張娟

1 引言

  能源是社會發展不可或缺的動力來源,但在資源緊張的當今社會,能源的高效利用已成為迫切要求,成為衡量企業乃至國家綜合競爭力的重要指標。能源管理事關國家和企業的興衰。

2 設計依據

ISO/IEC11801        《國際綜合布線標準》

GB/50198            《監控系統工程技術規范》

GB50052-2009        《供配電系統設計規范》

GB50054-2011        《低壓配電設計規范》

GBT 50063-2008     《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

IEC 61587           《電子設備機械結構系列》

DL/T448-2000        《電能計量裝置技術管理規程》

中華人民共和國節約能源法

GB/T23331-2009 能源管理體系要求

GB/T15316-2009 節能檢測技術通則

GB/T15587-2008 工業企業能源管理導則

GB/T17167-2006 用能單位能源計量器具配置和管理通則

GB/T50034-2004 建筑照明設計標準

GB/T3485 評價企業合理用電技術導則

GB/T13234-2009 企業節能量計算方法

GB/T 6422-2009 用能設備能量測試導則

GB/T17166 企業能源審計技術通則

GB/T50093 自動化儀表工程施工及驗收規范

DL/T 645-1997多功能電能表通信規約

DL/T 645-2007多功能電能表通信規約

GB/T 778 冷水表

CJ/T 188-2004 戶用計量儀表數據傳輸技術條件

GB/T 19582-2008 基于Modbus協議的工業自動化網絡規范

3 項目概況

  該工廠在規劃時就考慮到能源計量系統的建立，為大部分設備配備了智能化能源計量設備，并預留了通訊接口，現希望在此基礎上建立一套完整的、具有較高水平的能源管理系統。

  目的是通過應用先進的、成熟可靠的硬件、軟件和網絡技術，準確、快速的記錄能源消耗相關數據，并提供能源數據監控、查詢、分析工具，供各相關部門查詢分析能源相關信息。

  根據工廠需求，安科瑞電氣股份有限公司為其搭建了一套能源管理系統。

4 系統架構

  根據工廠實際情況進行組網，如系統結構圖所示：該能源管理系統設置一套能源主機和兩套能源區域分機，根據各個區域的權限進行能源監視和管理。

系統結構圖

5 系統軟件模塊

• 配電監測

  該能源管理系統能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關的分合閘狀態，接地刀閘狀態及相關故障、告警信號，實時顯示在系統界面中。

  功能要求：高壓回路的一次圖界面應顯示回路名稱、三相電流、三相線電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和開關量光字牌。10kV配電系統中所需要監測的開關量為：斷路器分合閘信號、手車工作/試驗位置信號、遠方/就地切換位置信號、彈簧儲能位信號、接地刀信號、超高溫跳閘信號、高溫報警信號、事故信號和預告報警信號；低壓進線回路電參量界面顯示：回路名稱、開關狀態、三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值。低壓出線回路界面顯示：回路名稱、開關狀態、三相（單相）電流。每個回路旁設置詳細參數按鈕，通過點擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、分相有功功率、總無功功率、分相無功功率、總功率因數、分相功率因數、頻率、正向有功電能、反向有功電能、感性無功電能、容性無功電能。

• 電能報表

  系統以豐富的數據報表體現計量體系的完整性。系統具備各回路定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。

• 負荷曲線

  系統對配電系統總進線回路（或重要負荷的出線）設計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。

• 電參量報表

  安科瑞能源管理系統具有對實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到實時數據庫。在監控畫面中能夠自定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢近更新的記錄數等，并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。

• 綜合能耗主界面

  反映企業當年用能各分類能耗和折算為標準煤的綜合能耗，并計算得到單位面積能耗；

  企業中的能耗分類雖然較多，但是能通過表計計量的主要有電、水能源。

• 分類能耗主界面

  反映某分類能耗（例如電）當日及昨日同期、當月及上月同期、當年及上年同期的用能及對比，增長百分比及增加值；

  反映某分類能耗過去48小時、過去31天、過去12個月、過去3年的用能趨勢；

  反映某分項能耗的當月用能餅圖；

  反映某分類能耗當年各月用能同比分析圖；

• 計劃與實績管理

  Acrel-5000能耗管理系統的能源計劃管理基于生產需要和能源指標要求，綜合考慮按產線/生產設備、車間、班組等實際需求，可手動輸入/獲取適合用能單位的能耗基礎數據，形成年、季、月、日的曲線圖，其中年、季、月、日顯示方式可選擇,和國家以及行業標準形成能耗對標；

• 部門統計

  統計各個部門的用電，用水等能耗

• 用能排名

  可以統計各個車間，辦公室等等的用能排名，支持正序和逆序排序，也可作為考核的一個依據；

• 同環比分析

  Acrel-5000能耗管理系統可將各種類型（電、水、氣）和各主要耗能設備的能耗與去年同期值和上月值進行同比環比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績效考核，以及節能目標的修正；

  時間精度到分鐘；

• 區域用電統計

  統計各個車間，辦公室等區域的用能;

• 能耗折標統計

  Acrel-5000能耗管理系統建立能耗折標系統，將各類能源消耗折算成標準煤或CO2排放量，配置各類能源消耗的費率，設置不同能源類型的不同時間段的能源單價，將能源消耗折算為標準煤、費用金額后進行綜合比較

• 單耗管理

  根據配置相關信息，合計出各類產品單耗，用能成本統計，各個用能計量等

  系統亦可實現產線能耗、班組能耗及車間能耗統計。

• 用戶管理

  本系統軟件設置多達上百種密碼分區和密碼設置，為系統管理員、后勤管理人員、設備維護人員等提供分級密碼，并對所有操作自動進行帶時標事件記錄，可建立良好的反事故措施。

  為了使實時系統能夠**穩定運行，整個系統提供可靠的**保護措施，所有的系統操作員能夠根據權限大小賦予某特性，這些特性規定了各個操作員對系統及各種活動的適用范圍，如用戶名，口令字，操作權限及操作范圍等特性。

6 能源系統搭建的意義

  根據企業能耗運行效果分析，建立典型能耗分析模型，統一分析。

• 梳理配電結構、完善計量及生產過程數據

  企業能源相關數據在線采集是企業能源管理系統建設的基礎，根據企業自身需求完善一、二、三級能源器具的配備，并根據生產要求，完善其他不可采集數據（如手工錄入產量等）。

• 能效監控與能耗預警

  能效監控是企業能源精細化管理的重要手段。能源系統能實現對主要生產線能源消耗數量和質量、能耗相關工藝設定值及產品產量監控；可實時監控中電能耗設備運行狀態；對主要能耗工序班組或產品實施統計過程分析管理，發揮信息系統扁平化管理優勢，根據能耗預警指標體系，設計能耗預警機制，定制能源預警功能，便于企業及時發現處理能源浪費現象，幫助企業實現能源優化調度及使用。

• 能效分析

  能效分析時能源管理中心挖掘企業節能潛力的重要抓手。通過對全廠能量平衡分析、能效分析、能效對標管理、KPI相關性分析等手段，系統地分析企業能效水平及其影響因素，有效評估節能技改效果，為企業持續提高能效水平提供有力支撐。

• 能效績效考核

  能效績效考核是企業能源管理系統實現能源管理閉環管控的重要環節，企業必須對生產線、重點耗能生產工序和重點耗能設備的能效進行分析，科學制定績效考核指標體系，將企業的獎懲制度與能效績效考核掛鉤。通過能源管理系統計算個生產班次能效績效水平達標情況，實現能效績效考核的合理、公正、**和及時。

• 全廠能量系統的優化調度

  對于具有復雜能量系統的重點用能單位，如涉及能量轉換、利用和回收等環節耦合問題，考慮能量在轉換、利用和回收過程有大滯后和強耦合的特性，可以對各環節關鍵操作變量進行在線監控，實現動態優化控制，以實現全廠能效實時運行的大化。

8 結束語

  通過對全廠各區域電、水等能源介質的統一綜合管理，使得車間能對各區域設備能源使用情況進行查詢分析，幫助車間人員發現潛在的節能機會，大限度地提高企業的能源利用效率，科學有效地管理企業的能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節約型社會發揮作用。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6

作者簡介：

張娟，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電