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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

瀏覽次數(shù):1885更新日期:2014-02-25

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

類別

主要設(shè)備

備注

非生產(chǎn)性負(fù)荷

辦公電腦、空調(diào)、照明、電梯;食堂、廠區(qū)道路照明、廠區(qū)景觀照明

一般

輔助生產(chǎn)負(fù)荷

制冷機(jī)組、空調(diào)器、鍋爐、循環(huán)水泵、通風(fēng)設(shè)備、貨運電梯

重要

主要生產(chǎn)性負(fù)荷

制絲生產(chǎn)線、卷包生產(chǎn)線、膨化煙絲生產(chǎn)線、空壓機(jī)

重要

安全保障負(fù)荷

車間照明

一般

 

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

序號

名稱

型號、規(guī)格

單位

數(shù)量

備注

1

電力儀表

 

 

 

 

 

三相諧波電力電能表

ACR330ELH

8

安科瑞

 

三相網(wǎng)絡(luò)多功能電力電能表

ACR320EL

68

安科瑞

 

開口式電流互感器

AKH-0.66/K

222

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(jī)

IPC-610L/769VG/E5300/2G/500G/DVD/88小鍵+鼠標(biāo)(原裝整機(jī)標(biāo)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(jī)

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(jī)

D-LINK 16口

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-1100S(25km)

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

5

 

 

工程輔材

拖線板、轉(zhuǎn)換線、線管、標(biāo)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)

 

3200

 

 

綜合調(diào)試

 

人/天

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(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),: :