1 概述
能耗管理系統(tǒng)是一種基于網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的現(xiàn)代化能源管理工具和平臺(tái)。可對(duì)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、處理、統(tǒng)計(jì)、查詢和分析,提供企業(yè)能源消耗計(jì)劃、能耗核算及定額管理。對(duì)企業(yè)能源消耗進(jìn)行監(jiān)控、分析和診斷,實(shí)現(xiàn)節(jié)能績(jī)效的科學(xué)管理及能源效率的持續(xù)改進(jìn)。
隨著能源資源的日趨緊張和能源需求量的日益增加,能源成本在企業(yè)操作成本中的比例逐步加大,這也使得企業(yè)管理者和生產(chǎn)操作者不得不從降低企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本、提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的角度出發(fā),努力加強(qiáng)企業(yè)能源管理工作的力度。但是,如何根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃及時(shí)制定相應(yīng)的能源采購(gòu)和使用計(jì)劃,如何對(duì)各生產(chǎn)工藝中的能源消耗狀況進(jìn)行監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析,如何依照生產(chǎn)操作參數(shù)的變化及時(shí)對(duì)水、電、汽、燃料等進(jìn)行調(diào)度,如何實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理層對(duì)生產(chǎn)過(guò)程能源消耗趨勢(shì)和能源利用水平的合理分析及監(jiān)控,如何在能耗統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控的基礎(chǔ)上尋找節(jié)能潛力、制定節(jié)能措施,依然是企業(yè)在提高能源管理水平和降低能源成本過(guò)程中面臨的突出問(wèn)題。因此,企業(yè)迫切需要獲得一種能源管控一體化的解決方案,而能源管理系統(tǒng)的日益成熟和廣泛應(yīng)用也為企業(yè)能源信息化管理和能效持續(xù)改進(jìn)提供了途徑。
2能耗現(xiàn)狀及能耗管理分析
據(jù)粗估計(jì),目前鋼鐵冶金廠的能源消耗約占鋼鐵成本的20%~40%。不同的裝備水平,工藝流程,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源管理水平對(duì)能源消耗都會(huì)產(chǎn)生不同的影響。實(shí)用經(jīng)濟(jì)的節(jié)能技術(shù)、數(shù)字化的平衡輸配系統(tǒng)和基礎(chǔ)能源管理是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的基礎(chǔ)技術(shù)措施。建設(shè)公司一體化的集中統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)是數(shù)字化能源管理的措施,也是大型鋼鐵企業(yè)提高節(jié)能效益的重大技術(shù)裝備措施,應(yīng)從企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度認(rèn)識(shí)建設(shè)企業(yè)能源管理系統(tǒng)的必要性和迫切性。
Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集方式包括人工采集方式和自動(dòng)采集方式。通過(guò)人工采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標(biāo)和其它不能通過(guò)自動(dòng)方式采集的能耗數(shù)據(jù),如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過(guò)自動(dòng)采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù),由自動(dòng)計(jì)量裝置實(shí)時(shí)采集,通過(guò)自動(dòng)傳輸方式實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)中心。
3企業(yè)能源管理系統(tǒng)的解決方案
3.1項(xiàng)目概況
印度烏塔姆(Uttam)鋼公司在馬哈拉施特拉邦Wardha(Wardha地區(qū)有著豐富的煤炭和鐵礦石資源,交通便利,有公路和鐵路通過(guò))建設(shè)年產(chǎn)量為50萬(wàn)噸的生鐵廠,配套項(xiàng)目包括一座燒結(jié)廠和一座50萬(wàn)噸焦化廠,整個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)投資110億盧比(2.28億美元)。
50萬(wàn)噸焦化廠建設(shè)內(nèi)容包括備煤車間、煉焦車間、煤氣凈化車間等生產(chǎn)設(shè)施以及配套的公用輔助設(shè)施;作為其他廠區(qū)的能源供應(yīng)區(qū),配電安全方面顯得尤其重要,要求也更高,在電力操控方面要求安全、可靠、快捷,依靠人工現(xiàn)場(chǎng)操控已經(jīng)不能滿足該項(xiàng)目的實(shí)際要求。上海安科瑞電氣股份有限公司承上海德力西公司委托,至印度焦化廠現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試能耗管理系統(tǒng);主要完成對(duì)焦化廠內(nèi)的6.6KV配電系統(tǒng)和0.4KV配電系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控,以及各生產(chǎn)系統(tǒng)間用水、氣等監(jiān)測(cè)管理,實(shí)現(xiàn)能源消耗集中監(jiān)控和管理的目的。
3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。
1、數(shù)據(jù)采集層:通過(guò)安裝在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表,實(shí)施對(duì)負(fù)荷用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括:電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功無(wú)功電能、諧波、環(huán)境與開(kāi)關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測(cè)對(duì)象包括:電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機(jī)電設(shè)備、廠房(生活區(qū))其他耗能設(shè)施。同時(shí)也可以對(duì)用水量、用氣量、熱量、投料量、產(chǎn)量等,通過(guò)電子式流量表、電子式熱量表、電子皮帶秤、地秤等現(xiàn)場(chǎng)智能數(shù)據(jù)采集,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求,采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶的其他智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):通過(guò)在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱(柜)中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān),實(shí)時(shí)采集能耗計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù),并且通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無(wú)需遠(yuǎn)距離布線,施工簡(jiǎn)單可靠。瑞申智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式,目前支持RS-485/RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無(wú)線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式。
3、用電及能效管理系統(tǒng)軟件:完成數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級(jí)控制等;并可將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。
3.3 設(shè)備參數(shù)列表
名稱 | 型號(hào)、規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 | ||
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層 | ||||||
電力儀表等 | DTSD1352 | 三相I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ、四象限電能、RS485/Modbus、LED顯示 | 只 | 407 | 安科瑞 | |
ACR320ELH | 三相I、U、kW、Kvar、KVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ;THDu、THDi、2-31次各次諧波分量;四象限電能、RS485/Modbus、LCD顯示 | 200 | ||||
站控管理層 | ||||||
工作站主機(jī) | RPC-610 Core2 2.8G/2G/500G +鍵鼠 | 臺(tái) | 1 | 華北工控 | ||
顯示器 | 19W"液晶顯示器 | 臺(tái) | 1 | AOC | ||
UPS電源 | MT1000 | 臺(tái) | 1 | SANTAK | ||
打印機(jī) | A4幅面 | 臺(tái) | 1 | | ||
操作臺(tái) | 鋼木結(jié)構(gòu)含一椅 | 套 | 1 | 上海祥明 | ||
能耗分析軟件 | 系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-5000 | 套 | 1 | 安科瑞 | ||
能耗分析軟件 | 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件Acrel-dbSQL | 套 | 1 | 安科瑞 | ||
能耗分析軟件 | 電能管理軟件Acrel-EnerSys | 套 | 1 | 安科瑞 | ||
能耗分析軟件 | 設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件Acrel-Driver | 套 | 1 | 安科瑞 | ||
能耗分析軟件 | 報(bào)表分析軟件 | 套 | 1 | 安科瑞 | ||
能耗分析軟件 | 環(huán)境監(jiān)控軟件 | 套 | 1 | 安科瑞 | ||
網(wǎng)絡(luò)通訊層 | ||||||
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) | D-LINK 8口 | 臺(tái) | 1 | D-LINK | ||
工業(yè)串口服務(wù)器 | NPORT5630-16 RS485接口×16 | 套 | 2 | MOXA |
3.4系統(tǒng)功能
3.4.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測(cè)由能源監(jiān)控平臺(tái)、交換機(jī)、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成,本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能為水,電耗的集抄。
3.4.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理,能耗數(shù)據(jù)采集無(wú)需在多個(gè)不同系統(tǒng)中集成,能量監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)包含豐富的功能,能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?/span>(電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。
3.4.3系統(tǒng)采集來(lái)自智能測(cè)控單元裝置送來(lái)的參數(shù),包括每個(gè)用電回路的實(shí)時(shí)電能值和各種告警信息,各水表的用水量等,并實(shí)時(shí)顯示采集上來(lái)的各個(gè)參數(shù)。
3.4.4各能源管理組逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗值報(bào)告,幫助用戶掌握自己的能源消耗情況,找出能源消耗異常值。
3.4.5系統(tǒng)支持基于Internet的遠(yuǎn)程瀏覽,不同的能源管理部門可在不同的地點(diǎn)同時(shí)查看所需能源的消耗情況。
3.5 系統(tǒng)功能及軟件界面
3.5.1分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等的存儲(chǔ)功能,存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于三年。系統(tǒng)同時(shí)具備將分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級(jí)數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級(jí)數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖1。
3.5.2能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)具備良好的開(kāi)放性,可對(duì)用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展,在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個(gè)性化報(bào)表和分析模板;系統(tǒng)具有報(bào)警管理功能,負(fù)責(zé)報(bào)警及事件的傳送、報(bào)警確認(rèn)及報(bào)警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖2。
3.5.3用能情況的同、環(huán)比分析
對(duì)各分類、分項(xiàng)能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析??深A(yù)置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表。界面如圖3。
3.5.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)對(duì)分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后,可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等,實(shí)時(shí)反映和對(duì)比各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢(shì)和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總,并以坐標(biāo)曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。
3.5.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)功能
系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)?;?Net平臺(tái),使用ASP.Net、JQuery技術(shù)開(kāi)發(fā),可通過(guò)Internet訪問(wèn),具有跨平臺(tái)的特性,用戶可通過(guò)各種移動(dòng)終端(筆記本、平板電腦、手機(jī)等)訪問(wèn)。界面如圖5。
圖5 跨平臺(tái)跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)
4結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,能耗管理分析系統(tǒng)已成為大型冶金企業(yè)必然選擇,本文介紹的電力儀表及Acrel-5000能耗管理分析系統(tǒng)在印度50噸焦化項(xiàng)目的應(yīng)用,可以將能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和加工,能源調(diào)度人員和能源管理人員就能實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)狀態(tài),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的合理調(diào)整,確保系統(tǒng)運(yùn)行在*狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)在信息分析基礎(chǔ)上的能源監(jiān)控和能源管理的流程優(yōu)化再造,滿足能源設(shè)備管理、運(yùn)行管理等的自動(dòng)化,建立客觀的以數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源消耗評(píng)價(jià)體系,向管理要效益。通過(guò)優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng),節(jié)約能源和環(huán)境
印度作為我國(guó)南亞地區(qū)zui大的貿(mào)易伙伴,是我國(guó)商品的重要出口國(guó),更是我國(guó)原材料和軟件等重要產(chǎn)品的進(jìn)口國(guó)。印度在冶金領(lǐng)域通過(guò)焦化廠項(xiàng)目對(duì)我司能耗管理分析系統(tǒng)的應(yīng)用,推進(jìn)了我司在國(guó)外冶金工程方面能耗管理分析系統(tǒng)的發(fā)展,為公司在工程方面積累更多經(jīng)驗(yàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 龍惟定.建筑節(jié)能與建筑能效管理.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005
[2] 安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2013.01.版