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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)錯峰限電中的應(yīng)用

更新時間:2014-02-26點擊次數(shù):1234

蔡舒韜

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)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細分為:電機制造(發(fā)電機組制造,電動機制造,微電機及其他電機制造);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,正進入國民經(jīng)濟和人民生活的各個領(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)時間為8001700,也有24小時連續(xù)生產(chǎn)的,對于白天生產(chǎn)的高峰、低谷負荷差較大,屬于典型的中間大、兩頭小,連續(xù)生產(chǎn)的其負荷曲線相對較平穩(wěn),一般相差20%左右。在高溫或嚴寒季節(jié),該類企業(yè)的用電需求也有所變化,隨著溫度的變化,用電負荷將有顯著上升。從全年來看,該類企業(yè)呈現(xiàn)夏、冬季負荷高,春、秋季負荷小的特點。

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)的工藝標準、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

 

二、 行業(yè)用戶參與錯峰限電能力分析

1. 該行業(yè)用電負荷隨時段、季節(jié)、氣候影響較大,其負荷曲線白天呈現(xiàn)“中間大、兩頭小,而年負荷曲線呈現(xiàn)夏、冬季負荷高,春、秋季負荷小的特點。當電網(wǎng)負荷出現(xiàn)缺口時,依據(jù)其負荷特點,有步驟、計劃地進行負荷控制,按照先控非生產(chǎn)負荷再控生產(chǎn)負荷、先一般負荷再重要負荷的原則實施技術(shù)錯峰。

2. 緊急錯峰限電時停用負荷能快上快下、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、機床、銑床、壓縮機、增壓機、車床等設(shè)備。一些重要負荷如消防設(shè)備,不適宜參與快速錯避峰。

3. 該行業(yè)用戶階段性錯峰可以通過企業(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)整上下班時間的方式,可將主要用電設(shè)備安排在低谷時段用電,避免同時上下班造成的用電負荷驟增驟減的狀況;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行檢修。

 

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:

在接到錯峰指標停后勤用電設(shè)施。

2. 緊急錯峰:

考慮到電網(wǎng)負荷缺口較小,在830113013001600、16002200用電高峰期間停照明、計算機打印機等辦公電器、空調(diào)、噴塑、修理等非生產(chǎn)負荷;10301130停食堂;在8301130、13001600、16002200用電期間停用沖床、沖壓、電焊、銅鋁焊、機床、銑床、壓縮機、增壓機、行吊、車床、冷水機組、烘房等輔助生產(chǎn)負荷。

(二) 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰:

在接到錯峰指標停后勤用電及輔助生產(chǎn)用電設(shè)施。

2. 緊急錯峰:

隨著電網(wǎng)缺口的逐步加大,在執(zhí)行IV級方案的基礎(chǔ)上,在8301130、13001600、16002200用電期間增停注塑機、熱處理、回火爐、箱式爐、電鍋爐、成纜機等輔助生產(chǎn)負荷。

(三) 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰:

在接到錯峰指標停后勤用電、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. 緊急錯峰:

隨著電網(wǎng)缺口的進一步加大,供需矛盾顯著時,在執(zhí)行III級方案的基礎(chǔ)上,在8301130、13001600、16002200用電期間增停2條流水線、2條生產(chǎn)線等主要生產(chǎn)負荷。

(四) 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰:

在接到錯峰指標停后勤用電、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(嚴寒)假。

2. 緊急錯峰:

隨著電網(wǎng)缺口的進一步加大,供需矛盾無法平衡時,在執(zhí)行II方案的基礎(chǔ)上,在830113013001600、16002200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,保安負荷除外。

 

四、 行業(yè)用戶參與錯峰限電風險及注意事項

1. 遇到突然停電,會使工作中的行車失去平衡,將產(chǎn)生傾斜、脫落,機體本身可能損壞、報廢,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)備上進行的設(shè)備設(shè)施,突然停電會造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失,產(chǎn)品報廢,設(shè)備嚴重損傷,恢復正常生產(chǎn)需要較長時間,產(chǎn)生重大經(jīng)濟損傷。

3. 溶化爐、高頻爐、鍋爐等設(shè)備如遇突然停電,會使爐膛報廢,溶煉的金屬溶液報廢,且存在發(fā)生火災(zāi)的隱患。

因此,該行業(yè)參與錯峰時,企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況,科學、合理地編制內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案,主動配合錯峰實施,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全廠的產(chǎn)品耗能情況做到更加精細化的預(yù)算和管理,能夠實現(xiàn)電力參數(shù)的測量顯示和電能計量,電流越限報警(現(xiàn)場采用三層紅黃綠信號燈顯示)。現(xiàn)場采用Acrel-3000電能管理系統(tǒng)配合ACR系列管理儀表實現(xiàn)遠程電參量(電流,電壓,功率,功率因素等)實時監(jiān)測與分類電能計量。以現(xiàn)場測得的zui大需量(MD)與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的需量限定值進行比較,在超量時報警。

5.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲圖

 

整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu),監(jiān)控主機位于辦公樓二樓的環(huán)境品質(zhì)檢測部,數(shù)據(jù)采集主要劃分為三個區(qū),洗衣機生產(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)實時運行參數(shù),畫面定時輪巡切換;畫面實時動態(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,可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電度報表、電流曲線、報警信息的打印及導出功能。

 

2)系統(tǒng)遙信狀態(tài)報警

系統(tǒng)發(fā)生運行故障時,會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應(yīng)故障回路,同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱,以便用戶查詢,追憶故障原因。

 

3)趨勢曲線分析

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面,通過調(diào)用相關(guān)回路實時曲線界面分析該回路當前的負荷運行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢,方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進行質(zhì)量分析。

 

4)報表統(tǒng)計

電能報表為時報表、日報表、月報表三種報表。選擇要查詢的日期,可顯示每個時段的用電量,顯示每個時段用電量的報表對比柱狀圖,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。

 

  • 運行效果

1)實時性:項目實施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄,1天2次,各回路時間不統(tǒng)一,可對性差;項目實施后后臺實時采集,50mS一次,可比性強。

2)存儲管理:項目實施前紙質(zhì)記錄,查詢時翻箱倒柜,年久易失,數(shù)據(jù)日期管理復雜;項目實施后計算機存儲,數(shù)據(jù)可存儲10年以上,查詢速度快,只需鼠標一點,迅速準確。

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

4)數(shù)據(jù)安全:項目實施前分散管理,手工定時備份,對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準確;項目實施后同步集中管理,系統(tǒng)自動即時備份。

設(shè)備管理:項目實施前各個抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看,斷電時無報警;項目實施后通過后臺一次系統(tǒng)圖清晰展示,回路跳閘時,后臺自動記錄,并伴隨自動報警。

5)負荷調(diào)整:項目實施前調(diào)整三相回路負荷平衡比較困難;項目實施后實時管理分配各個回路電流任務(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、復費率電能統(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、零序分量(含負序電流)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、復費率電能統(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、欠壓等保護功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護、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、復費率電能統(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、復費率電能統(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、復費率電能統(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),通過實時檢測負載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生一個和當前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實時注入電力系統(tǒng),從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。

 

七、設(shè)備清單


參考文獻:

[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)錯峰限電技術(shù)指導.

 

 

作者簡介:

蔡舒韜,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng),: 28801578615106209610