束語
科學(xué)的用電耗能在線監(jiān)測技術(shù)是企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)化資源配置、合理利用能源、改善環(huán)境、實現(xiàn)從單一的裝備節(jié)能向系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變的重要措施，也是創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)的必然要求。研究用電的在線檢測技術(shù)，對于當前和今后的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。
【參考文獻】
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作者簡介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監(jiān)測及剩余電流監(jiān)測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）