Acrel-7000企業(yè)能源管控平臺(tái)助力某工廠(chǎng)節(jié)能降耗

    朱鹍
    安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定
    摘 要:為了穩(wěn)步推進(jìn)雙碳目標(biāo),在能源消費(fèi)強(qiáng)度和消費(fèi)總量的“雙控”背景下,企業(yè)需要考慮如何應(yīng)對(duì)能耗雙控以**正常生產(chǎn)?,F(xiàn)有大部分企業(yè)依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應(yīng)系統(tǒng)“單規(guī)劃、單設(shè)計(jì)、立運(yùn)行”的模式。普遍存在計(jì)量檢測(cè)到配備不足;計(jì)量設(shè)備計(jì)量精度不高、計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;人工抄表可靠性低;難以有效監(jiān)測(cè)和評(píng)估主要耗能設(shè)備的用能效率;缺少?zèng)Q策數(shù)據(jù)支持,對(duì)于節(jié)能評(píng)估無(wú)法提供可靠參考數(shù)據(jù);缺乏有效的企業(yè)能效評(píng)估指標(biāo)體系,能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業(yè)能源管控平臺(tái),采用自動(dòng)化、信息化技術(shù),實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過(guò)程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、化、科學(xué)化管理,使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程**結(jié)合起來(lái),運(yùn)用的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理,實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度,優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、較大限度地利用能源,提高能源質(zhì)量、降低能源消耗,達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
    關(guān)鍵詞:雙碳;雙控;企業(yè)能源管控;節(jié)能降耗    
    1 概述
           某工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)消耗大量的純水和電,這兩部分的費(fèi)用占總生產(chǎn)成本的比例很高。為了深入地掌握目前該企業(yè)能源規(guī)劃落地的實(shí)際情況,該企業(yè)能效指標(biāo)和節(jié)能目標(biāo)的貫徹執(zhí)行,展示綠色低碳成就,需要借助信息技術(shù)工具,搭建企業(yè)能源管理平臺(tái),持續(xù)推進(jìn)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)用能的精細(xì)化管理。
           據(jù)統(tǒng)計(jì),該工廠(chǎng)每月耗電量在1億千瓦時(shí)以上,年耗電量過(guò)10億千瓦時(shí)。部署Acrel-7000企業(yè)能源管控平臺(tái)后,按系統(tǒng)給出的節(jié)能建議進(jìn)行生產(chǎn)工藝調(diào)整后,產(chǎn)品單耗有明顯下降。
    2 項(xiàng)目需求
           項(xiàng)目監(jiān)測(cè)區(qū)域涵蓋化一車(chē)間、化二車(chē)間、腐蝕車(chē)間、純水車(chē)間、預(yù)處理車(chē)間、高溫純水車(chē)間等主要車(chē)間以及其他剩余各車(chē)間。監(jiān)測(cè)的能源種類(lèi)包括電和水,總計(jì)需要接入新增的332塊電表、新增的140塊水表、若干原有水表以及若干原有的智能設(shè)備。
           系統(tǒng)需求主要包括:
           ● 用能統(tǒng)計(jì)
           從區(qū)域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設(shè)備等維度,采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對(duì)企業(yè)分類(lèi)/分項(xiàng)用能情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并進(jìn)行趨勢(shì)和同環(huán)比分析;
           ● 能耗預(yù)測(cè)
           通過(guò)對(duì)廠(chǎng)區(qū)、車(chē)間的能耗使用情況進(jìn)行分析,構(gòu)建能耗計(jì)算模型,進(jìn)行訓(xùn)練,調(diào)整并優(yōu)化模型,采用預(yù)測(cè)算法對(duì)企業(yè)未來(lái)能耗趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,為節(jié)能提供有效的決策依據(jù);
           ● 產(chǎn)品單耗
           計(jì)算生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的電單耗,水單耗,結(jié)合車(chē)速,計(jì)算哪種車(chē)速效益較高;
           ● 容需量統(tǒng)計(jì)
           提供容需量統(tǒng)計(jì),實(shí)時(shí)展示容量需量?jī)r(jià)格的變化情況,為降低電費(fèi)提供依據(jù);
           ● 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)
           提供產(chǎn)量統(tǒng)計(jì),支持手動(dòng)錄入及與MES對(duì)接獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù);
           ● 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
           對(duì)電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并以矢量圖的形式展示三相不平衡度,支持歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún);
           ● 自定義報(bào)表
           通過(guò)自定義報(bào)表格式和計(jì)算公式,靈活生成各種定制化報(bào)表,包括容需量報(bào)表、萬(wàn)元產(chǎn)值報(bào)表、電費(fèi)分?jǐn)倛?bào)表等;
           ● 異常報(bào)警
           對(duì)目標(biāo)事件快速定位,通過(guò)手機(jī)短信、APP、釘釘?shù)确绞郊皶r(shí)通知相關(guān)人員,快速定位能耗異常區(qū)域;
           ● 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
           實(shí)現(xiàn)能源管理系統(tǒng)和MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通,打破信息孤島;
           ● 能源駕駛艙
           定制大屏頁(yè)面及首頁(yè),以工廠(chǎng)車(chē)間為單位劃分進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),與現(xiàn)有的三方系統(tǒng)在指揮中心統(tǒng)一集中展示。
     3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
           現(xiàn)場(chǎng)采用多回路計(jì)量?jī)x表和遠(yuǎn)傳水表,對(duì)用電回路和用水支路進(jìn)行采集,通過(guò)RS485接口與電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)全電力參數(shù)和流量等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、預(yù)警與存儲(chǔ),再由電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建在數(shù)據(jù)中心的能源管控平臺(tái)上。
           平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:
           系統(tǒng)可分為三層:即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。
           現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層:10KV/380V部分的計(jì)量?jī)x表和遠(yuǎn)傳水表,通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu,用于采集用電回路全電力參數(shù)和用水支路流量的各類(lèi)儀表,也是構(gòu)建該配電、耗水系統(tǒng)必要的基本組成元素。
           網(wǎng)絡(luò)通訊層:包含電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層采集的數(shù)據(jù),并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
           平臺(tái)管理層:包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站,數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。 
    4 企業(yè)指標(biāo)
    4.1 電力指標(biāo)
    4.2 水指標(biāo)
    4.3 用能單元指標(biāo)
    5 系統(tǒng)功能
    5.1 首頁(yè)
           首頁(yè)展示企業(yè)的能耗情況、碳排放及折標(biāo)煤趨勢(shì)、主要車(chē)間用水用電占比,功率數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)等相關(guān)信息,可直觀(guān)了解企業(yè)當(dāng)前的整體情況,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)視實(shí)時(shí)化、能源管控精細(xì)化、企業(yè)管理數(shù)字化、節(jié)能減排全局化。
    5.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控
    5.2.1 電力監(jiān)控 
           對(duì)企業(yè)各用電回路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),快速定位報(bào)警點(diǎn)位,并根據(jù)報(bào)警等級(jí)實(shí)時(shí)觸發(fā)APP、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)等多種方式的報(bào)警提醒,較大程度地確保整個(gè)能源供給、轉(zhuǎn)換和消耗過(guò)程的安全、可靠和穩(wěn)定。
    5.2.2 配電圖 
           展示變配電系統(tǒng)的電氣主接線(xiàn)圖,實(shí)現(xiàn)對(duì)全電量參數(shù)以及開(kāi)關(guān)斷路器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視,如電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)、三相不平衡度、諧波等參數(shù)。
    5.2.3 定制大屏
           根據(jù)客戶(hù)定制大屏展示界面,滿(mǎn)足客戶(hù)直觀(guān),美觀(guān),加實(shí)用的需求。
    5.3 能源管理
    5.3.1 能源中控
           從監(jiān)測(cè)區(qū)域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設(shè)備等維度,對(duì)各類(lèi)能耗、單位產(chǎn)品能耗、成本和碳排放量進(jìn)行對(duì)比分析,支持多個(gè)同級(jí)對(duì)象橫向比對(duì),幫助用戶(hù)掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗、能源成本、碳排放等情況。
    5.3.2 能耗統(tǒng)計(jì) 
           從能源使用種類(lèi)、監(jiān)測(cè)區(qū)域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段、設(shè)備等維度,采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析,找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方,從而調(diào)整能源分配策略,減少能源使用過(guò)程中的浪費(fèi)。
    5.3.3 產(chǎn)品單耗
           與企業(yè)MES系統(tǒng)對(duì)接,通過(guò)產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),計(jì)算產(chǎn)品單耗,并進(jìn)行同比和環(huán)比分析,以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝,從而降低能耗。
    5.3.4 線(xiàn)路損耗
           根據(jù)設(shè)置的邊界,通過(guò)查看能耗數(shù)據(jù)上下級(jí)的偏差,發(fā)現(xiàn)能耗異常。 
    5.5 分析報(bào)告
    5.5.1 運(yùn)維報(bào)告
            以年、月、日對(duì)企業(yè)的異常情況、排名、發(fā)生頻次、運(yùn)維情況等進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析,讓用戶(hù)全面了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況,并為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),方便用戶(hù)快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,準(zhǔn)確定位故障點(diǎn),提高運(yùn)維效率,支持導(dǎo)出成PDF文件及打印。
    5.5.2 節(jié)能報(bào)告
           通過(guò)對(duì)接工廠(chǎng)生產(chǎn)系統(tǒng),獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù),結(jié)合系統(tǒng)采集到的能耗數(shù)據(jù),得到不同產(chǎn)線(xiàn)的單耗數(shù)據(jù)。再比對(duì)不同產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備生產(chǎn)情況(車(chē)速、產(chǎn)量),得到產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備在多少轉(zhuǎn)速情況,產(chǎn)量和能耗數(shù)據(jù)處于較優(yōu)區(qū)間的結(jié)論。工廠(chǎng)以此做出相應(yīng)的調(diào)整,有效降低產(chǎn)品的單耗。
    6 系統(tǒng)應(yīng)用**
    6.1 企業(yè)收益
           企業(yè)能源管控平臺(tái)為企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。
           ?在線(xiàn)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量
    幫助企業(yè)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量,包括諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等,避免被罰款。
           ?用能安全
           監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行工況,安全運(yùn)行;預(yù)警電氣火災(zāi),預(yù)防安全事故;及時(shí)排除故障,正常生產(chǎn);快速定位并干預(yù)切除隱患,能源供應(yīng)安全。
           ?節(jié)省人力成本
           少人或者**,減少人工統(tǒng)計(jì)工作量,降低人力成本。
           ?節(jié)能降費(fèi)
           為企業(yè)工藝整改提供數(shù)據(jù)支持,結(jié)合節(jié)能改造的具體實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了某條產(chǎn)線(xiàn)單耗下降8%,達(dá)到降低生產(chǎn)消耗,提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
           ? 持續(xù)增值
           實(shí)時(shí)了解耗能狀況,接入電力需求側(cè)管理平臺(tái),享受補(bǔ)貼,參與碳排放交易,助力碳達(dá)峰和碳中和。
    6.2 用戶(hù)收益
           企業(yè)能源管控平臺(tái)能滿(mǎn)足企業(yè)各種用戶(hù)的不同需求。
           ?對(duì)能源主管部門(mén)及人員(節(jié)能管理)
           幫助企業(yè)完善能源管理體系,貫徹能源化、精細(xì)化、扁平化管理思路,建立持續(xù)改進(jìn)能效的能管模式和機(jī)制,提高能管水平,促進(jìn)節(jié)能降耗。
           ?對(duì)各級(jí)用能部門(mén)及人員(能源使用部門(mén))
         (1)實(shí)時(shí)監(jiān)視能源消耗,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,減少用能損失;
         (2)全面掌握能耗總量、能耗成本及能耗效率指標(biāo)數(shù)據(jù);
         (3)全面分析用能特點(diǎn),為優(yōu)化用能管理提供決策數(shù)據(jù);
           ?對(duì)能源運(yùn)維部門(mén)及人員(能源供給部門(mén))
         (1)幫助建立數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控運(yùn)維,動(dòng)態(tài)監(jiān)視數(shù)據(jù)采集狀態(tài),確保數(shù)據(jù)采集正常運(yùn)行,奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
         (2)實(shí)時(shí)監(jiān)視能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),異常及時(shí)報(bào)警,生產(chǎn)用能安全,遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表,降低工作強(qiáng)度,提高工作效率。
           ?對(duì)能源統(tǒng)計(jì)人員及其他部門(mén)
         (1)自動(dòng)生成各類(lèi)外部單位所需報(bào)表,提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作效率和準(zhǔn)確率。
         (2)共享能耗數(shù)據(jù),并與其他系統(tǒng)集成。
    7 產(chǎn)品特點(diǎn)
    7.1 導(dǎo)軌式三相電能表ADL400
    ●  有功精度:0.5S級(jí),無(wú)功精度:2級(jí),電壓、電流精度:0.2級(jí)
    ●  電壓規(guī)格:3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V
    ●  電流規(guī)格:3×1(6)A,3×10(80)A
    ●  工作溫度:-25℃~+55℃
    ●  相對(duì)濕度:≤95℅(無(wú)凝露)
    ●  通訊:RS485接口,同時(shí)支持Modbus、DL/T645規(guī)約
    ●  功能:支持2~31次諧波電壓電流、較大需量及發(fā)生時(shí)間、4個(gè)時(shí)區(qū)、2個(gè)時(shí)段表、14個(gè)日時(shí)段、4個(gè)費(fèi)率上48月/90日歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)
    ●  外形尺寸:90*36*65
    7.2 電能質(zhì)量分析儀表APM810
    ●  有功精度:0.5S級(jí),無(wú)功精度:2級(jí)(目前標(biāo)準(zhǔn)較高),電壓、電流精度:0.2級(jí)
    ●  電壓規(guī)格:3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V
    ●  電流規(guī)格:3×1(6)A(經(jīng)互感器接入),3×10(80)A(直接接入)
    ●  工作溫度:-25℃~+55℃
    ●  相對(duì)濕度:≤95℅(無(wú)凝露)
    ●  通訊:較大支持2路立485通訊,Modbus RTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng),兩路485可立設(shè)置,亦可使用不同協(xié)議;波特率1200bps-19200bps可設(shè),奇偶校驗(yàn)位可設(shè)
    ●  功能:支持1DI1DO;支持有功脈沖輸出
    ●  外形尺寸:126*88*69,標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝
    7.3 智能遠(yuǎn)傳水表
    ●  可用電子直讀式,具有高清晰液晶顯示,直接讀取和通信發(fā)送。該水表的特點(diǎn)包括:高靈敏度,始動(dòng)流量小,計(jì)量精度高,具備誤差自動(dòng)修正功能;通訊方式:可通過(guò)MODBUS-RTU通訊接口進(jìn)行通信,管理者可對(duì)水表各參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或修改,也可抄回表內(nèi)的信息以便供管理部門(mén)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè);斷電后數(shù)據(jù)可保存10年以上;擴(kuò)展功能:可根據(jù)需要擴(kuò)展遠(yuǎn)程控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)功能;耐高溫:可在120℃下長(zhǎng)期工作,水解穩(wěn)定;抗腐蝕:抗酸堿腐蝕性強(qiáng)不易被腐蝕,阻燃性能好,環(huán)保:水資源免遭二次污染
    ●  通信規(guī)約依照《CJ-T188-2004戶(hù)用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》或者兼容《DL/T 645-2007》的規(guī)約
    7.4 電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)
    8 結(jié)語(yǔ)
           安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況,通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析,幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設(shè)備的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預(yù)測(cè)、碳排分析,為企業(yè)調(diào)整負(fù)載、調(diào)整負(fù)荷率、削峰填谷、無(wú)功補(bǔ)償、新設(shè)備提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持,幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理、提高設(shè)備運(yùn)行效率和能源利用效率、設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、挖掘節(jié)能潛力,成本低,回收期短,經(jīng)濟(jì)效益明顯,不僅可以提高企業(yè)的**競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)是保護(hù)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和源泉,積極響應(yīng)對(duì)于節(jié)能降耗的政策。
        安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái)為客戶(hù)提供增值服務(wù),包含:空壓機(jī)節(jié)能改造方案;空調(diào)節(jié)能改造方案;鍋爐節(jié)能改造方案;照明節(jié)能改造方案等。
    參考文獻(xiàn)
    [1]《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》
    [2]《浙江省關(guān)于建立健全高耗能行業(yè)階梯電價(jià)和單位產(chǎn)品能耗限額標(biāo)準(zhǔn)懲罰性電價(jià)的實(shí)施意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》
    [3]《工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設(shè)指南》
    證書(shū)報(bào)告
    作者簡(jiǎn)介:
    朱鹍,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事企業(yè)能源管控研究發(fā)展。

    安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司專(zhuān)注于變電所運(yùn)維云平臺(tái),安全用電管理云平臺(tái),環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)等, 歡迎致電 15000353138

  • 詞條

    詞條說(shuō)明

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