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電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在電子設(shè)備制造行業(yè)錯峰限電中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1017更新日期:2013-10-22

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

一、行業(yè)用戶用電特性分析

電子設(shè)備制造行業(yè)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細分為:通信設(shè)備制造通信傳輸設(shè)備制造,通信交換設(shè)備制造,通信終端設(shè)備制造,移動通信及終端設(shè)備制造、廣播電視設(shè)備制造(廣播電視節(jié)目制作及發(fā)射設(shè)備制造廣播電視接收設(shè)備及器材制造,應(yīng)用電視設(shè)備及其他廣播電視設(shè)備制造)、電子計算機制造(電子計算機整機制造,計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造,電子計算機外部設(shè)備制造)、家用視聽設(shè)備制造(家用影視設(shè)備制造,家用音響設(shè)備制造)等,電子設(shè)備行業(yè)是指從事電子整機產(chǎn)品制造的行業(yè),是電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

該行業(yè)企業(yè)大部分采用采用雙電源供電方式,部分規(guī)模較小的采用單電源供電方式,用戶一般生產(chǎn)時間為8001700,也有24小時連續(xù)生產(chǎn)的,對于白天生產(chǎn)的高峰、低谷負荷差較大,屬于典型的中間大、兩頭小,連續(xù)生產(chǎn)的其負荷曲線相對較平穩(wěn),一般相差20%左右。在高溫或嚴寒季節(jié),該類企業(yè)的用電需求也有所變化,隨著溫度的變化,用電負荷將有上升。從全年來看,該類企業(yè)呈現(xiàn)夏、冬季負荷高,春、秋季負荷小的特點。

由于電子設(shè)備制造行業(yè)的產(chǎn)品較為廣泛,因而,該類企業(yè)的工藝標準、環(huán)境控制等要求也不盡相同,主要用電設(shè)備見下表: 

 

電子設(shè)備制造行業(yè)設(shè)備分類表

類別

主要設(shè)備

備注

非生產(chǎn)性負荷

食堂、照明、計算機打印機等辦公電器、辦公空調(diào)、廠房空調(diào)

一般

輔助生產(chǎn)負荷

注塑機、空壓機、吸盤機、冷水機組、鍋爐、溶化爐、高頻爐、電機、行吊、車床、潛水泵、電焊機、切割機、熱處理、拉絲、鍍鋅、噴塑

一般

主要生產(chǎn)性負荷

流水線、生產(chǎn)線

重要

安全保障負荷

消防設(shè)備、控制設(shè)備、保安照明

重要

 

 

 

二、行業(yè)用戶參與錯峰限電能力分析

1. 該行業(yè)用電負荷隨時段、季節(jié)、氣候影響較大,其負荷曲線白天呈現(xiàn)中間大、兩頭小,而年負荷曲線呈現(xiàn)夏冬季負荷高,春秋季負荷小的特點。當(dāng)電網(wǎng)負荷出現(xiàn)缺口時,依據(jù)其負荷特點,有步驟、計劃地進行負荷控制,按照先控非生產(chǎn)負荷再控生產(chǎn)負荷、先一般負荷再重要負荷的原則實施技術(shù)錯峰。

2. 緊急錯峰限電時停用負荷能快上快下、且不造成人身及重大設(shè)備損壞的設(shè)備,如照明、空調(diào)、辦公設(shè)施、沖電機、行吊、車床、潛水泵、電焊機、切割機等設(shè)備。一些重要負荷如消防設(shè)備、控制設(shè)備,不適宜參與快速錯避峰。

3. 該行業(yè)用戶階段性錯峰可以通過企業(yè)內(nèi)部采取調(diào)控措施、調(diào)整上下班時間、安排部分設(shè)備檢修及安排放高溫假等方式開展。如通過企業(yè)內(nèi)部采取調(diào)控措施的方式,可采用綠色照明技術(shù)、停潛水泵、電焊機、切割機等設(shè)備;如調(diào)整上下班時間的方式,可將主要用電設(shè)備安排在低谷時段用電,避免同時上下班造成的用電負荷驟增驟減的狀況;如采用安排部分設(shè)備檢修的方式,可安排生產(chǎn)線等設(shè)備在用電高峰期間進行檢修。

三、行業(yè)用戶參與錯峰限電技術(shù)方案

(一) 缺口等級IV級參與方案

1. 階段性錯峰:

在接到錯峰指標停后勤用電設(shè)施。

2. 緊急錯峰:

考慮到電網(wǎng)負荷缺口較小,在830113013001600、16002200用電高峰期間期間停照明、計算機打印機等辦公電器、辦公空調(diào)等非生產(chǎn)負荷;10301130停食堂;在8301130、13001600、16002200用電期間停用電機、車床、電焊機、切割機、空壓機、吸盤機、冷水機組、行吊、車潛水泵、拉絲、鍍鋅、噴塑等輔助生產(chǎn)負荷。

(二) 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰:

在接到錯峰指標后停后勤用電及輔助生產(chǎn)用電設(shè)施。

2. 緊急錯峰:

隨著電網(wǎng)缺口的逐步加大,在執(zhí)行IV級方案的基礎(chǔ)上,在830113013001600、16002200用電期間增停熱處理、鍋爐、溶化爐、高頻、注塑機等輔助生產(chǎn)負荷。

(三) 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰:

在接到錯峰指標后停后勤用電、輔助生產(chǎn)用電設(shè)施及一半生產(chǎn)線或安排一半設(shè)備檢修。

2. 緊急錯峰:

隨著電網(wǎng)缺口的進一步加大,供需矛盾時,在執(zhí)行III級方案的基礎(chǔ)上,在8301130、13001600、16002200用電期間增停二條流水線、二條生產(chǎn)線等主要生產(chǎn)負荷。

(四) 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰:

在接到錯峰指標后停后勤用電、輔助生產(chǎn)用電設(shè)施及全部生產(chǎn)線、安排設(shè)備檢修或或放高溫(嚴寒)假。

2. 緊急錯峰:

隨著電網(wǎng)缺口的進一步加大,供需矛盾無法平衡時,在執(zhí)行級II方案的基礎(chǔ)上,在830113013001600、16002200用電期間停包括另外二條流水線、二條生產(chǎn)線在內(nèi)的所有用電設(shè)施,保安負荷除外。

四、行業(yè)用戶參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項

1. 遇到突然停電,會使工作中的行車失去平衡,將產(chǎn)生傾斜、脫落,機體本身可能損壞、報廢,地面的設(shè)施、作業(yè)人員也可能被砸傷,造成損害和人員傷亡。

2. 突然停電會造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失,產(chǎn)品報廢,設(shè)備嚴重損傷,產(chǎn)生重大經(jīng)濟損傷。

3. 溶化爐、高頻爐、鍋爐等設(shè)備如遇突然停電,會使爐膛報廢,溶煉的金屬溶液報廢,且存在發(fā)生火災(zāi)的隱患。

因此,該行業(yè)參與錯峰不宜采用強制拉電或遙控設(shè)備控制限電,企業(yè)應(yīng)制定內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案,主動配合錯峰限電實施,杜絕惡性事故發(fā)生,既主動擔(dān)負社會責(zé)任又將損失降到zui低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

上海某電子廠電能管理系統(tǒng)的配電系統(tǒng),包含35KV變壓器2臺,10KV變壓器3臺,項目中監(jiān)控范圍為35KV線路微機保護裝置2臺,變壓器溫控儀8臺,10KV微機保護裝置12臺,安科瑞智能儀表8臺,本套系統(tǒng)主要強調(diào)實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測、控制,主要針對整個配電系統(tǒng)可靠性進行全程的智能化監(jiān)控,數(shù)據(jù)分析,投、斷,以及對各回路所用電能進行統(tǒng)計。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲圖

 

1、 高壓配電間綜合保護共15臺,采用3根屏蔽雙絞線連接至4口通訊管理機,進行數(shù)據(jù)的集中采集,其中數(shù)據(jù)傳輸波特率為19200 bit/s;屏蔽線纜均采取屏蔽線接地,防止強電信號干擾,末端加裝120歐電阻,增強線路信號,保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。

2、 低壓配電間安裝有安科瑞智能儀表8臺、溫控儀8臺。其中8臺智能儀表通過1根屏蔽雙絞線連接至4口的通訊管理機進行數(shù)據(jù)上傳,8臺溫控儀通過1根屏蔽雙絞線連接至主機的232-485通訊采集器上進行數(shù)據(jù)上傳;其中數(shù)據(jù)傳輸波特率為9600 bit/s,現(xiàn)場屏蔽線纜均采取屏蔽線接地,防止強電信號干擾,末端加裝120歐電阻,增強線路信號,保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。

3、  以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)上傳,上位機采用TCP/IP通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)采集。

5.2系統(tǒng)功能

根據(jù)現(xiàn)場對系統(tǒng)需求,安科瑞電氣股份有限公司針對性的對該項目系統(tǒng)界面及功能進行了設(shè)計,具體顯示界面如下:

①系統(tǒng)主界面

配電示意界面:以一次圖形式直觀動態(tài)顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息,滿足了現(xiàn)場需求。

 

 

 

 

報表統(tǒng)計

系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù),按照回路名稱的不同自動生成報表并有報表打印功能,可對某一回路某一時間段內(nèi)的用電量進行查詢與打印,同時這些報表也能以Excel的格式導(dǎo)出。

 

 

③趨勢曲線

曲線趨勢:實現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線,分析該回路配電運行狀況。曲線中可對測量數(shù)據(jù)量程進行設(shè)置,方便查看,曲線還可設(shè)置開始時間和時間間隔,方便用戶進行任意時間的曲線查看。

 

④遙控功能

控制回路通斷:登錄zui高權(quán)限用戶,可以實現(xiàn)對現(xiàn)場斷路器實現(xiàn)分合閘控制,查看綜保定值,在線修改定值等功能。

⑤事件報警

事件報警:越限報警內(nèi)容,報警數(shù)值,值班人員以及動作類型和時間,同時對各監(jiān)測點的通訊狀態(tài)或異常用電進行報警,便于管理人員實時掌握并分析配電運行情況。如下圖所示,可以自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱,以便用戶查詢,追憶故障原因。

 

⑥遙信功能

顯示高壓各回路遙信狀態(tài),通過畫面顏色的變化(紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)、灰色表示手車分離狀態(tài))可以看到現(xiàn)場斷路器運行狀態(tài)、手車位置、接地刀閘狀態(tài)、彈簧儲能狀態(tài)等。

 

⑦通訊狀態(tài)

系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點的通訊狀態(tài),紅色綠色分別代表儀表通訊正常和異常,便于用戶查看各監(jiān)測點通訊狀態(tài)。

 

 

5.3運行效果

1、 實時性:項目實施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄,12次,各回路時間不統(tǒng)一,可對性差;項目實施后后臺實時采集,50mS一次,可比性強。

2、 存儲管理:項目實施前紙質(zhì)記錄,查詢時翻箱倒柜,年久易失,數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜;項目實施后計算機存儲,數(shù)據(jù)可存儲10年以上,查詢速度快,只需鼠標一點,迅速準確。

3、 整體分析:項目實施前各個時段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比;項目實施后通過曲線分析,峰平谷時段對比明顯,便于削峰填谷,而且三相用電的調(diào)配相對均衡。

4、 數(shù)據(jù)安全:項目實施前分散管理,手工定時備份,對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準確;項目實施后同步集中管理,系統(tǒng)自動即時備份。

5、 設(shè)備管理:項目實施前各個抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看,斷電時無報警;項目實施后通過后臺一次系統(tǒng)圖清晰展示,回路跳閘時,后臺自動記錄,并伴隨自動報警。

6、 負荷調(diào)整:項目實施前調(diào)整三相回路負荷平衡比較困難;項目實施后實時管理分配各個回路電流任務(wù),使三相電流平衡,日志記錄。

六、主要監(jiān)控產(chǎn)品

1)高壓回路或低壓進線回路選ACR330ELH儀表

該表為電能質(zhì)量分析儀表,主要功能有:LCD顯示、全電參量測量(U、IP、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計;THDu,THDi2-31次各次諧波分量;電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算;電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量(含負序電流)測量;4DI+3DODO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警);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線柜。

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、全電參量測量(U、IP、Q、PF、F);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計;4DI+2DORS485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。

3)低壓出線柜選ARD系列

該表測量三相電流、定值查詢、定值整定、過載、斷相(不平衡)、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護、SOE記錄、多種起動模式、RS485通訊接口、MODbus協(xié)議/Profibus-DP協(xié)議可選。

4)節(jié)能產(chǎn)品可選導(dǎo)軌表或APF有源濾波裝置

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)費率電能統(tǒng)計、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、電壓測量;單相電能計量。

ARD

DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能:電流規(guī)格1.5(6)A5(20)A、10(40)A20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、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量。

DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能:LCD顯示、全電參量測量(UI、P、Q、PFF、S);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計;電流規(guī)格1.5(6)A5(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)。適用于動力柜。

ANAPF系列有源電力濾波裝置,以并聯(lián)方式接入電網(wǎng),通過實時檢測負載的諧波和無功分量,采用PWM變流技術(shù),從變流器中產(chǎn)生一個和當(dāng)前諧波分量和無功分量對應(yīng)的反向分量并實時注入電力系統(tǒng),從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。

 

七、設(shè)備清單

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1

電力儀表

 

 

 

 

 

三相導(dǎo)軌式安裝電能表

DTSD1352-C

68

安科瑞

 

開口式電流互感器

AKH-0.66/K 

192

安科瑞

2

監(jiān)控中心值班室

 

 

 

 

 

操作臺

YT-341

1

香河

 

工作站主機

IPC-610L/769VG/E5300/2G/500G/DVD/88小鍵+鼠標(原裝整機標配)2個串口

1

研華

 

顯示器

L197WA

1

聯(lián)想

 

UPS電源

C1K/1KVA

1

SANTAK

 

打印機

HP 1108 A4幅面

1

惠普 甲供

 

系統(tǒng)軟件

正版微軟WINDOWS XP/SP3

1

微軟 甲供

 

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機

D-LINK 16

1

D-LINK

 

工業(yè)串口服務(wù)器

NPORT5232I     RS485接口×2  帶光隔 

4

MOXA

 

工業(yè)開關(guān)電源

KDYA-DG30-24K

4

華力

 

電能管理軟件

系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-3000V6

1

安科瑞

 

電能管理軟件

數(shù)據(jù)存儲軟件Acrel-dbSQL

1

安科瑞

 

電能管理軟件 

電能管理軟件Acrel-EnerSys

1

安科瑞

 

電能管理軟件 

設(shè)備驅(qū)動軟件Acrel-Driver

1

安科瑞

 

光電轉(zhuǎn)換器

單模光電轉(zhuǎn)換HTB-1100S25km)

8

 

3

工程材料

 

 

 

 

 

通訊線纜

單模4芯光纖

千米

2

 

 

通訊線纜

屏蔽雙絞線RVVSP 2*0.75

千米

0.2

起帆

 

通訊線纜

BVR 1.5mm

千米

4

 

 

工程輔材

拖線板、轉(zhuǎn)換線、線管、標牌等

1

 

 

計量箱

每個變電所內(nèi)配置1臺共需4臺。

4

 

 

光纖附件

含熔接、尾纖、法蘭、跳線等

4

 

4

工程施工及調(diào)試

 

 

 

 

 

通訊線纜鋪設(shè)

 

2200

 

 

綜合調(diào)試

 

/

25

 

 

設(shè)備運輸費用

 

1

 

 

培訓(xùn)費用

 

1

 

 

施工改造費用

 

1

 

 

 

參考文獻:

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)解決方案.2013.1.

[2]電子設(shè)備制造行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導(dǎo).

 

作者簡介:

徐霜,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng),:acrelxs


 

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