安科瑞 劉邁

　　摘要：制訂用電管理的規(guī)章制度,，加強(qiáng)對生產(chǎn)用電的考核是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的途徑之一,，通過開發(fā)“工廠電能管理系統(tǒng)",采用峰谷分時用電，既節(jié)約了電費,，又提高了經(jīng)濟(jì)效益,。

　　關(guān)鍵詞：用電；管理,；開發(fā),；調(diào)節(jié)

　　1前言

　　隨著企業(yè)改革的不斷深入，對用電管理的現(xiàn)代化水平要求越來越高,，準(zhǔn)確,、快速、經(jīng)濟(jì)地獲得用電管理的各類數(shù)據(jù)是進(jìn)行用電分析,、負(fù)荷管理,、表計運行狀況監(jiān)測、電費自動結(jié)算的基礎(chǔ),，同時也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有力手段,。

　　湖鐵集團(tuán)是湖南省的耗電大戶，公司擁有220kV變電站一座,，采用一主一備的運行方式,，由2臺63000kVA的主變供電，年用電量可達(dá)8.4億kW·h,。滿負(fù)荷生產(chǎn)期月電費達(dá)2500萬元,，電費成本占公司生產(chǎn)總成本的40%左右，設(shè)法降低電費成本支出,，是公司一貫的宗旨,。從1995年12月起，湖南省對工業(yè)企業(yè)實行峰谷分時電價政策,，分尖,、峰、平,、谷四段計算,。其中尖峰時段4h,電價為1.6倍；高峰時段7h,電價為1.4倍,；平段5h,電價為1倍,；低谷時段8h,電價為0.35倍,。如何降低尖、高峰時段的用電比例,，提高低谷時段的用電比例是降低電費生產(chǎn)成本的主要手段,。為此，公司先后制訂了一系列用電管理方面的規(guī)章制度,，加強(qiáng)對鐵合金電爐生產(chǎn)用電的考核,，在各爐臺安裝了峰谷分時計量電表，對生產(chǎn)用電按峰谷分時電價進(jìn)行內(nèi)部結(jié)算,，納人生產(chǎn)成本進(jìn)行綜合考核,。但是由于按成本進(jìn)行考核，職工得到的實惠少,，對用好低谷電的激勵作用不大,，使得尖、高峰的用電量沒有得到有效控制,，低谷用電沒有充分利用好,，每年峰谷電費節(jié)約額僅120萬元左右，對生產(chǎn)成本的控制沒有達(dá)到預(yù)期目的,。另外,，公司內(nèi)部對各電爐的用電量、電費,、電耗的計算考核,，特別是峰谷分時用電情況采用傳統(tǒng)的人工抄報式，存在掌握不及時,、勞動強(qiáng)度大,、時間不統(tǒng)一、誤差大等缺點,。因此,，如何利用當(dāng)今技術(shù)及時掌握各類用電參數(shù)，合理利用好電力負(fù)荷,，充分利用好低谷電,，降低電費支出，保障電氣設(shè)備安全,、穩(wěn)定運行是我公司當(dāng)務(wù)之急,。

　　針對以上情況，湖鐵集團(tuán)與長沙富博科技有限公司組織有關(guān)專家,、計算機(jī)技術(shù)人員成功開發(fā)出使用可靠的“工廠電能管理系統(tǒng)"(以下簡稱“系統(tǒng)"),。該系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程抄表技術(shù)取得各種表計的實時運行參數(shù)(電量、電壓,、電流,、功率因數(shù),、負(fù)荷等),生成各種表格和曲線，直觀掌握每臺電爐,、每條供電回路的用電參數(shù),。并通過公司內(nèi)部經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)節(jié)作用，調(diào)動了生產(chǎn)一線職工的積*性,，提高了企業(yè)低谷用電量的比例,，節(jié)約了電費。

　　2系統(tǒng)工作原理

　　圖中TTU為配電綜合監(jiān)測終端,，可自帶MO-DEM或外加無線數(shù)傳電臺,，因此計算機(jī)主站發(fā)出抄錄命令,，TTU即將其所存儲的各類用電運行參數(shù)通過電話線或外加無線數(shù)傳電臺遠(yuǎn)傳到計算機(jī)主站(注：為節(jié)省安裝和運行費用,，還可以多個TTU共用一條電話線或外加無線數(shù)傳電臺)。

　　每臺TTU可監(jiān)測一臺變壓器或一條供電線路的三相電流,、電壓,、功率因數(shù)。監(jiān)測方式既可以實時也可以定時,，時間間隔*短可達(dá)秒級,，按秒級計算每臺TTU可存儲多達(dá)50min的數(shù)據(jù)，按分鐘級計算每臺TTU可存儲多達(dá)50h的數(shù)據(jù),，按15min級計算,，每臺TTU可存儲多達(dá)32天的數(shù)據(jù)。

　　每臺TTU與主站軟件配合可提供數(shù)據(jù)超限記錄,，為報警系統(tǒng)提供依據(jù),。

　　每臺TTU可以監(jiān)測許多其他用電指標(biāo)及事件記錄，詳見系統(tǒng)功能,。

　　每臺數(shù)據(jù)采集中端*多可以采集16路電能表的電量讀數(shù),，并保存，等待數(shù)據(jù)集中器把該數(shù)據(jù)抄錄下來,，傳回主站,。

　　數(shù)據(jù)集中器*多可以抄收匯總1000塊電能表的電量數(shù)據(jù)，通過命令把采集終端采集的電能表碼匯總,，并可以按小時保存電能表電量數(shù)據(jù),，如100塊電能表，每小時保存一個電量數(shù)據(jù),，*多可以保存7天,。

　　系統(tǒng)主站為計算機(jī)系統(tǒng)，由它發(fā)出指令并接收各采集點所搜集的用電信息,，然后對各類信息進(jìn)行加工處理,，形成所需的各類曲線及表格,。此外，計算機(jī)還可以以屏幕閃爍方式或音響組成有聲報警系統(tǒng),。多路數(shù)據(jù)通道為可選件,，有了它可以同時并行接收8路數(shù)據(jù)采集信息。

　　3配電綜合監(jiān)測終端(TTU)的功能及性能指標(biāo)

　　配電監(jiān)測終端具有如下功能：

　　(1)實時監(jiān)測配電設(shè)備運行電壓,、電流,、功率因數(shù)、抄錄電表有功電量,、無功電量等綜合運行參數(shù),，并可按設(shè)定間隔定時存儲以上參數(shù)。

　　(2)能利用公用電話網(wǎng)或雙絞線進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,，其中帶MODEM的為主配電綜合監(jiān)測終端,，帶485接口的為從配電綜合監(jiān)測終端，因而可構(gòu)成一主從式分布系統(tǒng),，能有效地解決一條電話線抄收多臺配電綜合監(jiān)測終端的情況,。

　　(3)記錄供電的停電時間，運行電壓,、電流的峰值及峰值發(fā)生時間,，并可按設(shè)定的電壓上、下限值,，產(chǎn)生電壓的超上及電壓的超上,、下限合格率，并自行在跨月時刷新以上統(tǒng)計數(shù)據(jù),。

　　(4)能采集2路脈沖輸入量,，可接入兩臺脈沖或機(jī)械電表，采集的電能量可通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道自動遠(yuǎn)程傳輸至計算機(jī)管理*,。

　　(5)能采集2路遙信輸入量,，可接入刀閘開關(guān)狀態(tài)，采集的遙信輸入量可通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道自動遠(yuǎn)程傳輸至計算機(jī)管理*,。

　　(6)臺區(qū)配電綜合監(jiān)測終端為模塊化結(jié)構(gòu),，可方便用戶的其他各種功能需求。

　　(7)配電綜合監(jiān)測端設(shè)有本地通訊接口,，通過這個接口對配電綜合監(jiān)測終端進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)置或讀取數(shù)據(jù),。

　　(8)系統(tǒng)后臺管理軟件能根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,，生成各種綜合參數(shù)動態(tài)曲線,，形成報表，也可在打印機(jī)上打印輸出,。

　　(9)配電綜合監(jiān)測終端分高壓型和低壓型兩種,，可選擇使用,。

　　配電綜合監(jiān)測終端主要技術(shù)指標(biāo)是：

　　工作電壓：195~265Vx3相或90~120V×3相；

　　工作電流：0~5A×3相或0~5Ax2相(實際可達(dá)10A);

　　工作頻率：50Hz±5%;

　　精度：電壓±0.5%,電流±0.5%,有功電量±1.0%;功耗：小于3VA;

　　環(huán)境溫度：-10~+50℃,-45~+55℃;

　　環(huán)境濕度：≤90%;

　　通訊方式：電話線,，RS486,無線,；

　　通訊距離：1200m(RS485)。

　　4運行方式

　　手工運行,，查看任一時刻,、任一回路的數(shù)據(jù)并按特定時間數(shù)據(jù)結(jié)轉(zhuǎn)。

　　自動運行,，設(shè)定自動數(shù)據(jù)收集時間,，由系統(tǒng)自動搜集數(shù)據(jù)并按設(shè)定時間進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)存。

　　5用戶數(shù)據(jù)界面

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)以如下三種方式提供：

　　(1)以圖表方式動態(tài)顯示下列內(nèi)容：三相電流,，三相電壓及三相功率因數(shù)曲線,；年，月,，日用量曲線,。

　　(2)以數(shù)據(jù)列表方式顯示下列內(nèi)容：年,，月,，日臺變統(tǒng)計數(shù)據(jù)；年,，月,，日用量及低壓線損統(tǒng)計表(結(jié)合集中抄表);停電記錄表；供電可靠性統(tǒng)計表,。

　　(3)打印輸出：除打印上述數(shù)據(jù)和列表外,，還可打印所需求的其他各種列表。

　　6效果與效益

　　工廠電能管理系統(tǒng)在湖鐵集團(tuán)的應(yīng)用使公司的用電管理水平上了一個新臺階,。公司進(jìn)一步完善內(nèi)部考核制度,，按節(jié)約的電費額提取一定比例獎勵給生產(chǎn)一線職工，*大地調(diào)動了一線職工自覺避峰填谷的積*性,，既節(jié)約了電費,，又使職工得到了實惠。以前靠行政命令來安排爐臺避峰填谷的被動式作業(yè)方式現(xiàn)在得到了根本改變,。各單位自覺采用避峰填谷組織生產(chǎn),，主動將檢修時間安排在尖、高峰時段進(jìn)行,。在低谷時段盡量滿負(fù)荷生產(chǎn),，在尖、高峰時段盡量控制負(fù)荷,。生產(chǎn)單位可在該系統(tǒng)上直觀地看出每一天峰谷用電量是多少,，電費節(jié)約了多少,。

　　從集團(tuán)公司與電力局結(jié)算電費中可看出，安裝使用該系統(tǒng)后,，每月低谷用電量比例從34%提高至39%左右,，增加近5個百分點，尖,、高峰用電量比例下降,，月節(jié)約電費支出近50萬元，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,。

　　7安科瑞電能管理系統(tǒng)

　　7.1概述

　　用戶端消耗著整個電網(wǎng)80%的電能,，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、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，*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,，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括：表計,，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。

　　Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計,，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用電的使用消耗情況,，便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約電能,，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐,。

　　7.2應(yīng)用場所

　　（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,、金融機(jī)構(gòu)建筑等）,；

　　（3）旅游建筑（賓館飯店,、娛樂場所等）,；

　　（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）,；

　?。?）通信建筑（郵電、通信,、廣播,、電視、數(shù)據(jù)*等）,；

　?。?）交通運輸建筑（機(jī)場,、車站,、碼頭建筑等）。

　　8系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

9系統(tǒng)功能

　　9.1實時監(jiān)測

　　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行狀態(tài),，實時監(jiān)測各回路電壓,、電流、功率,、功率因數(shù),、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器,、隔離開關(guān),、地刀等合、分狀態(tài),，以及有關(guān)故障、告警等信號,。

9.2電能統(tǒng)計報表

　　系統(tǒng)以豐富的報表支撐計量體系的完整性,。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況,，即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)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分析追溯,，維護(hù)計量體系的正確性,。

9.3詳細(xì)電參量查詢

　　在配電一次圖中，當(dāng)鼠標(biāo)移動到每個回路附近時,，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,、總無功功率、總功率因數(shù),、正向有功電能,，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

9.4運行報表

　　系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能,，所有實時采集的數(shù)據(jù),、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù),、*時間或選擇查詢*近更新的記錄數(shù)據(jù)等,，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運行日報,、月報,，支持導(dǎo)出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導(dǎo)出PDF格式文件,。

9.5變壓器運行監(jiān)視

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

9.6實時報警

　　系統(tǒng)具有實時報警功能,，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān),、接地刀分,、合動作等遙信變位，保護(hù)動作,、事故跳閘,，以及電壓、電流,、功率,、功率因數(shù)越限等事件進(jìn)行實時監(jiān)測，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口,，并發(fā)出聲音或語音提醒,。

9.7歷史事件查詢

　　系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動作,、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)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯,，查詢統(tǒng)計,、事故分析。

9.8電能質(zhì)量監(jiān)測

　　系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測,，運行維護(hù)人員可以通過諧波分析棒圖,、報表掌握進(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故(該功能需要選配帶諧波監(jiān)測功能的電力儀表,，不需要可刪除。

9.9遙控操作

　　系統(tǒng)支持對斷路器,、隔離開關(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,，對于每次遙控操作，系統(tǒng)自動生成操作記錄,，記錄內(nèi)容包含操作人、操作時間,、操作類型等,。實現(xiàn)該功能需要斷路器本身具有電操機(jī)構(gòu)及保護(hù)保測控裝置具備遙控功能等硬件設(shè)備的支持。

9.10用戶權(quán)限管理

　　系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,。通過用戶權(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）。可以定義不同級別用戶的登錄名,、密碼及操作權(quán)限,，為系統(tǒng)運行、維護(hù),、管理提供可靠的安全保障,。

9.11通訊狀態(tài)圖

　　系統(tǒng)支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運行維護(hù)人員實時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài),，及時維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備,，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

9.12視頻監(jiān)控

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

3.13用戶報告

　　用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù),，對變壓器負(fù)荷,、配電回路用電量、功率因數(shù),、報警事件等進(jìn)行統(tǒng)計分析,。

9.14APP支持

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

10系統(tǒng)硬件配置

　　11結(jié)語

　　工廠電能管理系統(tǒng)在湖鐵集團(tuán)的應(yīng)用成功,，給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)如能增加電壓波形,、諧波分量等運行參數(shù)分析,，這將更進(jìn)一步提高企業(yè)的用電管理水平，為電氣設(shè)備事故分析提供更加有力的數(shù)據(jù),，確保企業(yè)安全可靠供電,。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]王啟志.李紅華.電能管理系統(tǒng)在企業(yè)中的應(yīng)用

　　[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.