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智能化電能量管理系統(tǒng)在企業(yè)中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2024-07-31      點(diǎn)擊次數(shù):235

摘要 :為了提高企業(yè)的用電管理水平,開(kāi)發(fā)一種新型的企業(yè)電能量管理系統(tǒng)。系統(tǒng)基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化電能測(cè)量技術(shù),可通過(guò)在線監(jiān)測(cè)企業(yè)重要能耗節(jié)點(diǎn)的用電狀況,對(duì)企業(yè)現(xiàn)有用電方式和結(jié)構(gòu)合理性、用電負(fù)荷、功率因數(shù)、諧波分量的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),以及無(wú)功功率和諧波功率的大小和產(chǎn)生原因等情況作出準(zhǔn)確判斷。

0引言

我國(guó)高耗能企業(yè)眾多。過(guò)高的能耗不僅大大增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本,降低了企業(yè)的市場(chǎng)竟?fàn)幜Γ鼮閲?yán)重的是過(guò)多地消耗了寶貴的資源,并使環(huán)境污染加劇,從而使我國(guó)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨巨大壓力。目前我國(guó)大多數(shù)企業(yè)對(duì)其能耗重要形式的電能,多采用傳統(tǒng)的人工抄表等粗放式計(jì)量與管理方式。企業(yè)管理者或許認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)用電管理并降低電能消耗的重要性,但因缺乏相應(yīng)電能管理工具以及用電管理專家,因而對(duì)電能的控制管理感到無(wú)所適從。

為積極響應(yīng)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的國(guó)策,我們研制開(kāi)發(fā)一種新型的企業(yè)電能量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過(guò)在線監(jiān)測(cè)企業(yè)重要能耗節(jié)點(diǎn)的用電狀況,并實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳到企業(yè)能量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理中心,由電能管理專家進(jìn)行分析處理,從而對(duì)企業(yè)現(xiàn)有用電方式和結(jié)構(gòu)是否合理、用電負(fù)荷、功率因數(shù)、諧波分量如何動(dòng)態(tài)變化,以及無(wú)功功率和諧波功率的大小和產(chǎn)生原因等情況作出準(zhǔn)確判斷。有了這些統(tǒng)計(jì)信息,通過(guò)精準(zhǔn)化用電管理和技術(shù)改造,企業(yè)可以大幅降低電能消耗。

1系統(tǒng)組成

1所示,本系統(tǒng)由一套企業(yè)能量管理系統(tǒng)軟件和若干臺(tái)電能管理終端組成。企業(yè)能量監(jiān)測(cè)中心的裝有企業(yè)能量管理系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)通過(guò)電能管理終端連續(xù)、在線監(jiān)測(cè)配電和用電網(wǎng)絡(luò),采集實(shí)時(shí)的電參量、電能量和電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)分析和處理后用圖示化和表格的方式直觀顯示用電數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量狀況。所有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)中,企業(yè)各運(yùn)行管理部門依據(jù)用電數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量數(shù)據(jù),調(diào)整運(yùn)行設(shè)備和用電負(fù)荷,以優(yōu)化用電方式,提高生產(chǎn)運(yùn)行和設(shè)備效率。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)還可傳至獲得授權(quán)的相關(guān)部門對(duì)企業(yè)用能情況進(jìn)行宏觀監(jiān)督和管理。

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2硬件設(shè)計(jì)

企業(yè)電能量管理系統(tǒng)的硬件由不同型式、配置、功能和精度的電能管理終端組成。可完成電參量、電能量和電能質(zhì)量的測(cè)量,并將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)絡(luò)、RS485、以GPRS/CDMA等不同媒介上傳到服務(wù)器進(jìn)一步分析處理。下面以我們開(kāi)發(fā)AP2008H電能管理終端為例進(jìn)行說(shuō)明。

2所示,被測(cè)的三相交流  U a、Ub、Uc 和三相交流電I a、Ib、Ic 依次接入-數(shù)轉(zhuǎn)換A/ D1A/ D6的輸入端,轉(zhuǎn)換結(jié)果A/ D1A/ D6 CPU中進(jìn)行計(jì)算處理,完成電參量、電能量和電能質(zhì)量的測(cè)量。而后,CPU將所測(cè)得的測(cè)量結(jié)果送入無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)絡(luò)、RS485、以GPRS/CDMA模塊進(jìn)行傳送。

3軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)軟件可收集各種電能管理終端的測(cè)量數(shù)據(jù),并進(jìn)行歸納、處理、分析和保存,將結(jié)果以各種形式向用戶進(jìn)行展示。如3所示,系統(tǒng)軟件由通信及查詢服務(wù)器軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器軟件、Web服務(wù)器軟件和客戶端軟件等部分組成。通信及查詢服務(wù)器軟件是部署在 定服務(wù)器上的后臺(tái)服務(wù)器軟件,主要用于接收電能管理終端發(fā)來(lái)的各種實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù),然后進(jìn)行解析、 加工、分類和保存,并實(shí)時(shí)推送給需要這些數(shù)據(jù)的客戶端軟 。同時(shí),接收客戶端軟 發(fā)送的各種系統(tǒng)命令、設(shè)置命令,并進(jìn)行處理、保存、或轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的電能管理終端。并接受、處理、和執(zhí)行客戶端對(duì)各種歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,將查詢結(jié)果發(fā)送給客戶端軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù) 軟件用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各種歷史數(shù)據(jù)的持久化,在持久化數(shù)據(jù)的同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的加工處理,以提高數(shù)據(jù)在以后的使用效率。同時(shí),維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和各種數(shù)據(jù)之間的關(guān)系約束等,并及時(shí)自動(dòng)備份數(shù)據(jù)庫(kù)。

Web服務(wù)器軟件用來(lái)提供最初與用戶的交互界面,檢測(cè)用戶端的軟件環(huán)境,并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單有效的客戶端軟件部署。同時(shí),對(duì)于缺少必要軟件環(huán)境的用戶提供所需軟件的下載,并提供在線系統(tǒng)幫助??蛻舳塑浖饕脕?lái)提供用戶與本系統(tǒng)的交互界面,建立與通信及查詢服務(wù)器的聯(lián)系,接受服務(wù)器傳送來(lái)的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)等,然后進(jìn)行解析、加工和顯示等操作,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí),維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的一些必要數(shù)據(jù),查詢歷史數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)分析等??蛻舳塑浖髁鞒虉D和服務(wù)器軟件主流程圖分別如45所示。

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4安科Acrel-3000WEB電能管理解決方案

4.1概述

  用戶端消耗著整個(gè)電網(wǎng)80%的電能,用戶端智能化用電管理對(duì)用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系,全面推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設(shè)備用電管理解決方案,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動(dòng)。用戶端急需解決的研究?jī)?nèi)容主要包括:先進(jìn)的表計(jì),智能樓宇、智能電器、增值服務(wù)、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理等課題。

     安科Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過(guò)對(duì)用戶端用電情況進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì),以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各分項(xiàng)用電的使用消耗情況,便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣,有效節(jié)約電能,為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

1)辦公建筑(商務(wù)辦公、大型公共建筑等);

2)商業(yè)建筑(商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等);

3)旅游建筑(賓館飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所等);

4)科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等);

5)通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等);

6)交通運(yùn)輸建筑(機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等)。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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4.4系統(tǒng)功能

4.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)人機(jī)界面友好,以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息,動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分狀態(tài),以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

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4.4.2電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

系統(tǒng)以豐富的報(bào)表支撐計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況,即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時(shí)可分析追溯,維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

 

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4.4.3詳細(xì)電參量查詢

  在配電一次圖中,當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到每個(gè)回路附近時(shí),鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中?,鼠?biāo)單擊可查看該回路詳細(xì)電參量,包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能,并可以查24小時(shí)相電流趨勢(shì)曲線24小時(shí)電壓趨勢(shì)曲線。

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4.4.4運(yùn)行報(bào)表

系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能,所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫(kù),在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時(shí)間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等,并通過(guò)報(bào)表方式顯示出來(lái)。用戶可以根據(jù)需要定制運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào),支持導(dǎo)Excel格式文件,還可以根據(jù)用戶要求導(dǎo)PDF格式文件。

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4.4.5變壓器運(yùn)行監(jiān)視

  系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)總進(jìn)線、主變壓器、重要負(fù)荷出線的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)視,用曲線顯示電流、變壓器運(yùn)行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負(fù)荷率等運(yùn)行趨勢(shì),分析變壓器負(fù)荷率及損耗,方便運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)掌握運(yùn)行水平和用電需求,確保供電安全可靠。

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4.4.6實(shí)時(shí)報(bào)警

  系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開(kāi)關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位,保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并根據(jù)事件等級(jí)發(fā)出告警。系統(tǒng)報(bào)警時(shí)自動(dòng)彈出實(shí)時(shí)報(bào)警窗口,并發(fā)出聲音或語(yǔ)音提醒。

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4.4.7歷史事件查詢

  系統(tǒng)能夠?qū)b信變位,保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

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4.4.8電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

  系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè),運(yùn)行維護(hù)人員可以通過(guò)諧波分析棒圖、報(bào)表掌握進(jìn)線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度等,及時(shí)采取相應(yīng)的措施,降低諧波損耗,減少因諧波造成的異常和事(該功能需要選配帶諧波監(jiān)測(cè)功能的電力儀表,不需要可刪除。

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4.4.9遙控操作

  系統(tǒng)支持對(duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀等進(jìn)行分、合遙控操作。系統(tǒng)具有嚴(yán)格的密碼保護(hù)和操作權(quán)限管理功能,對(duì)于每次遙控操作,系統(tǒng)自動(dòng)生成操作記錄,記錄內(nèi)容包含操作人、操作時(shí)間、操作類型等。實(shí)現(xiàn)該功能需要斷路器本身具有電操機(jī)構(gòu)及保護(hù)保測(cè)控裝置具備遙控功能等硬件設(shè)備的支持。

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4.4.10用戶權(quán)限管理

  系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改等)??梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

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4.4.11通訊狀態(tài)圖

  系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài),及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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4.4.12視頻監(jiān)控

  視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面(視頻直播),選中某一個(gè)變配電站,即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。

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4.4.13用戶報(bào)告

  用戶報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報(bào)警事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

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4.4.14 APP支持

電力運(yùn)維手機(jī)支監(jiān)控系統(tǒng)"、設(shè)備檔"、待辦事項(xiàng)"巡檢記"缺陷記"五大模塊,支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢,設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。

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4.5系統(tǒng)硬件配置清單

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5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,我們研制的新型企業(yè)電能量管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)精確地監(jiān)測(cè)企業(yè)的用電狀況。通過(guò)精準(zhǔn)化用 管理和技術(shù)改造,切實(shí)幫助企業(yè)降低電能消耗和用電成本,從而為我國(guó)眾多企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和綠色轉(zhuǎn) 提供了有利的技術(shù)支持手段,為節(jié)約型社會(huì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

1]李正.計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)[M].:機(jī)械工業(yè)出版,2004.

2]吳揚(yáng).管理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)[M].: 電子工業(yè)出版,2007.

3]企業(yè)電能量管理系統(tǒng)的研.曹銳

4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06

 


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