一,、方案背景與目標(biāo)
● 空壓機(jī)作為工業(yè)領(lǐng)域主要耗能設(shè)備,,其耗電量占企業(yè)總能耗的 10%-35%,。
● 傳統(tǒng)空壓機(jī)存在負(fù)載波動(dòng)大,、能效利用率低,、維護(hù)成本高等問(wèn)題,。
● 安科瑞ADL400及ADW300系列三相電表憑借高精度測(cè)量(0.5S級(jí)有功電能精度)、諧波分析(2-31次分次諧波檢測(cè)),、多協(xié)議兼容(Modbus RTU/DL/T645/4G中臺(tái))等核心功能,,結(jié)合智能群控系統(tǒng)、變頻優(yōu)化,、余熱回收等技術(shù),,構(gòu)建 “監(jiān)測(cè) - 分析 - 控制 - 優(yōu)化" 閉環(huán),實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能15%-30%,,并提升設(shè)備運(yùn)行可靠性,。
二、電表技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1. ADL400系列電表,,核心功能適配性
實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測(cè):同步采集三相電壓,、電流、有功無(wú)功功率,、功率因數(shù),、正反向電能、頻率等20+參數(shù),,支持100ms級(jí)響應(yīng)數(shù)據(jù)更新,,捕捉負(fù)載波動(dòng)。
諧波深度分析:檢測(cè)2-31次分次諧波及總諧波畸變率(THD),,識(shí)別電機(jī)異常運(yùn)行(如變頻器故障,、軸承磨損),,避免諧波導(dǎo)致的額外能耗。
多費(fèi)率計(jì)量:支持尖峰平谷四費(fèi)率時(shí)段配置,,結(jié)合分時(shí)電價(jià)政策優(yōu)化用電策略,,降低電費(fèi)支出。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸:內(nèi)置 48 個(gè)月歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ),,通過(guò) RS485 接口與能源管理平臺(tái)(如安科瑞AcrelEMS)實(shí)時(shí)交互,支持遠(yuǎn)程配置與監(jiān)控,。
2.ADW300系列電表,,核心功能適配性
ADW300系列作為三相物聯(lián)網(wǎng)電能表,在實(shí)時(shí)能耗監(jiān)測(cè)維度展現(xiàn)出與 ADL400同源的技術(shù)基因,,但更強(qiáng)調(diào)無(wú)線(xiàn)化與場(chǎng)景適配性,。全電參量同步采集:除常規(guī)電參量外,更有正反向有功,、無(wú)功電能,,峰平谷分時(shí)計(jì)量;電壓電流相角,,電壓電流不平衡度,、電壓電流總諧波及2-31分次諧波;當(dāng)月和上月的電壓,、電流,、功率極值記錄大電流、功率需量及實(shí)時(shí)電流,、功率需量等核心參數(shù)同步測(cè)量,,功率數(shù)據(jù)更新周期達(dá)100ms級(jí),可捕捉電機(jī)啟動(dòng),、變頻器切換等瞬時(shí)負(fù)載波動(dòng)
分布式監(jiān)測(cè)優(yōu)化:針對(duì)工業(yè)設(shè)備分散部署特點(diǎn),,內(nèi)置或外置開(kāi)口互感器采樣模式,支持免停電安裝,,尤其適配老舊廠(chǎng)房配電柜改造場(chǎng)景,,避免傳統(tǒng)布線(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的干擾。
安全參數(shù)擴(kuò)展:集成剩余電流監(jiān)測(cè)與線(xiàn)纜溫度檢測(cè),,可實(shí)時(shí)預(yù)警漏電,、過(guò)溫等電氣火災(zāi)隱患,特別適合消防監(jiān)管區(qū)域,。
深度諧波解析:支持2-31 次分次諧波及總諧波畸變率(THD)測(cè)量,,可識(shí)別變頻器 IGBT 故障、電機(jī)軸承磨損等異常工況導(dǎo)致的特征諧波(如5次7次諧波激增),,通過(guò)DO 輸出聯(lián)動(dòng)APF投切,,將諧波畸變率控制在國(guó)標(biāo)范圍內(nèi),。
動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量評(píng)估:實(shí)時(shí)計(jì)算電壓不平衡度(±1% 精度)、電流相位角(±1°)等指標(biāo),,結(jié)合事件記錄功能(如過(guò)壓,、欠壓、缺相),,為治理方案提供數(shù)據(jù)支撐,。
分時(shí)電價(jià)適配:支持尖峰平谷四費(fèi)率時(shí)段配置,內(nèi)置3套時(shí)段表,,每日14個(gè)時(shí)段,,可靈活匹配地方電價(jià)政策。配合4G無(wú)線(xiàn)通信,,遠(yuǎn)程下發(fā)電價(jià)方案,,無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
需量統(tǒng)計(jì)與負(fù)荷控制:記錄正向 / 反向有功,、無(wú)功需量數(shù)據(jù)(需量15分鐘周期),,通過(guò)功率閾值設(shè)置(如單回路負(fù)載超過(guò) 80% 額定功率時(shí)報(bào)警),輔助企業(yè)實(shí)施 “錯(cuò)峰生產(chǎn)" 策略,。
邊緣數(shù)據(jù)存儲(chǔ):內(nèi)置 12 個(gè)月歷史電能數(shù)據(jù)(含各費(fèi)率,、四象限電能),支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳與掉電數(shù)據(jù)保存,,確保數(shù)據(jù)連續(xù)性,。對(duì)比 ADL400,ADW300更側(cè)重高頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性,,適合短期運(yùn)維分析,。
多協(xié)議無(wú)線(xiàn)通信:支持RS485+4G/WiFi/LoRa 混合組網(wǎng),工業(yè)場(chǎng)景優(yōu)先選擇 4G 或 LoRa 確保覆蓋,,商業(yè)樓宇可通過(guò) WiFi 實(shí)現(xiàn)低成本接入,。通信協(xié)議兼容 Modbus RTU、DL/T645-07 及MQTT/HTTP 物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,,無(wú)縫對(duì)接 Acrel-EIoT平臺(tái)或第三方 EMS 系統(tǒng),。
智能聯(lián)動(dòng)控制:通過(guò)4路DI采集開(kāi)關(guān)量狀態(tài)(如接觸器分合閘),結(jié)合2 路DO輸出實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制(如欠費(fèi)跳閘,、諧波超限自動(dòng)投切濾波器),,滿(mǎn)足預(yù)付費(fèi)管理、能耗聯(lián)動(dòng)等智能化需求,。

3. 典型應(yīng)用場(chǎng)景
工業(yè)空壓機(jī)群控系統(tǒng):通過(guò) Modbus協(xié)議將多臺(tái)空壓機(jī)能耗數(shù)據(jù)接入PLC,,聯(lián)動(dòng)變頻器實(shí)現(xiàn)按需供氣,避免 “大馬拉小車(chē)" 現(xiàn)象。
余熱回收系統(tǒng):監(jiān)測(cè)空壓機(jī)余熱回收裝置的能耗變化,,量化熱能轉(zhuǎn)化效率(如每小時(shí)回收熱量對(duì)應(yīng)減少的電加熱能耗),。
電能質(zhì)量?jī)?yōu)化:針對(duì)諧波污染嚴(yán)重的場(chǎng)景(如紡織廠(chǎng)、注塑車(chē)間),,通過(guò)諧波數(shù)據(jù)指導(dǎo)有源濾波器(APF)投切,,提升功率因數(shù)至0.95以上。
工商業(yè)園區(qū):通過(guò)LoRa/4G組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分散設(shè)備集群監(jiān)控,,配合云平臺(tái)生成二三級(jí)能耗報(bào)表,,支撐碳排核算與能效評(píng)級(jí)。
新能源場(chǎng)景:在分布式光伏項(xiàng)目中,,通過(guò)雙向計(jì)量與諧波監(jiān)測(cè),,實(shí)時(shí)評(píng)估逆變器輸出質(zhì)量,配合Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) “防逆流" 控制,,提升并網(wǎng)穩(wěn)定性
三、空壓機(jī)節(jié)能方案實(shí)施路徑
系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì):
硬件層:
ADL400電表直接接入空壓機(jī)進(jìn)線(xiàn)側(cè),,通過(guò)485總線(xiàn)連接至ANet智能通信管理機(jī),,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集。
或使用ADW300電表4G無(wú)線(xiàn)通訊方式,,無(wú)需網(wǎng)關(guān)直接接入能管云平臺(tái),。
平臺(tái)層:
安科瑞AcrelEMS 3.0能源管控平臺(tái),Acrel-EIOT物聯(lián)網(wǎng)能源系統(tǒng),,通過(guò) AI 算法分析能耗趨勢(shì),、設(shè)備效率及潛在故障,生成優(yōu)化策略,。
控制層:
平臺(tái)指令下發(fā)至變頻器或群控系統(tǒng),,動(dòng)態(tài)調(diào)整空壓機(jī)運(yùn)行參數(shù)(如轉(zhuǎn)速、啟停數(shù)量)
融合了哪些節(jié)能技術(shù)
智能群控優(yōu)化動(dòng)態(tài)負(fù)載匹配:
根據(jù)實(shí)時(shí)用氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行空壓機(jī)臺(tái)數(shù),,減少空載能耗,。
壓力帶控制:
設(shè)置 0.7-0.75MPa 窄幅壓力區(qū)間,避免頻繁加卸載,,降低電機(jī)沖擊損耗,。
變頻調(diào)速改造電機(jī)適配:
通過(guò)ADL400實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)功率,實(shí)現(xiàn) “壓力-流量-轉(zhuǎn)速" 動(dòng)態(tài)匹配,,節(jié)電率可達(dá)18%-35%,。
軟啟動(dòng)保護(hù):
變頻器的軟啟動(dòng)功能減少電機(jī)啟動(dòng)電流沖擊,延長(zhǎng)設(shè)備壽命,,同時(shí)降低電網(wǎng)諧波污染,。
余熱回收管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制:
ADW300監(jiān)測(cè)余熱回收裝置的能耗變化,計(jì)算每小時(shí)回收熱量(如將 10 噸水從20℃加熱至60℃,對(duì)應(yīng)減少 460kWh 電加熱能耗),。當(dāng)余熱回收量超過(guò)需求時(shí),,自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水流量,避免能源浪費(fèi),。
以智慧能源重塑企業(yè)未來(lái):
本方案通過(guò)安科瑞ADL400/ADW300電表的高精度監(jiān)測(cè)能力與智能控制技術(shù)深度融合,,實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)系統(tǒng)的能耗管理、動(dòng)態(tài)負(fù)載優(yōu)化,、諧波污染治理及余熱資源再利用,。該方案不僅可顯著降低企業(yè)用電成本,更能通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精細(xì)化管理,,提升設(shè)備運(yùn)行效率與能源利用水平,,為工業(yè)領(lǐng)域 “雙碳" 目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供可復(fù)制的技術(shù)路徑。