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電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在紡織行業(yè)錯峰限電中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1601更新日期:2013-12-03

一、行業(yè)用戶用電特性分析

紡織行業(yè)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細(xì)分為棉、化纖紡織及印染精加工,毛紡織和染整精加工,麻紡織,絲絹紡織及精加工,紡織制成品制造,針織品、編織品及其制品制造。

紡織行業(yè)一般容量較大,大都采用高壓供電,設(shè)置變(配)電所。該行業(yè)用戶基本為全天候24小時連續(xù)生產(chǎn),用電負(fù)荷比較平均,生產(chǎn)用負(fù)荷占總負(fù)荷的95%左右,辦公用電(含生活照明)等負(fù)荷占總負(fù)荷的5%左右。

紡紗主要生產(chǎn)工藝流程:清棉工序(開棉-清棉-混棉-成卷)、梳棉工序(分梳-除雜-混合-成條)、條卷工序(并合和牽伸-成卷)、精梳工序(除雜-梳理-牽伸-成條)、并條工序(并合-牽伸-混合-成條)、粗紗工序(牽伸-加捻)、細(xì)紗工序(牽伸-加捻-卷繞-成型)、絡(luò)筒工序(卷繞和成形-除雜)、捻線工序(加捻-卷繞-成型)、搖紗工序、成包工序。

織造主要生產(chǎn)工藝流程:整經(jīng)工序、漿紗共組、穿經(jīng)工序、織造工序、后整理工序。

紡織行業(yè)用戶設(shè)備分類表

類別

主要設(shè)備

備注

非生產(chǎn)性負(fù)荷

辦公室照明、辦公室空調(diào)、辦公設(shè)備(計算機(jī)等)、宿舍照明、宿舍空調(diào)、食堂照明、食堂空調(diào)、食堂電器設(shè)備(蒸飯車、烤箱、冰柜等)。

一般

輔助生產(chǎn)負(fù)荷

車間照明、車間空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、車間加濕器等

一般

主要生產(chǎn)性負(fù)荷

動力設(shè)備(深冷型制氮機(jī)、冷凍機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、蒸汽鍋爐等)、前紡設(shè)備(清花機(jī)、預(yù)梳機(jī)、梳棉機(jī)、粗紗機(jī)、并條機(jī)、精梳機(jī))、后紡設(shè)備(細(xì)紗機(jī)、自動絡(luò)筒機(jī))、織布設(shè)備(紡紗機(jī)、捻線機(jī)、布機(jī)、商標(biāo)織機(jī)、卷布機(jī)、驗(yàn)布機(jī)、織帶機(jī)、片梭織機(jī)、噴水織機(jī)、噴氣織機(jī)、整經(jīng)機(jī)、漿紗機(jī)、卷緯機(jī)、鑲邊機(jī)、圓緯機(jī)、橫機(jī)、牛仔布預(yù)縮機(jī)、噴水織機(jī)、噴氣織機(jī)、片梭織機(jī)、有梭織機(jī)、卷緯機(jī)、圓織機(jī)、有梭織機(jī))、編織設(shè)備(經(jīng)編機(jī)、鉤編機(jī)、編織機(jī)、手套機(jī)、襪機(jī)、地毯織機(jī)、提花織機(jī)、毛巾織機(jī))、其他設(shè)備(洗毛機(jī)、制繩機(jī)、槽筒機(jī)、針梳機(jī)、混條機(jī)、成條機(jī)、喂毛機(jī)、絡(luò)筒機(jī)、麻紡機(jī)械、落緯機(jī)、提花機(jī)、小樣織機(jī)、筒子架、劍桿織機(jī)、漿紗機(jī)、整經(jīng)機(jī)、卷布機(jī)、驗(yàn)布機(jī)、織帶機(jī)、長絲倍捻機(jī)、長絲前加工設(shè)備、絡(luò)絲機(jī)、滌綸短纖后處理設(shè)備、粘膠短纖維后處理生產(chǎn)、噴絲板、紡絲泵、卷繞機(jī)、牽伸機(jī)、卷繞頭、卷曲機(jī)、紡絲機(jī)、變形機(jī)、短纖生產(chǎn)線、長絲后加工設(shè)備、長絲紡絲設(shè)備、聚合設(shè)備等)。

一般

安全保障負(fù)荷

消防系統(tǒng)(自動滅火噴淋系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)等)

重要

 

二、 行業(yè)用戶參與錯峰限電能力分析

1. 該行業(yè)一般為24小時連續(xù)生產(chǎn),用電負(fù)荷較為平均,負(fù)荷曲線相對較平穩(wěn),負(fù)荷率高達(dá)95%。

2. 該行業(yè)屬于勞動密集型行業(yè),無重要負(fù)荷,一般有多條生產(chǎn)線,參與緊急錯峰能力中等,更適用于以輪休方式參與階段性錯峰限電。

三、 行業(yè)用戶參與錯峰限電技術(shù)方案

(一) 缺口等級IV級參與方案

1. 階段性錯峰

1) 首先倡導(dǎo)用戶節(jié)約用電:

A. 自然采光較好的走廊、通道、衛(wèi)生間等場所禁止開燈。

B. 辦公室內(nèi)照明燈開一停一;室內(nèi)溫度高于30℃才開啟空調(diào),空調(diào)溫度設(shè)定不低于28℃等。

C. 減少辦公設(shè)備的待機(jī)時間:辦公設(shè)備主要包括電腦、打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)以及飲水機(jī)等。工作結(jié)束后,及時關(guān)閉辦公室的所有電氣設(shè)備,不讓辦公室電氣設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)。

D. 關(guān)閉景觀照明。

2) 減少或停用清花機(jī)、預(yù)梳機(jī)、梳棉機(jī)、粗紗機(jī)、并條機(jī)、精梳機(jī)等生產(chǎn)性負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

在8:00~22:00期間減少照明、辦公空調(diào)、辦公負(fù)荷等非生產(chǎn)性負(fù)荷;在18:00~22:00期間停照明、辦公空調(diào)、辦公負(fù)荷、景觀照明等非生產(chǎn)性負(fù)荷。

減少或停用清花機(jī)、預(yù)梳機(jī)、梳棉機(jī)、粗紗機(jī)、并條機(jī)、精梳機(jī)等生產(chǎn)性負(fù)荷。

(二) 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰

在執(zhí)行IV級方案的基礎(chǔ)上,減少或停用車間照明、車間空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、車間加濕器等輔助生產(chǎn)負(fù)荷;減少或停用清花機(jī)、預(yù)梳機(jī)、梳棉機(jī)、粗紗機(jī)、并條機(jī)、精梳機(jī)等生產(chǎn)性負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

在執(zhí)行IV級方案的基礎(chǔ)上,減少或停用車間照明、車間空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、車間加濕器等輔助生產(chǎn)負(fù)荷;減少或停用清花機(jī)、預(yù)梳機(jī)、梳棉機(jī)、粗紗機(jī)、并條機(jī)、精梳機(jī)等生產(chǎn)性負(fù)荷。

(三) 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰

在執(zhí)行III級方案的基礎(chǔ)上,減少或停用深冷型制氮機(jī)、冷凍機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、蒸汽鍋爐等動力設(shè)備負(fù)荷以及其他生產(chǎn)負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

在執(zhí)行III級方案的基礎(chǔ)上,減少或停用深冷型制氮機(jī)、冷凍機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、蒸汽鍋爐等動力設(shè)備負(fù)荷以及其他生產(chǎn)負(fù)荷。

(四) 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰

停用全部輔助生產(chǎn)性負(fù)荷、生產(chǎn)性負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

停用全部輔助生產(chǎn)性負(fù)荷、生產(chǎn)性負(fù)荷。

四、 行業(yè)用戶參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項(xiàng)

紡織行業(yè)屬于勞動密集型行業(yè),無重要負(fù)荷,參與錯峰限電基本不存在安全風(fēng)險,企業(yè)做好工人合理調(diào)度工作即可。錯峰限電需保留其總負(fù)荷10%左右的容量,以保證消防系統(tǒng)(自動滅火噴淋系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)等)及宿舍生活用電的用電需求。

因此,該行業(yè)用戶參與錯峰時,企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況,科學(xué)、合理地編制內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案,主動配合錯峰實(shí)施,杜絕事故發(fā)生,主動承擔(dān)社會責(zé)任同時將損失降到zui低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

5.1項(xiàng)目概況

常熟滌綸有限公司(原常熟市滌綸廠)是高強(qiáng)低伸滌綸長絲及FDY高強(qiáng)低收縮滌綸工業(yè)絲(細(xì)旦)生產(chǎn)企業(yè),并擁有自營進(jìn)出口權(quán)。公司創(chuàng)建于1983年,地處長江三角洲的常熟市董浜鎮(zhèn)徐市。廠占地面積49900平方米,建筑面積27319平方米,共有四個生產(chǎn)廠區(qū)。由于常熟滌綸工廠用電量比較大,并且為響應(yīng)國務(wù)院制定的一系列節(jié)能減排的政策措施,更好的對配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理。因此建立了后臺電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng),對配電進(jìn)行智能化管理。

該工廠變配電系統(tǒng)主要由工廠一樓高壓電機(jī)出線和三樓配電室進(jìn)行變配電管理,共計一個高壓出線回路,32個低壓出線回路,高壓出線回路,工廠三樓配電室提供整個常熟滌綸的生產(chǎn)所需電力。監(jiān)控值班室設(shè)置在工廠的二樓監(jiān)控室。

5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以監(jiān)控主機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具,為大型公共建筑的實(shí)時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺,它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如圖下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

1)站控管理層

站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口,也是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備,如工業(yè)級計算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面,對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理,并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況。

監(jiān)控主機(jī):用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口,進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。

打印機(jī):系統(tǒng)召喚打印或自動打印圖形、報表等。

UPS:保證計算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電,在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時,保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行,提供足夠的時間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。

   2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層設(shè)備為CP134U-I擴(kuò)展卡。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁,負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時,轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

通訊介質(zhì):系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線,以RS485接口,MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時通訊。

3)現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由智能儀表組成,采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端,向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量儀表擔(dān)負(fù)著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù),其監(jiān)測的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確并實(shí)時傳送至監(jiān)控主機(jī)。

5.3系統(tǒng)功能

上位機(jī)軟件為Acrel-3000電能管理系統(tǒng)組態(tài)軟件,該軟件是對現(xiàn)場電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與監(jiān)測的軟件,zui大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成,它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實(shí)現(xiàn)方法,只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”,便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測功能。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面,可實(shí)時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備各電參量及開關(guān)量狀態(tài),并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行實(shí)時顯示與存儲。系統(tǒng)還提供了實(shí)時曲線和歷史趨勢曲線分析,符合用戶設(shè)計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)所有回路用電量的采集和統(tǒng)計,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動抄表、電力監(jiān)控與電能管理功能。

①數(shù)據(jù)采集和顯示

現(xiàn)場儀表測量并采集回路數(shù)據(jù)信息,上位機(jī)軟件再對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時或周期采集并存儲,可以自由設(shè)置采集的時間周期,zui小的系統(tǒng)支持的采集周期??梢噪S時查看任一表計的瞬時表值、累計量等信息,記錄時間間隔內(nèi)電力儀表的電壓、電流、功率因數(shù)和有功電度等。這些參數(shù)信息可以自動保存到數(shù)據(jù)庫中,便于查詢。

系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面,便于普通的現(xiàn)場值班人員查看并記錄相關(guān)信息,系統(tǒng)一次圖不僅顯示了線路的開關(guān)狀態(tài),還實(shí)時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數(shù)。所有數(shù)據(jù)信息都定期的保存到數(shù)據(jù)庫中。

六、主要監(jiān)控產(chǎn)品

(1)高壓回路或低壓進(jìn)線回路選ACR330ELH儀表

該表為電能質(zhì)量分析儀表,主要功能有:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計;THDu,THDi、2-31次各次諧波分量;電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算;電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量(含負(fù)序電流)測量;4DI+3DO(DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警);RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸:120×120mm,開孔尺寸:108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜。

(2)低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220EL電力儀表

該表主要功能有:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計;4DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸:96×96mm,開孔尺寸:88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜。

(3)低壓出線柜選ARD系列

該表測量三相電流、定值查詢、定值整定、過載、斷相(不平衡)、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護(hù)功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護(hù)、SOE記錄、多種起動模式、RS485通訊接口、MODbus協(xié)議/Profibus-DP協(xié)議可選。

(4)節(jié)能產(chǎn)品可選導(dǎo)軌表或APF有源濾波裝置

照明箱DDSF1352電表主要功能:電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:76×89×74mm,4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測量;單相電能計量。

ARD

DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能:電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:126×89×74mm,7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計量。

DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能:LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計;電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸:126×89×74mm,7模數(shù)。適用于動力柜。

ANAPF系列有源電力濾波裝置,以并聯(lián)方式接入電網(wǎng),通過實(shí)時檢測負(fù)載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生一個和當(dāng)前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實(shí)時注入電力系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)諧波治理和無功補(bǔ)償。

七、設(shè)備清單

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1

電力儀表

 

 

 

 

 

網(wǎng)絡(luò)電力儀表

ACR330ELH

1

安科瑞

 

網(wǎng)絡(luò)電力儀表

ACR220EL

32

安科瑞

2

監(jiān)控中心值班室

 

 

 

 

 

操作臺

YT-341

1

香河

 

工作站主機(jī)

IPC-610L/769VG/E5300/2G/500G/DVD/88小鍵+鼠標(biāo)(原裝整機(jī)標(biāo)配)2個串口

1

研華

 

顯示器

L197WA

1

聯(lián)想

 

UPS電源

C1K/1KVA

1

SANTAK

 

打印機(jī)

HP 1108 A4幅面

1

惠普 甲供

 

系統(tǒng)軟件

正版微軟WINDOWS XP/SP3

1

微軟 甲供

 

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

D-LINK 16口

1

D-LINK

 

工業(yè)串口服務(wù)器

NPORT5232I     RS485接口×2  帶光隔

4

MOXA

 

工業(yè)開關(guān)電源

KDYA-DG30-24K

4

華力

 

電能管理軟件

系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-3000V6

1

安科瑞

 

電能管理軟件

數(shù)據(jù)存儲軟件Acrel-dbSQL

1

安科瑞

 

電能管理軟件

電能管理軟件Acrel-EnerSys

1

安科瑞

 

電能管理軟件

設(shè)備驅(qū)動軟件Acrel-Driver

1

安科瑞

 

光電轉(zhuǎn)換器

單模光電轉(zhuǎn)換HTB-1100S(25km)

8

 

3

工程材料

 

 

 

 

 

通訊線纜

單模4芯光纖

千米

2

 

 

通訊線纜

屏蔽雙絞線RVVSP 2*0.75

千米

0.2

起帆

 

通訊線纜

BVR 1.5mm

千米

4

 

 

工程輔材

拖線板、轉(zhuǎn)換線、線管、標(biāo)牌等

1

 

 

計量箱

每個變電所內(nèi)配置1臺共需4臺。

4

 

 

光纖附件

含熔接、尾纖、法蘭、跳線等

4

 

4

工程施工及調(diào)試

 

 

 

 

 

通訊線纜鋪設(shè)

 

2200

 

 

綜合調(diào)試

 

人/天

25

 

 

設(shè)備運(yùn)輸費(fèi)用

 

項(xiàng)

1

 

 

培訓(xùn)費(fèi)用

 

項(xiàng)

1

 

 

施工改造費(fèi)用

 

項(xiàng)

1

 

 

參考文獻(xiàn):

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)解決方案.2013.1版.

[2]紡織行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導(dǎo).

 

 

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