能耗监测系统在锦江之星假日酒店中的应用 安科瑞鲍静君
1 概述
随着社会经济的快速发展,能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素。能源供应的紧张和能源价格的上涨,使得酒店运营过程中,能源方面的成本已经成为日常支出中占有很大比重的一部分,对能源使用方面的节约和控制成为酒店管理中节约开支、增加利润的重要环节。同时国家对节能减排的要求越来越高,绿色、节能、环保成为酒店业发展的新趋势。能耗监测系统的引入能为酒店提供能源使用情况的精确分析,为酒店寻找节能空间,寻求合理的节能方案,提供有力的支持。能源系统即:供电系统、供水系统、供气系统、供冷系统、供热系统等,能源管理的核心就是对酒店中用电量、耗水量等的运行及状态进行安全、合理地实时监测及科学化的管理。海康酒店能耗监测系统是基于安科瑞电气股份有限公司自主设计的Acrel-5000能耗监测系统,针对能量监测的能源管理整体解决方案。
2 设计标准
Ø 《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》建设部1997
Ø 《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)建设部
Ø 《智能建筑设计标准》(DBJ08-4-95)上海市建委1996
Ø 《建筑和建筑群综合布线工程设计规范》中国工程建设标准协会1997
Ø 《中华人民共和国国家计量检验规程—热能表》(JJG225-2001)国家质量监督局2002
Ø 《大楼通信综合布线系统》(UD/T926)邮电部1997
Ø 《民用建筑电气设计规范》
Ø 所有计算机硬件系统均符合下述标准:
·电磁学规范:FCC Class B或CISPR22 ClassB
·安全规范:UL Listed(美国)或EN60950()
3 系统设计
3.1 系统总体设计说明
本项目是经济型酒店办公管理的综合性项目。一套综合有效的能耗监测系统将在酒店管理中将起到不可或缺的作用,不仅能有准确有效地对酒店能耗情况进行实时在线统计,降低人工抄表造成的不准确性和滞后性,而且能够自动产生各种能耗报表,对能耗数据进行横、纵向的比较,帮助酒店管理进行能耗分析,达到节约能源、降低成本的目的。本设计从锦江之星假日酒店建筑结构和项目实际功能出发,对总共12个楼层,各个楼层的电量使用情况进行实时采集和在线监测。整套能耗监测系统,在电量采集的同时,可以辅助酒店管理实现自动管理,降低管理和人力成本,进行能源统计,根据系统自动生成的各种能耗情况报表,实现节能,避免能源浪费。通过实时计量数据的综合、分析,寻找酒店运营的节能空间,降低能源成本,并通过自动化实时检测本系统状态,保证本系统稳定、精确的使用。
3.2 设计原则
①先进性
本系统设计遵循系统工程的设计准则,通过科学合理地设计,系统整体满足酒店能耗监测的需要,大力采用物联网技术、3G移动通信技术等一系列成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术,使系统能在未来数年内不落后,通过软件升级即可实现更多新功能,保护用户的投资。
②实用性
依照用户要求,坚持实用性为主的原则,避免使用不成熟、过分超前的技术和产品,在满足用户提出的详细技术要求的基础上,尽力充分考虑周全,给出科学合理的优化建议。
③可靠性
系统可靠性是系统长期稳定运行的基石,从系统设计理念到系统架构的设计,再到产品选型,都坚持系统可靠性原则;所采用的无线传感网方案,无线通信性能经过长期测试,工作稳定,保证数据准确。
④安全性
管理系统软件按不同的优先级别设有密码,可以防止无关人员乱操作、修改费用、破坏系统或资料;数据加密传输,可采用32/64/128位密钥加密技术,保证数据安全,和用户信息不外泄。
⑤开放性
本系统设计将采用标准化设计,严格遵循相关技术的、国内和行业标准,确保系统之间的透明性和互通互联,并充分考虑与其它系统的连接;在设计和设备选型时,系统以电量采集为中心,预留水、热、气等其他能源自动计量的管理接口,科学预测未来扩容需求,进行余量设计。
⑥易管理性、易维护性
本能耗监测系统只在原有能耗计量设备上加装采集设备,对水、电、热等线管结构不做任何改动,安装方便;采用无线自组网方式传输数据,无需进行铺线等改造工作,真正即插即用;采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护,自动检测系统中每一台设备的运行状态,并示出详细参数,以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题;采用稳定、易用的硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用,又节省了日常频繁维护所产生的费用。
3.3 系统设计方案
Acrel-5000能耗监测系统主要针对酒店的主要用能设备进行智能管理以及针对酒店总能源、能耗、能费、能效、能管进行统计分析与规划管理,为酒店从思想、形为、管理、技术、创新等方面提供科学的自动化管理平台,从而直正实现酒店的整体节能降耗的目标;对酒店耗能进行横向和纵向对比,发现能耗发生的效率,可以为酒店定价等提供一定的理论依据,分析酒店运营过程中能源利用效率和节能潜力;提供从运行数据到管理数据的平台,酒店管理者也实时了解酒店运营的能耗情况,而不用等待汇报数据;可以自定义各种生产上的能耗报表,可以提供酒店的能耗汇总情况,符合实国家发改委、统计局和环保总局制订的《单位GDP能耗统计指标体系》。
3.4 系统结构
Acrel-5000能耗监测系统通讯采用无线通信方式,设计采用4层结构:
信息存储与处理层:能耗监测数据的存储与处理平台,主要由酒店服务器、电脑,能耗监测管理平台组成。
Ø 广域通信网:主要由各运营商的有线、无线网络,及企业内部局域网组成。
Ø 无线传感网络:主要由cetcStack无线传感网协议开发的WSN网络设备组成,包括WSN采集器、路由器和协调器。
Ø 信息采集层:主要有各种能耗计量设备组成,包括电子式电表、水表、热量表等。
本系统所采用的无线传感器网络具有自组网、自维护、自适应、可扩展性等功能,网络运行无需人工干预,并可定制在433~464MHz、470~510MHz等不同通信频段。网络由协调器、路由器和终端设备组成,支持星型、树型和网格型网络,网络最大级数为15级,最多可容纳65536个节点,节点的逻辑地址采用6字节的ID。网络是对等网络,安装简单,真正即插即用。网络与上位机之间的通信协议接口丰富,用户可随时查看网络的各种信息,可随时对网络作各种形式的管理和控制,方便快捷,稳定可靠。
3.5 系统功能特点
(1)远程查询
用户可以随时随地通过Internet网登录系统,查看酒店能耗数据,系统实时地对能耗数据进行分析,设置及动态改变网络ID、工作频率等关键网络参数;
(2)拓扑管理
系统能够实时管理无线传感网设备以及可变的无线传感网络拓扑结构,以便更好地帮助设备安装人员进行设备安装和调试;
(3)数据查询
应具备对建筑、楼层、用户编号、用户姓名、数据时间、计费类型的任意时间的历史数据的查询功能;
(4)报表打印
具有默认标准报表打印格式,并附带报表格式设计软件,用户可根据需要,自定义修改报表打印格式;
(5)权限设定
应具有多级操作员密码设定权限。防止无关人员随意改动及查看;
(6)数据交换
用户需查询的数据可以以标准、通用的格式直接导出,可满足智能系统集成要求;
Ø (7)实时数据显示
在图形界面上应可实时显示能耗数据和数据来源等属性,以图形状态显示酒店水、点等耗能曲线和各楼层的用量曲线,便于协助酒店管理者制定使用用量的计划;
(8)报警管理
可实时检测系统的工作状态,包括:WSN采集器、WSN路由器等。对于设备的故障信号和类型,可通过弹出窗口和声音等方式报警;
(9)集中抄表
能够通过Web界面采集层能耗设备进行远程抄表;
(10)系统监控
对用户的使用情况进行实时全面的状态监控信息及完善的日志查询,对人为的恶性破坏及时进行报警。
3.6 运行界面
Acrel-5000能耗监测系统监控中心管理软件共分为如下几个模块:
① 抄表信息: 包含所有的日常的硬件通讯相关的操作,包括远程抄表,状态检查,远程控制等功能。
② 拓扑图:网络拓扑图表示WSN协调器、路由器和采集器的网络链路关系。
③资料管理:包含对系统运行数据进行备份、基本维护等功能。
④ 统计报表:包含对系统运行的历史数据进行查询、分析、统计等功能。
⑤系统管理:设置系统运行的基本参数,包括硬件参数,仪表资料,用户资料,计划任务、操作员资料等。
海康酒店能耗监测系统登录界面
海康酒店能耗监测系统主界面
电量统计及图形显示界面
4 主要监控及计量表计
5 结束语
随着智能建筑的发展及电力的广泛应用,对智能建筑的配电系统的智能化集成管理已成为国家机关办公建筑及大型公共建筑智能化建设的必然趋势,本文介绍的基于Acrel-5000的能耗监测系统,不仅可以实时显示电力运行状态及用电状况,还能对数据进行分析处理,以用户适用的方式展现出来,满足用户的需求,实现对采集数据的分析、处理,其生成各种电能报表、分析曲线、图形等,极大的方便了用户的使用,便于配电系统的实时监控与电能的远程抄表与分析研究,为智能建筑的节能技术提供参考。
参考文献:
[1]安科瑞电气股份有限公司系统解决方案.2013.1版.
电力需求侧管理及智能电力监控技术在通用及专用设备制造行业错峰限电中的应用 安科瑞鲍静君
一、 行业用户用电特性分析
通用及专用设备制造业按国民生产行业可细分为:锅炉及原动机制造、金属加工机械制造、起重运输设备制造、泵阀门压缩机及类似机械的制造、轴承齿轮传动和驱动部件的制造、烘炉熔炉及电炉制造、风机衡器包装设备等通用设备制造、金属铸锻加工制造;矿山冶金建筑专用设备制造、化工木材非金属加工专用设备制造、食品饮料烟草及饲料生产专用设备制造、印刷制药日化生产专用设备制造、纺织服装和皮革工业专用设备制造、电子和电工机械专用设备制造、农林牧渔专用机械制造、医疗仪器设备及器械制造、环保社会公共安全及其他专用设备制造等制造行业。
通用及专用设备制造业的范围特别广泛,基本都属于非连续性生产单位。通用及专用设备制造业的用户数目众多,负荷大小从几十千瓦到几千千瓦都有,个别企业甚至还超过一万千瓦。
该行业用户生产时间为8:00~21:00,也有24小时连续生产的。早峰时间段是全天的生产高峰和用电高峰;深夜产量最小是用电低谷。用电峰谷差率特别大,日负荷曲线属于典型的“中间高、两头低”形态。少部分连续生产的通用及专用设备制造业用户其负荷曲线相对较平稳,约有20%左右的波动。
在高温或严寒季节,随着温度的变化,该类企业的用电需求也随着空调的使用有显著上升。从全年来看,该类企业年用电曲线呈现夏、冬季负荷高,春、秋季负荷小的特点。其中,夏季出现全年最高负荷的概率最大。
通用及专用设备制造行业用户设备分类表
由通用及专用设备制造业用户的主要用电设备可看出,该类用户的绝大部分用电设备都是可以中断用电的,可限负荷比例为80~90%。
二、 行业用户参与错峰限电能力分析
1. 为保障人民群众生活及电网的安全运行,在电网出现缺口时,可以对通用及专用设备制造业用户进行错峰限电。
2. 由通用及专用设备制造业用户可中断生产的负荷特性及通用及专用设备制造业用户数量众多的特点决定,通用及专用设备制造业用户是除钢铁、水泥、高能耗企业以外错避峰的重点行业。
3. 通用及专用设备制造业用户只要提前通知(15~30分钟),措施得当,完全可以充当错峰限电的主力。
4. 通用及专用设备制造业用户参与错峰限电有利方面:
1) 限电只减少产量,而不会造成人员和设备的损伤与损坏。
2) 限电比例可很大,春、秋、冬季最大可按实时用电负荷的80%~90%进行限电。
3) 错峰负荷可 “快上快下”。
5. 通用及专用设备制造业用户参与错峰限电不利方面:
1) 由于每户负荷不大,限电效果不明显,要想限下一定数量的负荷需动用相当多的用户参加。
2) 因每户负荷不大,调日作息时间与调休息日错峰效果不明显,但影响人数众多,组织交通、女工上下班安全问题多。
3) 该行业人均用电负荷低,每限1万千瓦负荷会造成3000~5000工人没活干,若限电时间长、周期频繁易出事。
4) 气温高于32℃时限电,在厂房内需留有部分通风与降温负荷。
6. 行业用户错峰的方法
对于通用及专用设备制造业来讲,大部分用电设备都可以参与错峰限电,错峰的主要办法有:
1) 将空调温度设定在26℃~28℃;
2) 减少部分照明、办公空调的负荷等;
3) 调整上下班时间,避免高峰时段限电后没电用的状况;
4) 将用电大设备安排在负荷高峰时段进行检修;
5) 安排放假或轮休(生产一周、停产一周;也可执行开三停四);
6) 关停部分用电设备。
三、 行业用户参与错峰限电技术方案
(一) 缺口等级IV级参与方案
1. 阶段性错峰:
在执行错峰指令、完成错峰指标的前提下,留用基本保安负荷的同时,结合自身生产工艺流程可有选择地在不同时段释放部分设备负荷。
2. 紧急错峰:
接到错峰指令后需快速投入可限负荷,然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。
本级可停的用电设备有:电开水炉、厂区道路照明、食堂、宿舍、办公空调、办公照明、办公楼电梯、厂房照明、厂房空调、车床、铣床、刨床、冲床、钻床、喷漆机、空锤机、空压机、切割机、剪板机、烘干机、电镀机、行吊、电焊机、拉丝机、镀锌机、鼓风机等。
(二) 缺口等级III级参与方案
1. 阶段性错峰:
1) 在错峰时段内首先投入错峰可限负荷高,响应时间快的可限负荷设备;同时逐步投入响应时间慢的可限负荷,保证所有可限负荷全部参与错峰;
2) 在执行错峰指令、完成错峰指标的前提下,留用基本保安负荷的同时,结合自身生产工艺流程可有选择地在不同时段释放部分设备负荷。
2. 紧急错峰:
接到错峰指令后需快速投入可限负荷,然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。
本级可停的用电设备有:热处理、溶化炉、高频炉、喷漆机、烘干机、电镀机、车床、铣床、刨床、冲床、钻床、空锤机、空压机、切割机、剪板机、电开水炉、厂区道路照明、食堂、宿舍、办公空调、办公照明、办公楼电梯、厂房照明、厂房空调、鼓风机、锅炉、水泵、行吊、电焊机、拉丝机、镀锌机等。
(三) 缺口等级II级参与方案
1. 阶段性错峰:
1) 除留用基本保安负荷外,全时段投入所有可参与错峰负荷;
2) 对于响应时间慢的设备需提前做好参与错峰准备,保证所有可限负荷全额全时段参与错峰。
2. 紧急错峰:
接到错峰指令后需快速投入可限负荷,然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。
本级可停的用电设备有:热处理、溶化炉、高频炉、喷漆机、烘干机、电镀机、车床、铣床、刨床、冲床、钻床、空锤机、空压机、切割机、剪板机、厂区道路照明、办公空调、办公照明、办公楼电梯、厂房照明、厂房空调、鼓风机、锅炉、水泵、行吊、食堂、宿舍、电开水炉、电焊机、拉丝机、镀锌机、数控机床、生产流水线、组装线等。
(四) 缺口等级I级参与方案
1. 阶段性错峰:
缺口等级I级时通用及专用设备制造业应通过每周“开三停四”的方法、“生产一周停产一周”的方法、以及“将生产班次全部调到夜间生产”的方法实现错峰限电。
2. 紧急错峰:
在15~30分钟内停除保安外的一切用电设备与所有生产线。
四、 行业用户参与错峰限电风险及注意事项
1. 遇到突然停电,会使工作中的行车失去平衡,可能产生倾斜、脱落,机体本身可能损坏、报废地面的设施,作业人员也可能被砸伤,造成损害和人员伤亡。
2. 一些在高精密数控设备上进行的设备设施,突然停电会造成系统数据丢失,产品报废,设备严重损伤,恢复正常生产需要较长时间,产生重大经济损伤。
3. 溶化炉、高频炉、锅炉等设备如遇突然停电,会使炉膛报废,溶炼的金属溶液报废,且存在发生火灾的隐患。
因此,该行业用户参与错峰时,企业应根据自身的实际情况,科学、合理地编制内部应急预案,主动配合错峰实施,杜绝恶性事故发生,主动承担社会责任同时将损失降到最低。
五、智能电力监控的功能与应用
5.1项目概况
武汉重型机床集团有限公司(原武汉重型机床厂,简称武重)是国内生产重型、超重型机床规格最大、品种最全的大型骨干企业。重型机床产品全部实现数控化。大部分产品达到九十年代水平,超重型数控立式车床、超重型卧式车床、超重型数控龙门移动镗铣床达到当代先进水平。也是世界唯一能生产多品种超重型机床产品的厂家。
安科瑞电气股份有限公司承接武汉重型机床集团远程自动抄表系统项目的设计与实施。采用Acrel-3000型电力监控系统, 本监控系统的监控范围:威泰立车公司、数控镗床公司、数控铣床公司、武汉善福公司、武重铸锻公司、大件加工厂、中小件加工厂、办公大楼8个单位13个配电室的电力仪表。
按照武汉重型机床集团的实际需求和智能元器件的功能,完成系统的设计,主要功能为:一次主接线图界面显示;电参量遥测及电参量越限报警;事件记录,系统运行异常监测;故障报警及操作记录;电能报表查询与打印;系统负荷、谐波的实时、历史曲线,用户权限管理等主要功能,实际细化功能卖方可以根据买方的使用习惯和需求做可行性修改。
整个系统采用网络分布式结构,监控主机位于10KV监控室内,系统采用开放的通讯协议,通过现场总线连接到通讯服务器MOXA NPort5430 .13个配电室通过光纤组网与低压配电系统等相连,实现数据通讯功能。
5.2系统的结构
本系统采用分层分布式计算机网络结构即间隔层、通讯层和站控层如下图所示:
间隔层主要的设备为:多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内,这些装置均采用RS485通讯接口,通过现场MODBUS总线组网通讯,实现数据现场采集。
中间层主要为:通讯服务器,其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完成现场层和站控层之间的数据交互。
站控层:设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、音响等设备。监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行状况,以人机交互的形式显示给用户。
以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议,RS485采用屏蔽线传输。
5.3系统的主要功能
①数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Ep、远程设备运行状态等数据。
数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
②人机交互
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;报警记录显示等。
③故障报警及事故追忆
在配电系统发生运行故障时,会及时发出声报警提示用户及时响应故障回路,同时自动记录事件发生的时间地点,以被用户查询,追忆故障原因。
④数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。
⑤电能成本管理
自动进行日、月、年的电能统计,可以进行尖、峰、平、谷时段设定,实现具有电能分时计费功能,同时生成日、月、年报表,电流曲线图等。
⑥用户权限管理
可根据买方要求添加和删除软件的用户数量和设置用户的权限。针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。
六、主要监控产品
(1)高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表
该表为电能质量分析仪表,主要功能有:LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限电能计量、复费率电能统计;THDu,THDi、2-31次各次谐波分量;电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算;电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量;4DI+3DO(DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警);RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸:120×120mm,开孔尺寸:108×108mm。适用于高压重要回路或低压进线柜。
(2)低压联络或出线回路选ACR220EL电力仪表
该表主要功能有:LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F);四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计;4DI+2DO;RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸:96×96mm,开孔尺寸:88×88mm。适用于低压联络柜、出线柜。
(3)低压出线柜选ARD系列
该表测量三相电流、定值查询、定值整定、过载、断相(不平衡)、堵转、欠载、外部故障、阻塞、欠压等保护功能、8DI+4DO、电能管理、漏电保护、SOE记录、多种起动模式、RS485通讯接口、MODbus协议/Profibus-DP协议可选。
(4)节能产品可选导轨表或APF有源滤波装置
照明箱DDSF1352电表主要功能:电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸:76×89×74mm,4模数。适用于照明箱的电流、电压测量;单相电能计量。
ARD
DTSF1352导轨式电表主要功能:电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸:126×89×74mm,7模数。适用于照明箱的三相电能计量。
DTSD1352导轨式电表主要功能:LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计;电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸:126×89×74mm,7模数。适用于动力柜。
ANAPF系列有源电力滤波装置,以并联方式接入电网,通过实时检测负载的谐波和无功分量,采用PWM变流技术,从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统,从而实现谐波治理和无功补偿。
七、设备清单
参考文献:
[1]安科瑞电气股份有限公司系统解决方案.2013.1版.
[2] 通用及专用设备制造行业错峰限电技术指导.
电力需求侧管理及智能电力监控一、行业用户用电特性分析 安科瑞鲍静君
服装制造业按国民生产行业分类可细分为:纺织服装制造业、纺织面料鞋的制造业、制帽业。
该行业一般都由10kV变电所和0.4kV供电,其用电负荷中等或较小;生产性质为三班制连续作业。服装制造业属于劳动密集型企业,每个车间为一条生产流水线,使用的设备数量多、功率小,负荷相对比较平稳。服装企业非生产用电除办公楼外,厂区内都建有宿舍和食堂,非生产用电约占总用电量的10%左右。
服装制造行业用户设备分类表
二、行业用户参与错峰限电能力分析
1. 该行业用户一般生产时间为7:30~21:00,在生产时间段负荷曲线相对稳定,在高温或严寒季节,该类企业的用电需求也有所变化,随着温度的变化,用电负荷将有显著上升,夏季高温期间将增加35%左右的空调负荷。服装制造行业的办公、生活用电约占总用电的10%左右,生产用电以车间为单位,每个车间的上下道工序相互衔接,错峰时只能以车间为单位进行限电。
2. 紧急错峰限电,可停用非生产性负荷和生产性负荷,可以快速响应错峰实施。该行业用电负荷中等偏小,紧急错峰限电效果较好。
3. 阶段性错峰,该行业用户可以通过有效组织部分生产车间停产让电的方式开展,阶段性错峰效果较好。
三、行业用户参与错峰限电技术方案
(一)缺口等级Ⅳ级参与方案
1. 阶段性错峰:
执行错峰指令,大型服装厂对办公用电、生活用电等部分非生产用电限电、部分车间停产,保证企业生产的连续性。中小型服装厂每周开六停一。
2. 紧急错峰:
接到错峰指令后快速停用办公用电(电脑、打印机、照明、空调、电梯)等非生产性负荷,然后根据指令释放负荷恢复正常生产。
(二)缺口等级Ⅲ级参与方案
1. 阶段性错峰:
执行错峰指令,大型服装厂对办公用电、生活用电等部分非生产用电限电、部分生产车间停产,保证企业生产的连续性。中小型服装厂每周开六停二。
2. 紧急错峰:
接到错峰指令后快速停用生产辅助设备和部分生产车间的孔压机、裁剪机、缝纫机、粘合机、断布机等生产负荷进行限电。然后根据指令释放负荷恢复正常生产。
(三)缺口等级Ⅱ级参与方案
1. 阶段性错峰:
执行错峰指令,大型服装厂对办公用电、生活用电等部分非生产用电限电、部分生产车间停产,保证企业生产的连续性。中小型服装厂每周开六停三。
2. 紧急错峰:
在执行Ⅲ级方案的基础上,继续停用部分生产车间进行限电,完成错峰指标。然后根据指令释放负荷恢复正常生产。
(四)缺口等级Ⅰ级参与方案
1. 阶段性错峰:
执行错峰指令,企业停产,非生产用电只留门卫、消防、职工生活等必须用电。
2. 紧急错峰:
在执行Ⅱ级方案的基础上,继续停用部分生产车间进行限电,直至企业停产,非生产用电只留门卫、消防、职工生活等必须用电以完成错峰指标。然后根据指令释放负荷恢复正常生产。
四、行业用户参与错峰限电风险及注意事项
1. 服装制造业属于劳动密集型企业,一般每个车间的工人数大都超过一百人,大型服装企业每个车间工人数一般超过五百人。由于服装企业的生产车间均为全封闭,因此夏季空调负荷很大,在需要限电时企业为保证产品质量和工人不停工,优先考虑停用生产设备,保留空调用电和照明用电。
2. 服装制造行业的企业接到订单后,给予的生产时间都很短,需集中力量生产,如企业参与错峰限电后,影响订单的完成情况,造成不能按合同及时交货,特别是以外贸订单为主的企业,将面临很大的考验。
3. 服装企业都是劳动密集型企业,工人薪资都是按基本工资加计件提成的模式确定,如企业参与错峰限电后,有部分工人被迫停工,影响其工资收入,最终导致工人流失,给原本就招工难的服装行业雪上加霜。
因此,该行业用户参与错峰时,企业应根据自身的实际情况,科学、合理地编制内部应急预案,主动配合错峰实施,杜绝恶性事故发生,主动承担社会责任同时将损失降到最低。
五、智能电力监控的功能与应用
5.1项目概况
苏州某纺织制造厂变配电系统主要由工厂一楼高压电机出线和三楼配电室进行变配电管理,共计一个高压出线回路,32个低压出线回路,高压出线回路,工厂三楼配电室提供整个常熟涤纶的生产所需电力。监控值班室设置在工厂的二楼监控室。
5.2系统结构
Acrel-3000电能管理系统以监控主机、通讯设备、测控单元为基本工具,为大型公共建筑的实时数据采集、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台,它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。该系统主要采用分层分布式计算机网络结构,如图下图所示:站控管理层、网络通讯层和现场设备层。
1)站控管理层
站控管理层针对电能管理系统的管理人员,是人机交互的直接窗口,也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备,如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面,对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理,并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。
监控主机:用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口,进行系统管理、维护和分析工作。
打印机:系统召唤打印或自动打印图形、报表等。
UPS:保证计算机监测系统的正常供电,在整个系统发生供电问题时,保证站控管理层设备的正常运行,提供足够的时间进行数据存储。
2)网络通讯层
通讯层设备为CP134U-I扩展卡。该层是数据信息交换的桥梁,负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时,转达上位机对现场设备的各种控制命令。
通讯介质:系统主要采用屏蔽双绞线,以RS485接口,MODBUS通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。
3)现场设备层
现场设备层是数据采集终端,主要由智能仪表组成,采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端,向数据中心上传采集的数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务,其监测的数据必须完整、准确并实时传送至监控主机。
5.3系统功能
上位机软件为Acrel-3000电能管理系统组态软件,该软件是对现场电参量数据进行采集与监测的专用软件,最大的特点是能以灵活多样的“组态形式”而不是编程方式来进行系统集成,它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法,只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”,便可以非常容易地实现和完成对现场数据的采集与监测功能。Acrel-3000电能管理系统具有友好的人机交互界面,可实时和定时采集现场设备各电参量及开关量状态,并将采集到的数据上传给监控主机进行实时显示与存储。系统还提供了实时曲线和历史趋势曲线分析,符合用户设计需要的报表、事件记录和故障报警等功能。整个系统可以实现所有回路用电量的采集和统计,实现了远程自动抄表、电力监控与电能管理功能。
①数据采集和显示
现场仪表测量并采集回路数据信息,上位机软件再对现场仪表的数据进行定时或周期采集并存储,可以自由设置采集的时间周期,最小的系统支持的采集周期。可以随时查看任一表计的瞬时表值、累计量等信息,记录时间间隔内电力仪表的电压、电流、功率因数和有功电度等。这些参数信息可以自动保存到数据库中,便于查询。
系统具有友好的人机界面,便于普通的现场值班人员查看并记录相关信息,系统一次图不仅显示了线路的开关状态,还实时显示电压、电力、有功电度等重要的电力参数。所有数据信息都定期的保存到数据库中。
②远程抄表
系统对所有采集到的数据都能实时的显示,并保存到数据库中,因此可以手动查询每个回路的所有实时及历史电参量数据,并以表格的形式展现给用户,便于打印、保存。
③电能报表与棒图
系统采集的有功电度数据,按照回路名称的不同,自动生成日报表、月报表和年报表并有报表打印功能,并可对某一回路的某一时间段内的用电量进行查询与打印,同时这些报表也能以Excel的格式导出。
系统还可以根据生成的电能报表,对每一回路的用电量根据时间不同形成年用电棒图、月用电棒图以及每日的用电棒图,便于查看。
④电流、功率趋势曲线
对于所有回路,不仅可以对电流、功率进行实时显示与监测,并可以根据保存的历史数据做成趋势曲线,可以查看实时和历史变化趋势,预测电力负荷容量,并可对电力故障进行查询,保证电力负荷的安全运行。
⑤事件记录与报警
主要用于查看历史报警信息;帮助用户进行事故查询与追忆;支持历史查询,打印等功能。实时报警信息会即时弹出,提醒用户所进行的操作。并对所有操作具有自动事件记录功能。
六、主要监控产品
(1)高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表
该表为电能质量分析仪表,主要功能有:LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限电能计量、复费率电能统计;THDu,THDi、2-31次各次谐波分量;电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算;电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量;4DI+3DO(DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警);RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸:120×120mm,开孔尺寸:108×108mm。适用于高压重要回路或低压进线柜。
(2)低压联络或出线回路选ACR220EL电力仪表
该表主要功能有:LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F);四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计;4DI+2DO;RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸:96×96mm,开孔尺寸:88×88mm。适用于低压联络柜、出线柜。
(3)低压出线柜选ARD系列
该表测量三相电流、定值查询、定值整定、过载、断相(不平衡)、堵转、欠载、外部故障、阻塞、欠压等保护功能、8DI+4DO、电能管理、漏电保护、SOE记录、多种起动模式、RS485通讯接口、MODbus协议/Profibus-DP协议可选。
(4)节能产品可选导轨表或APF有源滤波装置
照明箱DDSF1352电表主要功能:电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸:76×89×74mm,4模数。适用于照明箱的电流、电压测量;单相电能计量。
ARD
DTSF1352导轨式电表主要功能:电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸:126×89×74mm,7模数。适用于照明箱的三相电能计量。
DTSD1352导轨式电表主要功能:LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计;电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸:126×89×74mm,7模数。适用于动力柜。
ANAPF系列有源电力滤波装置,以并联方式接入电网,通过实时检测负载的谐波和无功分量,采用PWM变流技术,从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统,从而实现谐波治理和无功补偿。
七、设备清单
参考文献:
[1]安科瑞电气股份有限公司系统解决方案.2013.1版.
[2]服装制造行业错峰限电技术指导.技术在服装制造行业错峰限电中的应用 安科瑞鲍静君