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電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在電氣設(shè)備制造行業(yè)錯(cuò)峰限電中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1823更新日期:2014-02-25

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

 一、 行業(yè)用戶用電特性分析

電氣設(shè)備行業(yè)按國(guó)民生產(chǎn)行業(yè)可細(xì)分為:電機(jī)制造(發(fā)電機(jī)組制造,電動(dòng)機(jī)制造,微電機(jī)及其他電機(jī)制造);輸配電及控制設(shè)備制造(變壓器、整流器和電感器制造,電容器及其配套設(shè)備制造);電線、電纜、光纜及電工器材制造(電線電纜制造,光纖、光纜制造)等,主要從事電氣整機(jī)產(chǎn)品制造的行業(yè)。電氣設(shè)備行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用范圍較廣,正進(jìn)入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。

該行業(yè)按變壓器容量分為大型及中小型生產(chǎn)企業(yè),大型企業(yè)則采用雙電源供電方式,中小企業(yè)一般采用單電源供電,用戶一般生產(chǎn)時(shí)間為8:00~17:00,也有24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)的,對(duì)于白天生產(chǎn)的高峰、低谷負(fù)荷差較大,屬于典型的“中間大、兩頭小”,連續(xù)生產(chǎn)的其負(fù)荷曲線相對(duì)較平穩(wěn),一般相差20%左右。在高溫或嚴(yán)寒季節(jié),該類企業(yè)的用電需求也有所變化,隨著溫度的變化,用電負(fù)荷將有上升。從全年來看,該類企業(yè)呈現(xiàn)“夏、冬季負(fù)荷高,春、秋季負(fù)荷小”的特點(diǎn)。

由于電氣設(shè)備行業(yè)的產(chǎn)品較為廣泛,因而,該類企業(yè)的工藝標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境控制等要求也不盡相同,主要用電設(shè)備見下表:

電氣設(shè)備制造行業(yè)設(shè)備分類表

類別

主要設(shè)備

備注

非生產(chǎn)性負(fù)荷

食堂、照明、計(jì)算機(jī)打印機(jī)等辦公電器、空調(diào)、噴塑、修理

一般

輔助生產(chǎn)負(fù)荷

沖床、沖壓、電焊、銅鋁焊、機(jī)床、銑床、壓縮機(jī)、增壓機(jī)、行吊、車床、冷水機(jī)組、烘房、注塑機(jī)、熱處理、回火爐、箱式爐、電鍋爐、成纜機(jī)

一般

主要生產(chǎn)性負(fù)荷

流水線(多條)

重要

安全保障負(fù)荷

消防設(shè)備、保安照明

重要

 

二、 行業(yè)用戶參與錯(cuò)峰限電能力分析

1. 該行業(yè)用電負(fù)荷隨時(shí)段、季節(jié)、氣候影響較大,其負(fù)荷曲線白天呈現(xiàn)“中間大、兩頭小”,而年負(fù)荷曲線呈現(xiàn)“夏、冬季負(fù)荷高,春、秋季負(fù)荷小”的特點(diǎn)。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)缺口時(shí),依據(jù)其負(fù)荷特點(diǎn),有步驟、計(jì)劃地進(jìn)行負(fù)荷控制,按照先控非生產(chǎn)負(fù)荷再控生產(chǎn)負(fù)荷、先一般負(fù)荷再重要負(fù)荷的原則實(shí)施技術(shù)錯(cuò)峰。

2. 緊急錯(cuò)峰限電時(shí)停用負(fù)荷能快上快下、且不造成人身及重大設(shè)備損壞的設(shè)備,如照明、空調(diào)、辦公設(shè)施、沖床、沖壓、電焊、銅鋁焊、機(jī)床、銑床、壓縮機(jī)、增壓機(jī)、車床等設(shè)備。一些重要負(fù)荷如消防設(shè)備,不適宜參與快速錯(cuò)避峰。

3. 該行業(yè)用戶階段性錯(cuò)峰可以通過企業(yè)內(nèi)部采取調(diào)控措施、調(diào)整上下班時(shí)間、安排部分設(shè)備檢修及安排放高溫假等方式開展。如通過企業(yè)內(nèi)部采取調(diào)控措施的方式,可采用綠色照明技術(shù)、停沖床、沖壓、電焊、銅鋁焊等設(shè)備;如調(diào)整上下班時(shí)間的方式,可將主要用電設(shè)備安排在低谷時(shí)段用電,避免同時(shí)上下班造成的用電負(fù)荷驟增驟減的狀況;如采用安排部分設(shè)備檢修的方式,可安排生產(chǎn)線等設(shè)備在用電高峰期間進(jìn)行檢修。

三、 行業(yè)用戶參與錯(cuò)峰限電技術(shù)方案

(一) 缺口等級(jí)IV級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰:

在接到錯(cuò)峰指標(biāo)停后勤用電設(shè)施。

2. 緊急錯(cuò)峰:

考慮到電網(wǎng)負(fù)荷缺口較小,在8:30~11:30、13:00~16:00、16:00~22:00用電高峰期間停照明、計(jì)算機(jī)打印機(jī)等辦公電器、空調(diào)、噴塑、修理等非生產(chǎn)負(fù)荷;10:30~11:30停食堂;在8:30~11:30、13:00~16:00、16:00~22:00用電期間停用沖床、沖壓、電焊、銅鋁焊、機(jī)床、銑床、壓縮機(jī)、增壓機(jī)、行吊、車床、冷水機(jī)組、烘房等輔助生產(chǎn)負(fù)荷。

(二) 缺口等級(jí)III級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰:

在接到錯(cuò)峰指標(biāo)停后勤用電及輔助生產(chǎn)用電設(shè)施。

2. 緊急錯(cuò)峰:

隨著電網(wǎng)缺口的逐步加大,在執(zhí)行IV級(jí)方案的基礎(chǔ)上,在8:30~11:30、13:00~16:00、16:00~22:00用電期間增停注塑機(jī)、熱處理、回火爐、箱式爐、電鍋爐、成纜機(jī)等輔助生產(chǎn)負(fù)荷。

(三) 缺口等級(jí)II級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰:

在接到錯(cuò)峰指標(biāo)停后勤用電、輔助生產(chǎn)用電設(shè)施及一半生產(chǎn)線或安排一半設(shè)備檢修。

2. 緊急錯(cuò)峰:

隨著電網(wǎng)缺口的進(jìn)一步加大,供需矛盾時(shí),在執(zhí)行III級(jí)方案的基礎(chǔ)上,在8:30~11:30、13:00~16:00、16:00~22:00用電期間增停2條流水線、2條生產(chǎn)線等主要生產(chǎn)負(fù)荷。

(四) 缺口等級(jí)I級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰:

在接到錯(cuò)峰指標(biāo)停后勤用電、輔助生產(chǎn)用電設(shè)施及全部生產(chǎn)線、安排設(shè)備檢修或放高溫(嚴(yán)寒)假。

2. 緊急錯(cuò)峰:

隨著電網(wǎng)缺口的進(jìn)一步加大,供需矛盾無法平衡時(shí),在執(zhí)行II級(jí)方案的基礎(chǔ)上,在8:30~11:30、13:00~16:00、16:00~22:00用電期間停包括另外2條流水線、2條生產(chǎn)線在內(nèi)的所有用電設(shè)施,保安負(fù)荷除外。

四、 行業(yè)用戶參與錯(cuò)峰限電風(fēng)險(xiǎn)及注意事項(xiàng)

1. 遇到突然停電,會(huì)使工作中的行車失去平衡,將產(chǎn)生傾斜、脫落,機(jī)體本身可能損壞、報(bào)廢,地面的設(shè)施、作業(yè)人員也可能被砸傷,造成損害和人員傷亡。

2. 一些在高精密數(shù)控設(shè)備上進(jìn)行的設(shè)備設(shè)施,突然停電會(huì)造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失,產(chǎn)品報(bào)廢,設(shè)備嚴(yán)重?fù)p傷,恢復(fù)正常生產(chǎn)需要較長(zhǎng)時(shí)間,產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)損傷。

3. 溶化爐、高頻爐、鍋爐等設(shè)備如遇突然停電,會(huì)使?fàn)t膛報(bào)廢,溶煉的金屬溶液報(bào)廢,且存在發(fā)生火災(zāi)的隱患。

因此,該行業(yè)參與錯(cuò)峰時(shí),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(dòng)配合錯(cuò)峰實(shí)施,杜絕惡性事故發(fā)生,將損失降到zui低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

某電氣制造公司需要對(duì)全廠的產(chǎn)品耗能情況做到更加精細(xì)化的預(yù)算和管理,能夠?qū)崿F(xiàn)電力參數(shù)的測(cè)量顯示和電能計(jì)量,電流越限報(bào)警(現(xiàn)場(chǎng)采用三層紅黃綠信號(hào)燈顯示)?,F(xiàn)場(chǎng)采用Acrel-3000電能管理系統(tǒng)配合ACR系列管理儀表實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電參量(電流,電壓,功率,功率因素等)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分類電能計(jì)量。以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的zui大需量(MD)與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的需量限定值進(jìn)行比較,在超量時(shí)報(bào)警。

5.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

整個(gè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu),監(jiān)控主機(jī)位于辦公樓二樓的環(huán)境品質(zhì)檢測(cè)部,數(shù)據(jù)采集主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)區(qū),洗衣機(jī)生產(chǎn)回路設(shè)備、冰箱生產(chǎn)回路設(shè)備和老廠空調(diào)生產(chǎn)回路設(shè)備。電力儀表的通訊為485總線結(jié)構(gòu),將信號(hào)通過屏蔽雙絞線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器,數(shù)據(jù)采集器連入廠區(qū)的局域網(wǎng)中。

5.2 系統(tǒng)功能

1)系統(tǒng)主界面

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),畫面定時(shí)輪巡切換;畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等,通過畫面顏色的變化(紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài))可以看到各回路的分合閘狀態(tài)。

登錄普通權(quán)限用戶,通過主界面的操作,可以查看各回路運(yùn)行的電參量(電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度);登錄zui高權(quán)限用戶,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電度報(bào)表、電流曲線、報(bào)警信息的打印及導(dǎo)出功能。

2)系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警

系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí),會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路,同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱,以便用戶查詢,追憶故障原因。

3)趨勢(shì)曲線分析

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線的分析界面,通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì),方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

4)報(bào)表統(tǒng)計(jì)

電能報(bào)表分為時(shí)報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表三種報(bào)表。選擇要查詢的日期,可顯示每個(gè)時(shí)段的用電量,顯示每個(gè)時(shí)段用電量的報(bào)表對(duì)比柱狀圖,方便管理員查看分析。

5)電能餅圖

可以查看任意時(shí)段不同回路的電能百分比,方便了公司內(nèi)部能耗的調(diào)整。

1)實(shí)時(shí)性:項(xiàng)目實(shí)施前現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄,1天2次,各回路時(shí)間不統(tǒng)一,可對(duì)性差;項(xiàng)目實(shí)施后后臺(tái)實(shí)時(shí)采集,50mS一次,可比性強(qiáng)。

2)存儲(chǔ)管理:項(xiàng)目實(shí)施前紙質(zhì)記錄,查詢時(shí)翻箱倒柜,年久易失,數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜;項(xiàng)目實(shí)施后計(jì)算機(jī)存儲(chǔ),數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)10年以上,查詢速度快,只需鼠標(biāo)一點(diǎn),迅速準(zhǔn)確。

3)整體分析:項(xiàng)目實(shí)施前各個(gè)時(shí)段用電量以及各個(gè)回路用電橫向和豎向無法對(duì)比;項(xiàng)目實(shí)施后通過曲線分析,峰平谷時(shí)段對(duì)比明顯,便于削峰填谷,而且三相用電的調(diào)配相對(duì)均衡。

4)數(shù)據(jù)安全:項(xiàng)目實(shí)施前分散管理,手工定時(shí)備份,對(duì)連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確;項(xiàng)目實(shí)施后同步集中管理,系統(tǒng)自動(dòng)即時(shí)備份。

設(shè)備管理:項(xiàng)目實(shí)施前各個(gè)抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場(chǎng)去查看,斷電時(shí)無報(bào)警;項(xiàng)目實(shí)施后通過后臺(tái)一次系統(tǒng)圖清晰展示,回路跳閘時(shí),后臺(tái)自動(dòng)記錄,并伴隨自動(dòng)報(bào)警。

5)負(fù)荷調(diào)整:項(xiàng)目實(shí)施前調(diào)整三相回路負(fù)荷平衡比較困難;項(xiàng)目實(shí)施后實(shí)時(shí)管理分配各個(gè)回路電流任務(wù),使三相電流平衡,日志記錄。

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(cè)量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì);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(jì)算;電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量(含負(fù)序電流)測(cè)量;4DI+3DO(DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報(bào)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(cè)量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì);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(cè)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(dòng)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(jì)、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(cè)量;單相電能計(jì)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(jì)、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(jì)量。

DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能:LCD顯示、全電參量測(cè)量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì);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(dòng)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(shí)檢測(cè)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(gè)和當(dāng)前諧波分量和無功分量對(duì)應(yīng)的反向分量并實(shí)時(shí)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(hào)

名稱

型號(hào)、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1

電力儀表

 

 

 

 

 

三相多功能管理儀表

ACR230ELH

10

安科瑞

 

三相多功能管理儀表

ACR120EL

86

安科瑞

2

監(jiān)控中心值班室

 

 

 

 

 

操作臺(tái)

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(gè)串口

臺(tái)

1

研華

 

顯示器

L197WA

臺(tái)

1

聯(lián)想

 

UPS電源

C1K/1KVA

臺(tái)

1

SANTAK

 

打印機(jī)

HP 1108 A4幅面

臺(tái)

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

臺(tái)

1

D-LINK

 

工業(yè)串口服務(wù)器

NPORT5232I     RS485接口×2  帶光隔

臺(tái)

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(chǔ)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(dòng)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(jì)量箱

每個(gè)變電所內(nèi)配置1臺(tái)共需4臺(tái)。

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]電氣設(shè)備制造行業(yè)錯(cuò)峰限電技術(shù)指導(dǎo).

 

作者簡(jiǎn)介:

徐霜,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電,:   :

    1. 運(yùn)行效果
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