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          安科瑞能耗遠程在線(xiàn)監測系統在工業(yè)節能中的應用

          更新時(shí)間:2024-07-08      點(diǎn)擊次數:71

          近年來(lái),我國工業(yè)化、城鎮化進(jìn)程明顯加快,消費結構快速升級,對能源需求旺盛,經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護矛盾突出。提高能源利用率,在環(huán)境友好的情況下進(jìn)行社會(huì )發(fā)展已成為策略和社會(huì )共識。根十三"發(fā)展規劃,2020年,國內生產(chǎn)總值能耗2015年下15%,能源消費總量控制50tce以?xún)?,節能減排工作任重道遠。

          1遠程在線(xiàn)監測技術(shù)應用現狀

          目前,遠程在線(xiàn)監測技術(shù)的應用仍有一定的局限性,在燃油、燃氣等企業(yè)還未有效全面鋪開(kāi),尚未全面涵蓋到地方監督管理層,且未專(zhuān)門(mén)針對既有鍋爐等設備特性進(jìn)一步深化與集成創(chuàng )新。因此,深入探究工業(yè)遠程在線(xiàn)監測系統具有十分重要的現實(shí)意義。

          2解決方案

          2.1數據采集層面

          MODBUS通訊協(xié)議完成對能耗數據的采集,將數據以壓縮加密方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸到能耗在線(xiàn)監測預警平臺數據服務(wù)器。由于數據采集具備斷點(diǎn)續傳功能,保證了采集數據的實(shí)時(shí)性和可靠性。企業(yè)內部采用二級采集方式:一級面向各級生產(chǎn)系統,二級為能耗系統(見(jiàn)1)。


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          1數據采集方式

          2.2數學(xué)分析層面

          運用大數據、云計算及建模技術(shù)解決系統數據量大、運算邏輯復雜、預測不準等問(wèn)題。對系統數據量,首先要解決存儲問(wèn)題,然后是查詢(xún)、檢索及加工(處理)等。遠程在線(xiàn)監測系統包含一系列大數據處理工具和方法,通過(guò)對數據的研究,將發(fā)現的問(wèn)題和規律應用到相關(guān)領(lǐng)域。此外,云計算技術(shù)也將改變整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的生態(tài)環(huán)境,如基礎設施、計算機、網(wǎng)絡(luò )設備、及軟件等。
          2.3統一平臺層面

          系統基于管控一體化信息平臺,采用分布式部署方式。在整體需求的基礎上,對系統業(yè)務(wù)功能及核心數據進(jìn)行統一規劃,以達到結構清晰和易于擴展。在設計中,遵循實(shí)用可行、適用易用、安全可靠、成熟、可擴展、可移植的原則,保證系統安全、穩定、有效運行,同時(shí)滿(mǎn)足未來(lái)擴展需求。在功能方面,采用微服務(wù)方式,包:能耗動(dòng)態(tài)監管、能耗水平識別及評價(jià)、重點(diǎn)用能企業(yè)能效對標分析、重點(diǎn)用能企業(yè)節能分析及考核、城市能源預測及預警、決策支持及專(zhuān)家智能等。此外,系統還提供了報表分析、計算引擎、模型分析等十多種支持工具,以便能源數據的管理和分析。

          3遠程在線(xiàn)監測系統在某重點(diǎn)用能企業(yè)中的應用

          3.1現場(chǎng)調研

          在安裝遠程在線(xiàn)監測系統前,生產(chǎn)監視由儀表完成,數據采集來(lái)自人工的按時(shí)段抄表;缺乏分析工具,使所獲數據不能反映當前能源消耗狀況、不能預測未來(lái)消耗趨勢、不能支持優(yōu)化運行。
          3.2系統設計及實(shí)施

          針對調研結果,遠程在線(xiàn)監測系統的設計以現場(chǎng)數據采集為起點(diǎn),向上依次包括數據傳輸層、數據存儲層、支撐平臺層、應用層和展示層。清晰的層次結構滿(mǎn)足了企業(yè)的需求,保證了后續的擴展性,見(jiàn)2


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          2能源在線(xiàn)監測系統設計框架

          3.3項目培訓、交付和運行維護

          項目完成后,建立項目驗收文檔,由專(zhuān)家團隊進(jìn)行驗收。驗收內容包括項目過(guò)程文檔、系統設計文檔、系統測試文檔等。項目驗收合格后移交后期維護及技術(shù)服務(wù)工作給遠程在線(xiàn)監測系統供應商。依托完整的運維體系,服務(wù)團隊實(shí)7×24h不間斷服務(wù),保證系統問(wèn)題15min內響應、2h內出具解決方案。同時(shí),服務(wù)團隊對系統運行狀態(tài)進(jìn)行監控,做到提前發(fā)現問(wèn)題并及時(shí)解決,保證系統穩定運行。

          3.4系統應用成效

          1)實(shí)現靜態(tài)監管轉為動(dòng)態(tài)監管

          通過(guò)建立標準化能耗采集監測體系,規范采集工作操作流程:對接入監測的數據進(jìn)行規范處理,確保能耗在線(xiàn)監測數據的有效性,從而對生產(chǎn)過(guò)程及時(shí)優(yōu)化和調整,保證節能大化。
          2)實(shí)現單一部門(mén)管理轉為聯(lián)合辦公管理

          通過(guò)遠程在線(xiàn)監測系統,以能耗為重點(diǎn),錄入建筑、生產(chǎn)線(xiàn)、辦公區域等能耗數據,實(shí)現數據共享,為企業(yè)節能減排、整體規劃提供支撐,提高廠(chǎng)區各職能部門(mén)辦公效率,降低監管成本。

          3)實(shí)現由強制執行轉為主動(dòng)引導

          建立公共服務(wù)平臺,實(shí)現用能單位、節能服務(wù)公司及員工的緊密連接:通過(guò)平臺發(fā)揮節能減排激勵作用和示范效應,引導企業(yè)及員工提升能源利用效率、加強用能管理。

          4)實(shí)現事后分析轉為預測分析

          在獲取重點(diǎn)區域、生產(chǎn)線(xiàn)、能源使用、消耗、配置及調度情況的基礎上,對歷史能耗數據進(jìn)行挖掘,并利用大數據技術(shù)對全廠(chǎng)能源日平均消費量趨勢進(jìn)行分析,從而對庫存周轉情況進(jìn)行監督,如儲備預警等。采用大數據技術(shù)、系統計算及模型優(yōu)化,對能源消耗趨勢進(jìn)行準確預測,提前掌握行業(yè)、區域能源消費趨勢,從而提前布局管控政策,保證節能高效、準確執行。

          5)實(shí)現電平衡、水平衡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析

          通過(guò)對電、水、氣、汽等開(kāi)展能源平衡測試,及時(shí)發(fā)現耗能異常問(wèn)題:系統通過(guò)餅圖、柱狀圖等對能耗數據進(jìn)行統計,對用能情況進(jìn)行分析,通過(guò)能源平衡測試及在線(xiàn)監控,發(fā)現重點(diǎn)耗能,以挖掘潛力,緩解企業(yè)節能減排壓力。

          4建筑能耗分析系統

          4.1概述

          Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶(hù)端能源管理分析系統,在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、()量等集中采集與分析,通過(guò)對用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細分和統計,以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況,便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣,有效節約能源,為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶(hù)可按照有關(guān)規定實(shí)施能源審計,分析現狀,查找問(wèn)題,挖掘節能潛力,提出切實(shí)可行的節能措施,并向縣級以上人民管理節能工作的部門(mén)報送能源審計報告。

          4.2應用場(chǎng)所

          適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區、大型物業(yè)、學(xué)校、醫院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

          4.3系統結構

          Acrel-5000建筑能耗分析系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具,根據現場(chǎng)實(shí)際情況采用現場(chǎng)總線(xiàn)、光纖環(huán)網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)通訊中的一種或多種結合的組網(wǎng)方式,為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數據采集及遠程管理與控制提供了基礎平臺,它可以和檢測設備構成任意復雜的監控系統。開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò )化、單元化、組態(tài)化的采用面向對象的分層、分級、分布式智能一體化結構。建立如下層次結構:

          img3 

          4.4系統功能

          1)系統概況

          平臺運行狀態(tài),當月能耗折算、地圖導航,各能耗逐時(shí)、逐月曲線(xiàn),當日,當月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

          2)用能概況

          對建筑、部門(mén)、區域、支路、分類(lèi)分項等用能進(jìn)行對比,支持當日逐時(shí)趨勢、當月逐日趨勢曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統計對比、總能耗同環(huán)比對比。

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          3)用能統計

            對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類(lèi)能源用能進(jìn)行統計,支持報表數據導EXCEL,支持選擇建筑數據進(jìn)行生成柱狀圖。

          img5 

          4)復費率統計

          復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統計分析。支持數據導出EXCEL。

          img6 

          5)同比分析

          對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進(jìn)行用能數據同比分析。

          img7 

          6)能源流向圖

          能源流向圖展示單棟建筑時(shí)段內各類(lèi)能源從源頭到末端的的能源流向,支持按原始值和折標值查看。

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          7)配電監/管網(wǎng)圖

           以變電站配電結構一次圖或建筑水、燃氣管網(wǎng)圖展示結構中各重要節點(diǎn)數據,方便用戶(hù)掌握能源運行時(shí)參數。

          img9 

          8)夜間能耗分析

            夜間能耗以表格、曲線(xiàn)、餅圖等形式對選擇支路分類(lèi)能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統計對比,支持導出報表。

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          9)三維展示

            過(guò)3D圖形方式展示項目現場(chǎng)模擬圖,以更直觀(guān)的方式對項目中建筑或設備數據進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。

          img11 

          10)設備管理

          設備管理包括,設備類(lèi)型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶(hù)合理管理設備,確保設備的運行。

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          11)用戶(hù)報告

          用戶(hù)報告針對選定的建筑自動(dòng)統計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢,并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結果,針對用電提供單獨的復費率用能分析,報告可編輯。

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          5系統硬件配置

          應用場(chǎng)景

          型號

           

          保護功能

          建筑能耗管理系統

          Acrel-5000web

          img14 

          采用泛在物聯(lián)、云計算、大數據、移動(dòng)通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶(hù)提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應用于多種領(lǐng)域。

          智能網(wǎng)關(guān)

          ANet-1E2S1

          img15 

          采用嵌入式硬件計算機平臺,具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò )接口,作為信息采集系統中采集終端與平臺系統間的橋梁,能夠根據不同的采集規約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總,并使用相應的規約轉發(fā)現場(chǎng)設備的數據給平臺系統。

          高壓重要回路或低壓進(jìn)線(xiàn)柜

          APM810

          img16 

          具有全電量測量,電能統計,電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò )通訊等功能,主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計,當客戶(hù)需要增加開(kāi)關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出,SD卡記錄,以太網(wǎng)通訊時(shí),只需在背部插入對應模塊即可。

          APM520

          img17 

          三相全電量測量,2-63次諧波,不平衡度,大需量,支持付費率,越限報警,SOE,4-20mA輸出。

          低壓聯(lián)絡(luò )柜、
          出線(xiàn)柜

          AEM96

          img18 

          三相多功能電能表,均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理,提供24時(shí)、31日以及12月的電能數據統計。具63次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開(kāi)關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)""功能,并具備報警輸出,可廣泛應用于多種控制系統,SCADA系統和能源管理系統中。

          動(dòng)力柜

          ACR120EL

          img19 

          測量所有的常用電力參數,如三相電流、電壓,有功、無(wú)功功率,電度,諧波等,并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能,非常適合于實(shí)時(shí)電力監控系統。

          DTSD1352

          img20 

          DIN35mm導軌式安裝結構,體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時(shí)鐘、費率時(shí)段等參數設置,精度高、可靠性好、性能指標符合國GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可RS485通訊接口與上位機實(shí)現數據交換。

          AEW100

          img21 

          三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費率,量值、電纜溫度,可2G/4G通訊。

           

          照明箱

          DTSD1352

          img22 

          DIN35mm導軌式安裝結構,體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時(shí)鐘、費率時(shí)段等參數設置,精度高、可靠性好、性能指標符合國GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標DL/T614-2007對電能表的各項技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可RS485通訊接口與上位機實(shí)現數據交換。

          DDSD1352

          img23 

          DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網(wǎng)絡(luò )的單相有功電能,同時(shí)可測量電壓、電流、功率等電量,具有紅外通訊功能,并可選RS485通訊功能,方便用戶(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內,實(shí)現對不同區域和不同負荷的分項電能計量,統計和分析。

          DDS1352

          img24 

          單相電參U、I、P、Q、S、PF、F測量,正反向電能計量,紅外RS485通訊,電流規1060A,有功電能精1級。無(wú)功精2級,尺:1P

          ADW300/4G

          img25 

          計量低壓網(wǎng)絡(luò )的三相有功電能,具RS485通訊470MHz無(wú)線(xiàn)通訊功能,方便用戶(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理??伸`活安裝于配電箱內,實(shí)現對不同區域和不同負荷的分項電能計量,統計和分析。

          ARCM300T-Z-4G

          img26 

          三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費率,量值、電纜溫度,可2G/4G通訊。

          給水管道

          水表

          img27 

          計量流經(jīng)給水管道用水的體積總量,適用于單向水流,采用電子直讀技術(shù),通過(guò)RS485總線(xiàn)直接輸出表盤(pán)數據。

          6結語(yǔ)

          面向典型重點(diǎn)用能企業(yè)能耗在線(xiàn)監測平"的建設是信息化與節能工作相結合的可行方式, 有效提高企業(yè)能源利用率,挖掘企業(yè)節能潛力, 提高企業(yè)科學(xué)管理水平具有戰略意義。

          參考文獻

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          [3]何召,羅孝, .能耗遠程在線(xiàn)監測系統在工業(yè)節能中的應用

          [4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手2022.5.

           


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