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【正达信通】浅谈在线能效管理系统在企业节能中的应用与研究

时间:2021-09-10

推动全社会节约能源,提高能源利用效率,促进经济社会可持续发展是我国的基本国策,坚持以科技节能为支撑,管理节能为保障,是企业降低生产成本的一个重要途径,也是企业可持续发展的一项重要任务。而电能是大多数企业的主要能源,如何有效节约电能,提高电能质量,减少劣质电能对工厂生产和电力消耗的不利影响,是企业节能的一个重要研究方向。通过应用电气自动化技术、信息技术、测控技术、通讯网络技术和过程控制技术构建的在线能效管理系统可以快速有效地实现对电能的计量、统计、监控、分析、诊断、预警,从而促进管理节能 ;对电能质量监测可以快速识别电能质量存在的问题,第一时间解决电能异常现象,从而保障工厂生产的连续高效,实现优质电力带来优质经济生产的系统活动,提高用电安全,降低单位产品能源消耗。


1、在线能效管理系统的必要性

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展,科技节能、管理节能是企业降低生产成本的一个重要措施,传统的依靠人工或运用简易电气监测系统进行计量、统计、分析、制定节能措施,已无法满足现代化企业对能效管控的要求。因此快速有效地实现对能源的计量、统计、监控、分析、诊断、预警等全方位定量监测管控是企业所必须的。尤其对于以汽车制造、半导体制造为代表的现代先进制造业工厂,其自动化程度和生产连续性越来越高,劣质电能将严重影响工厂的连续生产,特别对于因电能质量产生的电气故障及事故,如电气线路或电力设备长期超负荷运行没有及时发现,最终导致电气线路或电力设备出现重大故障或烧毁,引发大面积停电,造成重大经济损失。因此构建一套完整的在线能效管理系统,可以快速有效地实现对企业用电的管控及对电能质量的监测、预警及策略输出,对于提高企业的用电质量及管理节能是必不可少的。


2、在线能效管理系统的工作原理及节能实践应用

2.1 工作原理

在线能效管理系统是应用电气自动化控制技术、信息技术、测控技术、通讯网络技术和过程控制技术为企业搭建能源数据实时监测、能效利用分析、电能质量监测的三大管理平台。系统由现场采集层、网络通讯层、系统管理层构成。依据各类机电设备运行中所采集的反映其能源传输、变换、与消耗的特征,采用能效策略实现能源最优化,是最经济的专家管理决策系统,可实现管理节能和绿色用能。

(1)现场采集层。该层由各种具有通讯功能的智能仪表和传感器组成,包括各种高、低压多功能监测计量仪表、变配电监控装置、电能质量监测装置、温度传感器等,并通过网络通讯层执行数据的处理及传送。

(2)网络通讯层。该层由网络交换机、数据采集装置、RS485通讯网络组成 ;网络通讯层是系统中间结构,该层连接现场采集层和系统管理层,通过本层设备与通讯线缆实现整个系统的数据的通讯传递以及必要的规约转换。

(3)系统管理层。本层硬件由应用服务器、工作站、显示设备等组成 ;采用 TCP/IP 协议,通过工业以太网实现数据传输。该层网络采用以太网(TCP/IP)网络运行方式,负责各类数据的采集、分析、处理、命令的发布、数据库的建立以及管理。


2.2 在线能效管理系统实现的功能及节能应用

(1)建立在线能效管理体系,降低用人成本。系统具有强大的数据储存、计量、统计、处理与查询功能。可以有效建立在线能源计量管理、实时动态监控管理、能效分析管理、成本管理、考核管理、策略输出管理,实现能源管理自动化,减少企业人工抄表计量、统计、分析、对策制定的人员成本。

(2)大数据查询、统计、对比、处理功能,实现对用电设备的节能管控。系统能提供每一个监测点的实时数据查询、历史数据查询、筛选、同比、环比等功能 ;实时曲线和历史曲线查询及曲线对比等功能,并可以形成各种类型的报表。可以对用电设备实现24小时动态定量监测,能效分析,从而实现节能管控,避免设备在工况不良或故障工作情况下出现的各类能效低下现象,从而避免用电设备尤其是重点用能设备在生产过程中存在的浪费。

(3)系统自诊断功能,及时发现设备故障,降低生产线停线对能源的浪费。包含系统诊断、设备运行诊断、通讯网络诊断等,通过动态画面实时显示系统运行状况,工作人员可通过系统查看各电网及设备运行情况。如某条电气线路运行时温度大于设定的标准温度值上限,系统便可自动诊断故障并及时根据严重等级选择切断相关电路。并根据报警严重程度触发启动相关操作安全管理、检修安全管理与应急处置程序,从而有效预防各类设施设备故障导致的流水线停线,降低生产停线损失。

(4)电能质量进行动态监控,及时预警,避免各种电能质量问题导致的电能浪费。系统能够采集变配电系统数据,高、低压智能仪表数据 :三相电压、三相电流、功率因数、有功、无功电度及温度信号等 ;如某一信号点突然出现大电流,系统可第一时间发现并及时以邮件或短信方式发出预警信号,提醒维护人员紧急维修,避免事故的扩大化 ;再如无功补偿功率因数低下或电网谐波较多未能及时发现,导致供电变压器及输送线路的损耗增加,供电效率低下等诸多因素,导致工厂的电能损耗较多,系统会自动不间断发送短信至管理人员手机上,直至问题处理完成。

(5)跨平台客户端数据交互功能,实现数据共享,实时监测单台能耗成本。系统可以集成其它系统的实时生产数据、工艺数据。系统提供在线电力系统接线图、流程图、趋势图、报警图等可对系统内任何位置的信息点进行实际状态观察。如电力系统的遥信信号 :开关状态过流跳闸告警、速断,跳闸告警、接地跳闸告警、变压器过温告警、变压器开门报警跳闸等其它信息,提高用电安全,减少电力异常导致的停线损失;系统可与生产系统对接,实时读取生产系统数据,实时计算单台产品能耗,监测实际生产中的单台用能情况与评估标准之间差异,从而实现生产过程管理节能。

(6)提供可优化的节能策略方案。系统数据库内含大量的节能措施,可根据各类设备不同阶段定制各种节能措施,给管理决策者主动调整设备运行能耗的改善性措施和方向,实现能源使用效率逐步优化的目的 ;系统提供对不同能源使用管理方案的能耗评估,不断完善最优能源使用路线。


3、结语

在线能效管理系统对于一个现代化企业提高用电质量及管理节能是必不可少的,同时可有效地提高企业电气应急信息化管理能力,加快事故应急反应能力,强化用电安全,建立在线能效管理体系。未来在线能效管理系统将会朝着更加系统化、网络化、自动化、智能化方向发展,实现节能管控最优化,进一步完善管理节能和绿色用能,同时应避免衍生出各类误报警、误动作问题,给管理人员带来误判。

注:文章来源于《电力系统装备》,作者王荣华 ,如有侵权,请联系删除。

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