高能耗工業(yè)企業(yè)智能用電及能效管理系統解決方案
人氣：1935次發(fā)表時(shí)間：2013-01-02
1智能用電及能效管理系統簡(jiǎn)介
系統在線(xiàn)監測整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)能耗動(dòng)態(tài)過(guò)程，收集生產(chǎn)過(guò)程中大量分散的用電、用水、用氣等能耗數據，提供實(shí)時(shí)及歷史數據分析、對比功能，以發(fā)現能源消耗過(guò)程和結構中存在的問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化運行方式和用能結構以及建立企業(yè)能耗評估、管理體系，提高企業(yè)現有供能設備的效率，實(shí)現節能增效、高效生產(chǎn)。
系統為用戶(hù)提供以下能耗數據和節能信息：①掌握企業(yè)耗能狀況：能源消耗的數量與構成、分布與流向；②了解企業(yè)用能水平：能量利用損失情況、設備效率、能源利用率、綜合能耗；③找出企業(yè)能耗問(wèn)題：管理、設備、工藝操作中的能源浪費問(wèn)題；④查清企業(yè)節能潛力：余能回收的數量、品種、參數、性質(zhì)；⑤核算企業(yè)節能效果：技術(shù)改進(jìn)、設備更新、工藝改革等的經(jīng)濟效益、節能量；⑥明確企業(yè)節能方向：工藝節能改造、產(chǎn)品節能改造、制定技改方案、措施等。
2系統功能
1）能源消耗過(guò)程的信息化、可視化
目前國內大多數企業(yè)是靠人工定時(shí)抄表的方式統計用電及能源消耗狀況，這種方式存在數據滯后、時(shí)效性差、數據單一等問(wèn)題，不能及時(shí)掌握各生產(chǎn)環(huán)節和重點(diǎn)能耗設備的實(shí)時(shí)能耗數據。能效管理信息系統在線(xiàn)監測整個(gè)企業(yè)（集團）的生產(chǎn)能耗動(dòng)態(tài)信息，并將這些能耗數據與相對應的設備、車(chē)間、班組生產(chǎn)數據相結合，現場(chǎng)運行管理人員可了解和掌握生產(chǎn)環(huán)節和重點(diǎn)設備的實(shí)時(shí)能耗狀況、單位能耗數據、能耗變化趨勢和實(shí)時(shí)運行參數等信息。
如圖：某工廠(chǎng)的工藝流程
2）能耗/能效信息統計、管理
系統自動(dòng)生成的多種能耗信息統計圖形、曲線(xiàn)和報表，如以日、周、月、年為周期的電、水、氣、煤等能耗統計報表，報表類(lèi)型分為全礦、車(chē)間、重要耗能設備三個(gè)層次，為用戶(hù)提供能源消耗結構和能源消耗成本分析依據，評估節能措施的效果和關(guān)聯(lián)影響。
系統提供綜合能耗/能效統計報表，采用菜單或光按鈕直接引導界面模式，圖形界面包括企業(yè)宏觀(guān)的能耗數據和相關(guān)信息，快捷、直觀(guān)反映企業(yè)、生產(chǎn)車(chē)間、班組和重要生產(chǎn)環(huán)節實(shí)時(shí)和歷史能耗/能效信息。
3）歷史能耗數據對比、分析
系統具有強大的歷史能耗數據追溯和分析功能，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置工作點(diǎn)參數，在不同時(shí)段下生成各種能耗數據報表與能耗曲線(xiàn)：如設備單耗、生產(chǎn)線(xiàn)和班組單耗等，用多種方法對主要能耗設備和生產(chǎn)線(xiàn)的能耗數據進(jìn)行查詢(xún)和追溯，并可對多種參量的變化趨勢進(jìn)行對比、分析，從而發(fā)現能源消耗結構和過(guò)程中存在的深層次問(wèn)題，對企業(yè)能源消耗結構和方式的改進(jìn)、優(yōu)化提出方案和建議。
通過(guò)動(dòng)態(tài)的單位產(chǎn)量能耗曲線(xiàn)和數據，可以直觀(guān)地比較企業(yè)生產(chǎn)能耗與國際、國內標準的差距，從而對生產(chǎn)、管理、工藝及時(shí)進(jìn)行指導和調整，使企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的單位能耗和能源效率保持在科學(xué)、合理水平。
4）電能質(zhì)量及諧波監測、分析 電力電子技術(shù)在電氣化鐵路、電解工廠(chǎng)、電弧爐冶煉和電機變頻調速等領(lǐng)域的廣泛應用，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的諧波污染電網(wǎng)，導致諧波和電能質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。
用電及能效管理信息系統在線(xiàn)監測電能質(zhì)量和諧波分量，通過(guò)諧波分量圖和趨勢圖，使用戶(hù)及時(shí)了解真實(shí)用電環(huán)境，避免諧波危害和電能質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，同時(shí)降低供電系統諧波和無(wú)功損耗。通常購置諧波監測設備需要較大的投資，本系統能同時(shí)實(shí)現電能消耗狀況以及諧波監測、分析的雙重功能。
3系統架構及工作原理
系統主要由數據采集層、數據傳輸網(wǎng)絡(luò )、能效管理系統軟件三部分組成。
1）數據采集層：通過(guò)安裝在能耗監測儀表箱（柜）中的帶數字接口的智能電力儀表，實(shí)施對負荷用電量的實(shí)時(shí)監測。監測數據包括：電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、有功無(wú)功電能、諧波、環(huán)境與開(kāi)關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數。監測對象包括：電力需求側中低壓饋線(xiàn)回路、主要耗能機電設備、廠(chǎng)房（生活區）其他耗能設施。同時(shí)也可以對用水量、用氣量、熱量、投料量、產(chǎn)量等，通過(guò)電子式流量表、電子式熱量表、電子皮帶秤、地秤等現場(chǎng)智能數據采集，根據現場(chǎng)條件和系統應用的要求，采集的數據也可以取自用戶(hù)的其他智能系統的數據接口。
2）數據傳輸網(wǎng)絡(luò )：通過(guò)在能耗監測儀表箱（柜）中安裝的能耗智能數據網(wǎng)關(guān)，實(shí)時(shí)采集能耗計量?jì)x表的數據，并且通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò )傳輸到能耗監控中心。無(wú)需遠距離布線(xiàn)，施工簡(jiǎn)單可靠。智能數據網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式，目前支持RS-485/RS-232總線(xiàn)、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無(wú)線(xiàn)、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò )傳輸等多種方式。
3）用電及能效管理系統軟件：完成數據采集、校驗、分析、處理、輸出、系統維護、授權使用權限分級控制等；并可將現場(chǎng)運行的重要數據、報警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。
4計量及監控產(chǎn)品配置
電力儀表主要用于電網(wǎng)，特別是用戶(hù)端低壓的電參數測量、電能計量、故障診斷、電氣控制、報警、保護等功能；電能表用于電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節、用戶(hù)與用戶(hù)之間的電能結算，附帶有電參數測量，無(wú)診斷、控制和保護等功能。
（1）高壓回路或低壓進(jìn)線(xiàn)回路選LZS9802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、復費率電能統計；4DI+3DO（DO3做過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議規約。適用于高壓重要回路或低壓進(jìn)線(xiàn)柜。
（2）低壓聯(lián)絡(luò )或出線(xiàn)回路選LZS8800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、復費率電能統計、最大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開(kāi)孔尺寸：92×92mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò )柜、出線(xiàn)柜。
（3）動(dòng)力柜、照明箱選LZS503電力儀表或導軌式電表
LZS503電力儀表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統計、最大需量統計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：開(kāi)孔尺寸80×80mm，開(kāi)孔尺寸72×72mm。適用于動(dòng)力柜。
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、復費率電能統計、最大需量統計；電流規格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規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于動(dòng)力柜。
導軌式電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于用于耗能設備進(jìn)行計量。
照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數。適用于照明箱的電流、電壓測量；單相電能計量。
5技術(shù)特點(diǎn)
1）以設備為對象構建的內置實(shí)時(shí)關(guān)系數據庫：這種結構化、對象化的實(shí)時(shí)數據庫相比較傳統的平面數據庫，大大提高了數據檢索和訪(fǎng)問(wèn)的速度及效率；
2）靈活的進(jìn)程調度管理技術(shù)：進(jìn)程調度管理功能可以把大量的數據采集和處理任務(wù)分布到不同的服務(wù)器上運行來(lái)實(shí)現負載均衡。支持在線(xiàn)組態(tài)，在不影響操作的情況下，允許全部或部分應用程序進(jìn)行修改；
3）系統的集中管理和維護：有權限的用戶(hù)，可以在EMIS系統中任意一臺服務(wù)器或工作站上修改系統配置，在提交以后系統自動(dòng)同步數據庫的配置；
4）網(wǎng)絡(luò )體系架構：基于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )體系架構，支持多層次網(wǎng)絡(luò )冗余及故障切換。增強的Web功能和Internet/Intranet瀏覽器技術(shù)，直接支持多文檔；
5）支持多種通信協(xié)議：I/O通信冗余，直接讀取現場(chǎng)數據采集設備存儲的數據，同時(shí)具備良好的開(kāi)放性和靈活性。支持RS-232/422/485、Ethernet、Can、LonWorks、MODBUS等多種通信協(xié)議和標準；網(wǎng)絡(luò )通信采用標準的NetBIOS，支持IPX/SPX、TCP/IP等協(xié)議；
6）支持多種關(guān)系數據庫：包括Oracle、SQL Server、dBASE等；實(shí)時(shí)數據庫內置多種功能模塊，可實(shí)現累計、統計、控制、線(xiàn)形化、PID控制、各種運算等功能。通過(guò)高效的壓縮技術(shù)和海量的存儲技術(shù)，可以處理10萬(wàn)點(diǎn)以上的數據；
7）豐富的圖形開(kāi)發(fā)工具以及優(yōu)化設計的圖庫：新增更多的矢量子圖，使工程畫(huà)面制作更加豐富、靈活；提供面向對象編程方式，內置間接變量、對象變量、模板變量，方便構造強大的企業(yè)級運行系統；
8）開(kāi)放性：全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX標準，提供OLE、COM、DCOM、動(dòng)態(tài)鏈接庫等多種接口，以便用戶(hù)利用各種常用開(kāi)發(fā)工具（如：VC++、VB等）進(jìn)行深層的二次開(kāi)發(fā)。
6應用案例
系統主要實(shí)現的監控功能：
1. 界面開(kāi)發(fā)設計成美觀(guān)大方的圖形，設備拓撲關(guān)系可自動(dòng)生成并根據設備帶電狀態(tài)動(dòng)態(tài)著(zhù)色。
2. 可查看各宿舍的當前電能值和當前冷/熱用水量。
3. 具備遠程抄表功能，可查詢(xún)到任意時(shí)刻某一回路的詳細電參量。
4. 具有用電量和用水量的報表查詢(xún)功能，支持日報、月報和年報的查詢(xún)及打印。
5. 具有Web訪(fǎng)問(wèn)功能，接入局域網(wǎng)的計算機可以打開(kāi)IE瀏覽器瀏覽軟件界面。
6結語(yǔ)
節能工作不僅是對某個(gè)設備和工藝的改造，而是對企業(yè)全系統用能過(guò)程的優(yōu)化，采用能效管理信息系統可以對企業(yè)能源效率水平進(jìn)行全面監測、分析和評估，找出生產(chǎn)過(guò)程中能耗問(wèn)題根源所在，科學(xué)、合理地制定生產(chǎn)工藝流程、建設能耗考核標準和體系，有針對性地制定節能改造方案，是企業(yè)節能增效工作的基礎和技術(shù)方向。
概述
建設智能用電及能效管理系統，實(shí)現對工礦企業(yè)用電及能源消耗狀況的全面監測、分析和評估，通過(guò)對能源消耗過(guò)程信息化、可視化管理，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)工藝用能過(guò)程，科學(xué)、合理地制定企業(yè)能耗考核標準和考核體系，有效提升企業(yè)能源效率管理水平。
中國經(jīng)濟在持續高速增長(cháng)的同時(shí)也伴隨著(zhù)能源緊張和環(huán)境惡化的巨大壓力，而面對這一挑戰的最有效、經(jīng)濟的辦法是在高能耗企業(yè)建設能耗監測、管理、控制系統，通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新提高能源使用效率，幫助企業(yè)實(shí)現節能增效、清潔生產(chǎn)的目標。
據國外統計資料：工業(yè)企業(yè)每年10%以上能源損耗源于沒(méi)有能源監測及維護計劃，每年12%的能源損耗源于沒(méi)有能源管理及控制系統。歐美發(fā)達國家先進(jìn)企業(yè)除了生產(chǎn)過(guò)程中廣泛采用計算機監測、控制系統（DCS，SCADA）外，能源數據的在線(xiàn)監測、分析和優(yōu)化系統占有重要的位置。通過(guò)現代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)和分布式控制技術(shù)，建立完善的能耗監測、管理體系，實(shí)現能源消耗動(dòng)態(tài)過(guò)程的信息化、可視化、可控化，對企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能源消耗的結構、過(guò)程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化，提高能源使用效率。
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