電力需求側管理及智能電力監(jiān)控技術在紡織行業(yè)錯峰限電中的應用

一、行業(yè)用戶用電特性分析

紡織行業(yè)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細分為棉、化纖紡織及印染精加工，毛紡織和染整精加工，麻紡織，絲絹紡織及精加工，紡織制成品制造，針織品、編織品及其制品制造。

紡織行業(yè)一般容量較大，大都采用高壓供電，設置變（配）電所。該行業(yè)用戶基本為全天候24小時連續(xù)生產(chǎn)，用電負荷比較平均，生產(chǎn)用負荷占總負荷的95%左右，辦公用電（含生活照明）等負荷占總負荷的5%左右。

紡紗主要生產(chǎn)工藝流程：清棉工序（開棉-清棉-混棉-成卷）、梳棉工序（分梳-除雜-混合-成條）、條卷工序（并合和牽伸-成卷）、精梳工序（除雜-梳理-牽伸-成條）、并條工序（并合-牽伸-混合-成條）、粗紗工序（牽伸-加捻）、細紗工序（牽伸-加捻-卷繞-成型）、絡筒工序（卷繞和成形-除雜）、捻線工序（加捻-卷繞-成型）、搖紗工序、成包工序。

織造主要生產(chǎn)工藝流程：整經(jīng)工序、漿紗共組、穿經(jīng)工序、織造工序、后整理工序。

紡織行業(yè)用戶設備分類表

二、 行業(yè)用戶參與錯峰限電能力分析

1. 該行業(yè)一般為24小時連續(xù)生產(chǎn)，用電負荷較為平均，負荷曲線相對較平穩(wěn)，負荷率高達95%。

2. 該行業(yè)屬于勞動密集型行業(yè)，無重要負荷，一般有多條生產(chǎn)線，參與緊急錯峰能力中等，更適用于以輪休方式參與階段性錯峰限電。

三、 行業(yè)用戶參與錯峰限電技術方案

（一） 缺口等級IV級參與方案

1. 階段性錯峰

1） 首先倡導用戶節(jié)約用電：

A. 自然采光較好的走廊、通道、衛(wèi)生間等場所禁止開燈。

B. 辦公室內(nèi)照明燈開一停一；室內(nèi)溫度高于30℃才開啟空調(diào)，空調(diào)溫度設定不低于28℃等。

C. 減少辦公設備的待機時間：辦公設備主要包括電腦、打印機、傳真機、復印機以及飲水機等。工作結束后，及時關閉辦公室的所有電氣設備，不讓辦公室電氣設備處于待機狀態(tài)。

D. 關閉景觀照明。

2） 減少或停用清花機、預梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負荷。

2. 緊急錯峰

在8：00～22：00期間減少照明、辦公空調(diào)、辦公負荷等非生產(chǎn)性負荷；在18：00～22：00期間停照明、辦公空調(diào)、辦公負荷、景觀照明等非生產(chǎn)性負荷。

減少或停用清花機、預梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負荷。

（二） 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰

在執(zhí)行IV級方案的基礎上，減少或停用車間照明、車間空調(diào)、通風設備、車間加濕器等輔助生產(chǎn)負荷；減少或停用清花機、預梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負荷。

2. 緊急錯峰

在執(zhí)行IV級方案的基礎上，減少或停用車間照明、車間空調(diào)、通風設備、車間加濕器等輔助生產(chǎn)負荷；減少或停用清花機、預梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負荷。

（三） 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰

在執(zhí)行III級方案的基礎上，減少或停用深冷型制氮機、冷凍機、空壓機、風機、水泵、蒸汽鍋爐等動力設備負荷以及其他生產(chǎn)負荷。

2. 緊急錯峰

在執(zhí)行III級方案的基礎上，減少或停用深冷型制氮機、冷凍機、空壓機、風機、水泵、蒸汽鍋爐等動力設備負荷以及其他生產(chǎn)負荷。

（四） 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰

停用全部輔助生產(chǎn)性負荷、生產(chǎn)性負荷。

2. 緊急錯峰

停用全部輔助生產(chǎn)性負荷、生產(chǎn)性負荷。

四、 行業(yè)用戶參與錯峰限電風險及注意事項

紡織行業(yè)屬于勞動密集型行業(yè)，無重要負荷，參與錯峰限電基本不存在安全風險，企業(yè)做好工人合理調(diào)度工作即可。錯峰限電需保留其總負荷10%左右的容量，以保證消防系統(tǒng)（自動滅火噴淋系統(tǒng)、鼓風機等）及宿舍生活用電的用電需求。

因此，該行業(yè)用戶參與錯峰時，企業(yè)應根據(jù)自身的實際情況，科學、合理地編制內(nèi)部應急預案，主動配合錯峰實施，杜絕事故發(fā)生，主動承擔社會責任同時將損失降到zui低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應用

5.1項目概況

常熟滌綸有限公司（原常熟市滌綸廠）是高強低伸滌綸長絲及FDY高強低收縮滌綸工業(yè)絲（細旦）生產(chǎn)企業(yè)，并擁有自營進出口權。公司創(chuàng)建于1983年，地處長江三角洲的常熟市董浜鎮(zhèn)徐市。廠占地面積49900平方米，建筑面積27319平方米，共有四個生產(chǎn)廠區(qū)。由于常熟滌綸工廠用電量比較大，并且為響應國務院制定的一系列節(jié)能減排的政策措施，更好的對配電系統(tǒng)進行監(jiān)控管理。因此建立了后臺電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，對配電進行智能化管理。

該工廠變配電系統(tǒng)主要由工廠一樓高壓電機出線和三樓配電室進行變配電管理，共計一個高壓出線回路，32個低壓出線回路，高壓出線回路，工廠三樓配電室提供整個常熟滌綸的生產(chǎn)所需電力。監(jiān)控值班室設置在工廠的二樓監(jiān)控室。

5.2系統(tǒng)結構

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以監(jiān)控主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)監(jiān)測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結構，如圖下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

1）站控管理層

站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。

監(jiān)控主機：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

打印機：系統(tǒng)召喚打印或自動打印圖形、報表等。

UPS：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行，提供足夠的時間進行數(shù)據(jù)存儲。

   2）網(wǎng)絡通訊層

通訊層設備為CP134U-I擴展卡。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。

通訊介質：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設備與上位機的實時通訊。

3）現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量儀表擔負著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)完整、準確并實時傳送至監(jiān)控主機。

5.3系統(tǒng)功能

上位機軟件為Acrel-3000電能管理系統(tǒng)組態(tài)軟件，該軟件是對現(xiàn)場電參量數(shù)據(jù)進行采集與監(jiān)測的軟件，zui大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測功能。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設備各電參量及開關量狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機進行實時顯示與存儲。系統(tǒng)還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有回路用電量的采集和統(tǒng)計，實現(xiàn)了遠程自動抄表、電力監(jiān)控與電能管理功能。

①數(shù)據(jù)采集和顯示

現(xiàn)場儀表測量并采集回路數(shù)據(jù)信息，上位機軟件再對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進行定時或周期采集并存儲，可以自由設置采集的時間周期，zui小的系統(tǒng)支持的采集周期?？梢噪S時查看任一表計的瞬時表值、累計量等信息，記錄時間間隔內(nèi)電力儀表的電壓、電流、功率因數(shù)和有功電度等。這些參數(shù)信息可以自動保存到數(shù)據(jù)庫中，便于查詢。

系統(tǒng)具有友好的人機界面，便于普通的現(xiàn)場值班人員查看并記錄相關信息，系統(tǒng)一次圖不僅顯示了線路的開關狀態(tài)，還實時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數(shù)。所有數(shù)據(jù)信息都定期的保存到數(shù)據(jù)庫中。

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

該表為電能質量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計；THDu，THDi、2-31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+3DO（DO3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、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；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、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導軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；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，從變流器中產(chǎn)生一個和當前諧波分量和無功分量對應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、設備清單

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版.

[2]紡織行業(yè)錯峰限電技術指導．