智能用戶端能源管理系統(tǒng)

王海芹

上海安科瑞電氣股份有限公司   嘉定   201801

1 　簡介

電網(wǎng)是由“發(fā)電、輸電、變電、配電、用電”五個(gè)環(huán)節(jié)組成，“配電、用電”即是電網(wǎng)的用戶端，電能80%是由用戶端消耗的。用戶端主要有工礦企業(yè)、建筑樓宇、基礎(chǔ)設(shè)施三大塊。

用戶端能源管理系統(tǒng)是以幫助工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)在擴(kuò)大生產(chǎn)的同時(shí)，合理計(jì)劃和利用能源，降低單位產(chǎn)品能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益為目的信息化管控系統(tǒng)。

通過能源計(jì)劃，能源監(jiān)控，能源統(tǒng)計(jì)，能源消費(fèi)分析，重點(diǎn)能耗設(shè)備管理，能源計(jì)量設(shè)備管理等多種手段，使企業(yè)管理者對(duì)企業(yè)的能源成本比重，發(fā)展趨勢(shì)有準(zhǔn)確的掌握，并將企業(yè)的能源消費(fèi)計(jì)劃任務(wù)分解到各個(gè)生產(chǎn)部門車間，使節(jié)能工作責(zé)任明確，促進(jìn)企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

2 　基本管理職能

2.1能源系統(tǒng)主設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視 

2.2能源系統(tǒng)主設(shè)備的集中控制、操作、調(diào)整和參數(shù)的設(shè)定 

2.3實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的綜合平衡、合理分配、優(yōu)化調(diào)度

2.4異常、故障和事故處理

2.5基礎(chǔ)能源管理

2.6能源運(yùn)行潮流數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)短時(shí)歸檔、數(shù)據(jù)庫歸檔和即時(shí)查詢

3 　系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1）現(xiàn)場層

　　采集原始計(jì)量數(shù)據(jù)，包含各類能源計(jì)量裝置，如：電能表（含單相電能表、三相電能表、多功能電能表）、水表、冷量表等。計(jì)量裝置具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，通過現(xiàn)場總線與數(shù)據(jù)采集器連接，可以采用多種通訊協(xié)議將數(shù)據(jù)輸出； 

2)通訊層

　　對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，同時(shí)將匯總完畢的數(shù)據(jù)發(fā)往管理層； 

3)管理層

　　對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析綜合，并將分析結(jié)果提交決策層用來做決策的參考。廈門大學(xué)還能將能耗數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至上層的教育管理部門。

4 　主要計(jì)量表計(jì)

4.1 高壓回路或低壓進(jìn)線回路選ACR330ELH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(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測(cè)量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報(bào)警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜。

4.2 低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220EL電力儀表

該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜。

4.3 動(dòng)力柜、照明箱選ACR120EL電力儀表或?qū)к壥诫姳?nbsp;

ACR120EL電力儀表主要功能有：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：開孔尺寸80×80mm，開孔尺寸72×72mm。適用于動(dòng)力柜。

DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；電流規(guī)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(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于動(dòng)力柜。

DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計(jì)量。

照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測(cè)量；單相電能計(jì)量。

4.4低壓配電終端電流、電能采集、開關(guān)量采集及自動(dòng)控制

ARTU-K32遙信單元：32路開關(guān)量采集、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議；

ARTU-J16遙控單元：16路繼電器輸出、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議；

ARTU-P32遙脈單元：32路脈沖量采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議；

ARTU-M32遙測(cè)單元：交、直流0-20mA、4-20mA，32路模擬量信號(hào)采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。

5 　系統(tǒng)應(yīng)用

　　在我國的能源消耗中，工業(yè)是我國能源消耗的大戶，能源消耗量占全國能源消耗總量的70%左右，而不同類型工業(yè)企業(yè)的工藝流程，裝置情況、產(chǎn)品類型、能源管理水平對(duì)能源消耗都會(huì)產(chǎn)生不同的影響。建設(shè)一個(gè)全廠級(jí)的集中統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)可以完成對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行在線的采集、計(jì)算、分析及處理從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源物料平衡、調(diào)度與優(yōu)化、能源設(shè)備運(yùn)行與管理等方面發(fā)揮著重要的作用。 

　　能源管理系統(tǒng)（簡稱EMS）是企業(yè)信息化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，因此在企業(yè)信息化系統(tǒng)的架構(gòu)中，把能源管理作為MES系統(tǒng)中的一個(gè)基本應(yīng)用構(gòu)件，作為大型企業(yè)自動(dòng)化和信息化的重要組成部分，Acrel(安科瑞)產(chǎn)品以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為核心可以從數(shù)據(jù)采集、聯(lián)網(wǎng)、能源數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)分析、查詢等提供一個(gè)EMS的整體解決方案，達(dá)到公司調(diào)度管理人員在能源管控中心實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡進(jìn)行直接控制和調(diào)整，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 

典型能源系統(tǒng)架構(gòu)包括能源調(diào)度管理中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集單元等三級(jí)物理結(jié)構(gòu)，符合基于基礎(chǔ)自動(dòng)化向信息化建設(shè)發(fā)展的原則。

6 　達(dá)成的目標(biāo)

建筑與工業(yè)設(shè)施整體能耗狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和細(xì)致化管理；電力、燃?xì)狻⑺确诸惸芎臄?shù)據(jù)和電量各分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)的透明化；為其他高級(jí)應(yīng)用提供設(shè)施各類能耗的全方位實(shí)時(shí)高精度數(shù)據(jù)；為用戶建筑與工業(yè)設(shè)施能源系統(tǒng)精細(xì)設(shè)計(jì)和節(jié)能改造提供依據(jù)；能耗總量統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析；能耗成本結(jié)構(gòu)優(yōu)化；電力、燃?xì)狻⑺饶茉垂?yīng)中斷、事故跳閘、故障原因分析；趨勢(shì)記錄幫助優(yōu)化資源和業(yè)務(wù)模式規(guī)劃升級(jí)后的能源管理系統(tǒng)- 全時(shí)動(dòng)態(tài)能源管理系統(tǒng)（@EMS）　全時(shí)動(dòng)態(tài)能源管理智能化專家-- @EMS， 架構(gòu)于國際開放軟硬件控制平臺(tái)，以高開放性、兼容性和可靠性為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與通訊技術(shù)，基于完善的能耗監(jiān)測(cè)管理手段，采用分散控制器和交流采樣技術(shù)，憑借功能強(qiáng)大的大流量高可靠性通訊網(wǎng)絡(luò)，為工業(yè)民用建筑、生產(chǎn)企業(yè)和大型基礎(chǔ)設(shè)施等的能源設(shè)施的全時(shí)動(dòng)態(tài)的能源管理控制提供全面專業(yè)的解決方案,達(dá)到對(duì)用戶能耗設(shè)施能耗細(xì)節(jié)和能耗過程的完全掌握。

參考文獻(xiàn)：

[1]上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2010.08版.