電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在煙草制造行業(yè)錯峰限電中的應(yīng)用

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

    煙草制造業(yè)以卷煙生產(chǎn)企業(yè)為主，包括煙葉復(fù)烤企業(yè)及生產(chǎn)過濾嘴的企業(yè)。該行業(yè)是國家稅收行業(yè)，年稅收為國家總稅收的10%以上，因此，該行業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)為國家統(tǒng)一調(diào)配，按計劃生產(chǎn)。

負(fù)荷特性：連續(xù)、平穩(wěn)，三班運轉(zhuǎn)，功率因數(shù)90%在以上。生產(chǎn)線設(shè)備負(fù)荷與用于生產(chǎn)的空調(diào)負(fù)荷比例為1:1；5～10月份開啟空調(diào)，用于生產(chǎn)，以保證恒溫、恒濕的生產(chǎn)環(huán)境，用電負(fù)荷增加一倍。

生產(chǎn)方式：每月根據(jù)上月下達(dá)的生產(chǎn)計劃安排生產(chǎn)，1～8月份生產(chǎn)計劃較少，9～12月份由于節(jié)日較多生產(chǎn)計劃相應(yīng)增多。比例為5:7。

煙草制造行業(yè)用戶設(shè)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)用電負(fù)荷大且為連續(xù)性負(fù)荷不受時段、季節(jié)、氣候影響。

 2. 該行業(yè)一般為 力保的利稅大戶，每月生產(chǎn)任務(wù)完成，因此不能停生產(chǎn)線。因此緊急錯峰能力弱，不適宜參與快速錯避峰。

 3. 辦公空調(diào)、廠區(qū)道路照明和廠區(qū)景觀照明可以參與緊急錯峰限電，但負(fù)荷比重較小。

 4. 在保證生產(chǎn)車間溫度保持在26℃~30℃，濕度保持在60%~70%。夏季10%~30%生產(chǎn)用空調(diào)負(fù)荷可以分批、短時參與錯峰限電，停電時間一般不超過兩小時。

 5. 根據(jù)該行業(yè)生產(chǎn)性質(zhì)分析，次行業(yè)可以采用集中生產(chǎn)，集中檢修的方式，提前完成本月生產(chǎn)任務(wù)，月末剩余天數(shù)避峰。

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：

    該行業(yè)的非生產(chǎn)負(fù)荷性負(fù)荷可以參與階段性錯峰，如：辦公空調(diào)、照明、食堂(非進(jìn)餐時間)、廠區(qū)道路照明、廠區(qū)景觀照明。通過減少此類負(fù)荷來參與錯峰工作。

 2. 緊急錯峰：

    該行業(yè)不適宜參與緊急錯峰。

（二）缺口等級III級參與方案

 1. 階段性錯峰：

    該行業(yè)的非生產(chǎn)負(fù)荷性負(fù)荷可以參與階段性錯峰，如：辦公空調(diào)、照明、食堂(非進(jìn)餐時間)、廠區(qū)道路照明、廠區(qū)景觀照明。通過減少此類負(fù)荷來參與錯峰工作。

 2. 緊急錯峰：

    該行業(yè)不適宜參與緊急錯峰。

（三）缺口等級II級參與方案

 1. 階段性錯峰：

    缺口等級為II級時，在以上減少非生產(chǎn)負(fù)荷的基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)將20%的生產(chǎn)用空調(diào)負(fù)荷，采用間歇式停用的方式參與錯峰，如：制冷機(jī)組（離心式）間歇性停用。（溫度高于30℃開；低于26℃關(guān)停）

 2. 緊急錯峰：

    該行業(yè)不適宜參與緊急錯峰。

（四）缺口等級I級參與方案

 1. 階段性錯峰：

    缺口等級為I級時，停用非生產(chǎn)負(fù)荷，并且在II級的基礎(chǔ)上再增加10%的生產(chǎn)用空調(diào)負(fù)荷，采用間歇式停用的方式參與錯峰，如：制冷機(jī)組（離心式）、空調(diào)器（送風(fēng)）間歇性停用。（溫度高于30℃開；低于26℃關(guān)停）

 2. 緊急錯峰：

    該行業(yè)不適宜參與緊急錯峰。

四、 行業(yè)用戶參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項

 1. 為了保證完成統(tǒng)調(diào)生產(chǎn)任務(wù)，生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中不能停電。

 2. 生產(chǎn)用中央空調(diào)主機(jī)全部停或停用時間超過2小時會造成生產(chǎn)環(huán)境的溫度濕度超出標(biāo)準(zhǔn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

 3. 生產(chǎn)環(huán)境溫濕度標(biāo)準(zhǔn)為：溫度在26℃至30℃之間；濕度在60%至70%之間。

    因此，該行業(yè)參與錯峰時，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況，科學(xué)、合理地編制內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案，主動配合錯峰實施，杜絕惡性事故發(fā)生，將損失降到zui低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

    陜西某卷煙廠的供電由引兩路110kV供電線路至總降變電所，通過25000MVA的1#主變和31500MVA的2#主變降壓至10kV并配出到廠區(qū)各個生產(chǎn)線配電室。如今生產(chǎn)線投產(chǎn)，供電線路正常運作，1#主變未投，靠2#主變?yōu)檎麠l線的生產(chǎn)供電。

5.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

    整個系統(tǒng)采設(shè)計了一套Acrel-3000電能管理系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如下圖所示：

    本項目中，通過在總降10kV開關(guān)柜上安裝上海安科瑞電氣股份有限公司ACR320E系列多功能電力儀表來實現(xiàn)變電所各回路電度計量。另使用與開關(guān)柜同型號儀表組電度表屏用以計量新線110kV進(jìn)線、1#2#主變高壓側(cè)及低壓側(cè)的正向有功、無功電度。此外，在各生產(chǎn)線配電室10kV開關(guān)柜上也裝有ACR320E系列儀表。電能管理系統(tǒng)先期只將總降配電室和中控室的多功能儀表進(jìn)行后臺組網(wǎng)，即現(xiàn)場設(shè)備層由總降配電室和中控室內(nèi)所有ACR320E系列儀表組成?，F(xiàn)場儀表采用屏蔽雙絞線RVVSP2*1.0作為RS485總線的傳輸介質(zhì)，每一根485總線上掛接的儀表設(shè)備數(shù)量不超過20臺，線路總長不超過100米，以此保證數(shù)據(jù)鏈路的穩(wěn)定性。本項目中，24塊儀表分成2路，即配電室的19臺儀表和中控室的5臺儀表分別通過一根485總線與后臺系統(tǒng)通訊。

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(jìn)行了設(shè)計，具體顯示界面如下：

   ① 系統(tǒng)主界面

    生產(chǎn)線10kV配電系統(tǒng)接線方式為三相四線，兩路進(jìn)線之間設(shè)有母聯(lián)。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?？偨蹬潆娤到y(tǒng)一次圖如下：

    ②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(jìn)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

    負(fù)荷趨勢曲線提供了某一段時間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢，方便管理員掌握用電設(shè)備的運行狀況，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，可為今后新增部門和設(shè)備提供科學(xué)的用電量估算；通過分析大樓內(nèi)每個設(shè)備的用電量和設(shè)備的品牌、型號、使用年限等設(shè)備詳細(xì)信息來評估設(shè)備用電是否合理；通過大樓內(nèi)各部門用電同比、環(huán)比的報表分析，得出各設(shè)備用電是否合理； 對某一節(jié)能設(shè)備或技術(shù)在使用一定時間后，評測的節(jié)能效率是否與當(dāng)初的預(yù)計一致。

   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(jìn)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，1天2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(qiáng)。

   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(jī)存儲，數(shù)據(jù)可存儲10年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點，迅速準(zhǔn)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(zhǔn)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(fù)荷調(diào)整：項目實施前調(diào)整三相回路負(fù)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(jìn)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、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復(fù)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(fù)、零序分量（含負(fù)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(jìn)線柜。

  （2）低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR320EL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(fù)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(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(hù)功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護(hù)、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。

    DTSF1352導(dǎo)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(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（U、I、P、Q、PF、F、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)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(fù)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(bǔ)償。

七、設(shè)備清單

參考文獻(xiàn)：

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)解決方案.2013.1版.

[2]煙草制造行業(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)，: :