淺談監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在企業(yè)用電的應(yīng)用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801 

摘要：當(dāng)前企業(yè)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵階段，進(jìn)行企業(yè)能耗的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究意義重大。本文從企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的相關(guān)的概述出發(fā)，研究企業(yè)用電能耗在線技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成，以及企業(yè)在企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的相關(guān)的實(shí)踐，得出相應(yīng)的結(jié)論，對(duì)于今后的實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。 

關(guān)鍵詞：企業(yè)用電；能耗；在線監(jiān)測(cè)；技術(shù) 

0前言 

近幾年來(lái)，能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、氣候變化已成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。提高能效、節(jié)約能源、發(fā)展可再生的環(huán)保能源也已成為世界各國(guó)能源發(fā)展基本戰(zhàn)略之一。因此，發(fā)動(dòng)企業(yè)積極開(kāi)展節(jié)能減排降耗行動(dòng)，充分提高能源的利用率是避免能源浪費(fèi)，加強(qiáng)企業(yè)能源計(jì)量管理，保護(hù)環(huán)境，改善惡劣氣候，為企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益的手段，也是緩解當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的能源和環(huán)境壓力的重要措施。 

1 企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀和相關(guān)概述 

現(xiàn)在企業(yè)獲取數(shù)據(jù)，管理能源的普遍做法是利用各種各樣的儀器對(duì)企業(yè)能源消耗量進(jìn)行專門(mén)的計(jì)量，并且派人專門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)這些儀器及其收集的數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)抄寫(xiě)工作，并且這些數(shù)據(jù)還要逐級(jí)統(tǒng)計(jì)，逐級(jí)上報(bào)，有些用心的企業(yè)可能會(huì)建立屬于該企業(yè)的專門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并且會(huì)做一定的數(shù)據(jù)分析。但是，這種做法的不足是人工操作使能源計(jì)量工作耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，投入精力大，不能快而的完成大范圍的數(shù)據(jù)采集工作。而且這些企業(yè)數(shù)據(jù)的采集通常是由于企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的需要，總會(huì)多多少少帶有對(duì)企業(yè)形象有利的特征性傾向，并不能夠真真切切的反映該企業(yè)的實(shí)際能耗量。能耗管理部門(mén)就是因?yàn)檫@些措施的不合理性，不能掌握企業(yè)能耗信息的具體數(shù)字，因此也就無(wú)法的去分析不同類別耗能指標(biāo)，并根據(jù)分析結(jié)果提出一些針對(duì)性的降能方案。企業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不及時(shí)、不，甚至不夠準(zhǔn)確的情況是我們需要解決的難題。 

只有建立起一套完善的企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)才能夠把管理部門(mén)、企業(yè)生產(chǎn)管理、計(jì)量管理、節(jié)能管理提高到一個(gè)新的高度，同時(shí)也是我們實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)能降耗的一種行之的解決方案。我們可以通過(guò)探討企業(yè)用電能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本組成和主要工作從而更深層次的了解企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。 

2 企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)組成 

用電能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。 

2.1數(shù)據(jù)采集層 

為了對(duì)負(fù)荷用電量進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，通常在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口處安裝智能電力儀表。在線監(jiān)測(cè)對(duì)象包括：主要的耗能機(jī)電設(shè)備、電力需求側(cè)中低壓饋線回路、廠房 (生活區(qū))其他耗能設(shè)備。在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括：電流、電壓、功率、電能、諧波等用電參數(shù)。同時(shí)也可以對(duì)用水量、用氣量、熱量、產(chǎn)量等，通過(guò)電子式流量表、電子式熱量表、地秤等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)智能數(shù)據(jù)采集。  

2.2 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò) 

為了實(shí)時(shí)采集能耗計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)，并且通過(guò)TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥茉聪谋O(jiān)控中心，通常在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱 (柜)中安裝能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單可靠，不需要遠(yuǎn)距離傳布。 

2.3 用電及能效管理系統(tǒng)軟件 

為了完成能耗數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、分析、校驗(yàn)、處理、授權(quán)使用權(quán)限分級(jí)控制和系統(tǒng)維護(hù)等功能，并可將在線監(jiān)測(cè)到的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警和故障信息等傳遞給企業(yè)內(nèi)重要決策人員，建立用電及能效管理系統(tǒng)軟件是很必要的。 

3 企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) 

企業(yè)用電能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以多種類型的傳感器為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層；以TCP/lP網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)通訊層；以用電及能效管理系統(tǒng)軟件為站控管理層。在功能上實(shí)現(xiàn)能源消耗過(guò)程的信息化與可視化、能耗/能效信息統(tǒng)計(jì)與管理、歷史能耗數(shù)據(jù)對(duì)比與分析、電能質(zhì)量及諧波監(jiān)測(cè)與分析四大功能，取得了一系列豐碩成果。 

3.1 能源消耗過(guò)程的信息化、可視化 

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)是靠人工定時(shí)抄表的方式統(tǒng)計(jì)用電及能源消耗狀況，這種方法的缺點(diǎn)是統(tǒng)計(jì)效率低，采集的數(shù)據(jù)單一，所以企業(yè)不能及時(shí)準(zhǔn)確的掌握能耗設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理人員可以掌握生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)備的實(shí)時(shí)能耗狀況、能耗變化趨勢(shì)和實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)等信息，因?yàn)槟苄Ч芾硇畔⑾到y(tǒng)可以在線監(jiān)測(cè)整個(gè)企業(yè)(集團(tuán))的能耗動(dòng)態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)能耗過(guò)程的信息化、可視化。 

3.2 能耗，能效信息統(tǒng)計(jì)、管理 

系統(tǒng)自動(dòng)生成的多種能耗信息統(tǒng)計(jì)圖形和報(bào)表，為用戶提供一些能源消耗成本和結(jié)構(gòu)分析的依據(jù)，從而更客觀的節(jié)能措施的效果。 

3.3 歷史能耗數(shù)據(jù)對(duì)比、分析  

系統(tǒng)具有強(qiáng)大的歷史能耗數(shù)據(jù)追溯和分析功能，企業(yè)能效管理及生產(chǎn)工藝分析人員可按不同需要靈活設(shè)置工作點(diǎn)參數(shù)，在不同時(shí)段下生成各種能耗數(shù)據(jù)報(bào)表與能耗曲線，通過(guò)動(dòng)態(tài)的單位產(chǎn)量能耗曲線和數(shù)據(jù)，可以更加直觀反映企業(yè)生產(chǎn)能耗與國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)能耗之間存在的差距，及時(shí)指導(dǎo)和調(diào)整生產(chǎn)，使企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的單位能耗保持在一個(gè)合理科學(xué)的水平。 

3.4 電能質(zhì)量及諧波監(jiān)測(cè)與分析 

電力電子技術(shù)在電氣化鐵路和電弧爐冶煉等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的應(yīng)用，它的提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，但是同時(shí)也產(chǎn)生了許多諧波污染電網(wǎng)，帶來(lái)了一系列的諧波和電能質(zhì)量問(wèn)題。諧波能夠干擾通信電路的正常工作，引起電氣設(shè)備附加損耗和發(fā)熱，使設(shè)備的壽命縮短，效率降低。但是用電及能效管理信息系統(tǒng)能夠在線監(jiān)測(cè)諧波分量電能質(zhì)量，通過(guò)諧波趨勢(shì)圖和分量圖，減少諧波危害和電能質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，保護(hù)企業(yè)能耗設(shè)備。   

4 安科瑞能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹 

4.1系統(tǒng)架構(gòu)介紹 

Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無(wú)線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱印⒎旨?jí)、分布式智能一體建立如下層次結(jié)構(gòu)： 

圖 1 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖 

4.2 系統(tǒng)功能介紹 

圖2 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)控系統(tǒng)用能統(tǒng)計(jì)示意圖 

4.2.1支路用能 

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各支路某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統(tǒng)可查看各支路用能趨勢(shì)，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢，并可以將支路用能顯示合計(jì)，以圖表形式顯示。 

4.2.2分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì) 

系統(tǒng)可以按照分項(xiàng)進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)與顯示。其中，日分項(xiàng)用能同比分析圖顯示不同分項(xiàng)的當(dāng)日與昨日能耗柱狀圖；用能餅圖顯示各分項(xiàng)過(guò)去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項(xiàng)過(guò)去31天的能耗趨勢(shì)；分項(xiàng)用能排名圖顯示被選中分項(xiàng)對(duì)應(yīng)能耗值排名位的支路。 

4.2.3分項(xiàng)用能報(bào)表 

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)各分項(xiàng)某段時(shí)間內(nèi)逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能?？刹榭捶猪?xiàng)中各支路用能趨勢(shì)，可根據(jù)已有的日期或者自定義時(shí)間進(jìn)行查詢，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel。 

4.2.4能耗的同比環(huán)比分析 

系統(tǒng)可將各主要耗能設(shè)備的能耗與去年同期值和上月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢驗(yàn)節(jié)能效果，根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行節(jié)能績(jī)效考核，以及節(jié)能目標(biāo)的修正。統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能。 

4.2.5用能數(shù)據(jù)檢查 

系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)各回路與下級(jí)支路的用能差值，超過(guò)一定百分比后醒目顯示，確保計(jì)量體系的完整性、準(zhǔn)確性。 

4.3系統(tǒng)設(shè)備選型 

表1 安科瑞Acrel-5000能耗在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選型表 

5 結(jié)束語(yǔ) 

科學(xué)的用電耗能在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化資源配置、合理利用能源、改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)從單一的裝備節(jié)能向系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變的重要措施，也是創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)的必然要求。研究用電的在線檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于當(dāng)前和今后的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。  

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