上海電氣電站（東廠）在用電高峰期優(yōu)化生產(chǎn)方案探討

劉大成  上海安科瑞電氣股份有限公司

摘    要：隨著科技的發(fā)展，大型企業(yè)用電越來(lái)越多，如何便捷的管理用電，并且保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行就非常值得關(guān)注了。變電站自動(dòng)化控制是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。本文就基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，介紹該系統(tǒng)在變電站用電高峰期優(yōu)化生產(chǎn)的重要作用。
關(guān)鍵詞：高耗能 電力監(jiān)控軟件 電力儀表  電能管理  削峰平谷                              

一、概述
　　上海電氣電站廠區(qū)內(nèi)有多個(gè)公司的生產(chǎn)廠房，都是高耗能的生產(chǎn)車間，尤其是核電車間，電阻爐車間等等，日用電量巨大，電站廠區(qū)內(nèi)共有2個(gè)高壓變電所，3個(gè)低壓配電房，提供全廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)、照明、空調(diào)用電及其它用電等。寒暑季節(jié)是用電的高峰期，每逢這時(shí)候電網(wǎng)負(fù)荷就越來(lái)越接近。此時(shí)對(duì)各高能耗企業(yè)實(shí)行拉閘限電，分時(shí)用電等等措施實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定。上海電氣電站也不例外，給該站限定了負(fù)荷的zui高上限，一旦超過(guò)了zui高負(fù)荷，那么就會(huì)接到的罰單，因此為了協(xié)調(diào)廠區(qū)內(nèi)各廠家和用戶公司的zui大利益，如何限電，如何平衡各方面的需求就是一個(gè)尖銳的問(wèn)題。長(zhǎng)期的供電負(fù)荷與生產(chǎn)訂單之間不可調(diào)節(jié)的矛盾，給廠區(qū)內(nèi)配電部門帶來(lái)了很大的壓力。進(jìn)而向的電力監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)商尋求一個(gè)妥善的解決方案。下面就介紹一個(gè)非常成功的解決方案。

二、方案分析
　　安科瑞電氣股份有限公司給上海電氣電站提供了一個(gè)主動(dòng)調(diào)制和被動(dòng)調(diào)制相結(jié)合的方案：
　　1.主動(dòng)調(diào)制
　　主動(dòng)調(diào)制帶有一定的強(qiáng)制性，它要結(jié)合給方面的因數(shù)然后做出主觀上的判斷和方案，主動(dòng)調(diào)制就是基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在配電柜、出線柜、計(jì)量柜加裝上述智能儀表。然后采用分層分布式計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建系統(tǒng)，該系統(tǒng)分為間隔層、通訊層和站控層。                                                       
　　隔層主要的設(shè)備為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。
　　中間層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
　　站控層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶，同時(shí)用戶可以通過(guò)系統(tǒng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控功能。
　　該系統(tǒng)的主要功能：
　　1） 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，需要完成采集的信號(hào)包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度EPI。
　　該功能使管理者能了解到各個(gè)回路的功率，功率因數(shù)，電流等重要的負(fù)荷參量，為主動(dòng)調(diào)制提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。
　　2） 人機(jī)交互
　　系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫面定時(shí)輪巡切換；畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示。
　　3） 電能管理
　　自動(dòng)進(jìn)行日、月、年的電能統(tǒng)計(jì)，同時(shí)生成日、月、年報(bào)表等。該功能為管理者提供便捷的準(zhǔn)確的報(bào)表，各回路用電量的分析后，為主動(dòng)調(diào)制提供了詳盡的材料。
　　4） 運(yùn)行負(fù)荷曲線
　　定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流負(fù)荷參量，自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線的，方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。

　　該功能可以觀察往年同期各回路的負(fù)荷曲線，可以找出各回路用電的規(guī)律性。從而使主動(dòng)調(diào)制更加準(zhǔn)確合理。
　　5） 報(bào)警設(shè)置
　　負(fù)荷上限設(shè)置 ：可以為高壓進(jìn)線負(fù)荷、各變壓器負(fù)荷分別設(shè)置上限，當(dāng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)超過(guò)上限，該數(shù)據(jù)有黑色變成紅色，并且在實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警中都留下記錄。如圖

　　該功能可以對(duì)每臺(tái)變壓器設(shè)定負(fù)荷上限，以及對(duì)每個(gè)出線回路做上限設(shè)置，一旦超出負(fù)荷的上限，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，并且在事件記錄中形成記錄。管理者可以通過(guò)他來(lái)管理和限電。
　　2.被動(dòng)調(diào)制
　　被動(dòng)調(diào)制主要是通過(guò)分時(shí)用電和浮動(dòng)用電成本的途徑來(lái)調(diào)節(jié)用電。有些高耗能的工廠的用電量巨大，然而電能價(jià)格對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的利潤(rùn)有很大的影響，基于此，我們?cè)谥鲃?dòng)調(diào)制的基礎(chǔ)上實(shí)施電能復(fù)費(fèi)計(jì)量。
　　復(fù)費(fèi)率抄表：可以進(jìn)行尖、峰、平、谷時(shí)段設(shè)定，實(shí)現(xiàn)具有電能分時(shí)計(jì)費(fèi)功能，該界面顯示的為用電回路的電能復(fù)費(fèi)率。調(diào)節(jié)峰、谷、平電價(jià)，設(shè)定好抄表時(shí)間，就能便捷的計(jì)算出電費(fèi)。

　　系統(tǒng)附加功能：
　　1）故障報(bào)警及事故追憶
　　在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn)，以被用戶查詢，追憶故障原因。
　　2）用戶權(quán)限管理
　　可根據(jù)買方要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)量和設(shè)置用戶的權(quán)限。針對(duì)不同級(jí)別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。

三、方案特點(diǎn)：
　　該系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套分散式采集和集中控制管理，省去了值班人員頻繁現(xiàn)場(chǎng)抄表分析的煩瑣，從系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)出發(fā)，準(zhǔn)確的對(duì)配電系統(tǒng)做出調(diào)整，從而能在用電高峰期優(yōu)化生產(chǎn)。該方案提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

四、結(jié)束語(yǔ)
　　這種主動(dòng)調(diào)制與被動(dòng)調(diào)制的解決方案實(shí)現(xiàn)了上海電氣電站在zui大允許負(fù)荷下持續(xù)生產(chǎn)的，達(dá)到利益的zui大化。該方案的系統(tǒng)能測(cè)量到電站的用電質(zhì)量參數(shù)，電能都用在了什么地方， 有沒(méi)有電能浪費(fèi)， 節(jié)能措施有沒(méi)有收到應(yīng)有的效果， 企業(yè)管理者都能很清楚的查到、監(jiān)測(cè)到。變電站自動(dòng)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的功能，還有許多技術(shù)問(wèn)題需要攻關(guān)解決，作者相信在不太遠(yuǎn)的一段時(shí)間管理便捷化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，將有一個(gè)蓬勃的發(fā)展期。

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