電力需求側管理及智能電力監(jiān)控技術在服裝制造行業(yè)錯峰限電中的應用

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

服裝制造業(yè)按國民生產行業(yè)分類可細分為：紡織服裝制造業(yè)、紡織面料鞋的制造業(yè)、制帽業(yè)。

該行業(yè)一般都由10kV變電所和0.4kV供電，其用電負荷中等或較??；生產性質為三班制連續(xù)作業(yè)。服裝制造業(yè)屬于勞動密集型企業(yè)，每個車間為一條生產流水線，使用的設備數(shù)量多、功率小，負荷相對比較平穩(wěn)。服裝企業(yè)非生產用電除辦公樓外，廠區(qū)內都建有宿舍和食堂，非生產用電約占總用電量的10%左右。

服裝制造行業(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)用戶一般生產時間為7：30～21：00，在生產時間段負荷曲線相對穩(wěn)定，在高溫或嚴寒季節(jié)，該類企業(yè)的用電需求也有所變化，隨著溫度的變化，用電負荷將有上升，夏季高溫期間將增加35%左右的空調負荷。服裝制造行業(yè)的辦公、生活用電約占總用電的10%左右，生產用電以車間為單位，每個車間的上下道工序相互銜接，錯峰時只能以車間為單位進行限電。

2. 緊急錯峰限電，可停用非生產性負荷和生產性負荷，可以快速響應錯峰實施。該行業(yè)用電負荷中等偏小，緊急錯峰限電效果較好。

3. 階段性錯峰，該行業(yè)用戶可以通過組織部分生產車間停產讓電的方式開展，階段性錯峰效果較好。

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：

執(zhí)行錯峰指令，大型服裝廠對辦公用電、生活用電等部分非生產用電限電、部分車間停產，保證企業(yè)生產的連續(xù)性。中小型服裝廠每周開六停一。

2. 緊急錯峰：

接到錯峰指令后快速停用辦公用電（電腦、打印機、照明、空調、電梯）等非生產性負荷，然后根據(jù)指令釋放負荷恢復正常生產。

（二）缺口等級Ⅲ級參與方案

1. 階段性錯峰：

執(zhí)行錯峰指令，大型服裝廠對辦公用電、生活用電等部分非生產用電限電、部分生產車間停產，保證企業(yè)生產的連續(xù)性。中小型服裝廠每周開六停二。

2. 緊急錯峰：

接到錯峰指令后快速停用生產輔助設備和部分生產車間的孔壓機、裁剪機、縫紉機、粘合機、斷布機等生產負荷進行限電。然后根據(jù)指令釋放負荷恢復正常生產。

（三）缺口等級Ⅱ級參與方案

1. 階段性錯峰：

執(zhí)行錯峰指令，大型服裝廠對辦公用電、生活用電等部分非生產用電限電、部分生產車間停產，保證企業(yè)生產的連續(xù)性。中小型服裝廠每周開六停三。

2. 緊急錯峰：

在執(zhí)行Ⅲ級方案的基礎上，繼續(xù)停用部分生產車間進行限電，完成錯峰指標。然后根據(jù)指令釋放負荷恢復正常生產。

（四）缺口等級Ⅰ級參與方案

1. 階段性錯峰：

執(zhí)行錯峰指令，企業(yè)停產，非生產用電只留門衛(wèi)、消防、職工生活等用電。

2. 緊急錯峰：

在執(zhí)行Ⅱ級方案的基礎上，繼續(xù)停用部分生產車間進行限電，直至企業(yè)停產，非生產用電只留門衛(wèi)、消防、職工生活等用電以完成錯峰指標。然后根據(jù)指令釋放負荷恢復正常生產。

四、行業(yè)用戶參與錯峰限電風險及注意事項

1. 服裝制造業(yè)屬于勞動密集型企業(yè)，一般每個車間的工人數(shù)大都超過一百人，大型服裝企業(yè)每個車間工人數(shù)一般超過五百人。由于服裝企業(yè)的生產車間均為全封閉，因此夏季空調負荷很大，在需要限電時企業(yè)為保證產品質量和工人不停工，優(yōu)先考慮停用生產設備，保留空調用電和照明用電。

2. 服裝制造行業(yè)的企業(yè)接到訂單后，給予的生產時間都很短，需集中力量生產，如企業(yè)參與錯峰限電后，影響訂單的完成情況，造成不能按合同及時交貨，特別是以外貿訂單為主的企業(yè)，將面臨很大的考驗。

3. 服裝企業(yè)都是勞動密集型企業(yè)，工人薪資都是按基本工資加計件提成的模式確定，如企業(yè)參與錯峰限電后，有部分工人被迫停工，影響其工資收入，zui終導致工人流失，給原本就招工難的服裝行業(yè)雪上加霜。

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、合理地編制內部應急預案，主動配合錯峰實施，杜絕惡性事故發(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

蘇州某紡織制造廠變配電系統(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絡結構，如圖下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現(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。

②遠程抄表

系統(tǒng)對所有采集到的數(shù)據(jù)都能實時的顯示，并保存到數(shù)據(jù)庫中，因此可以手動查詢每個回路的所有實時及歷史電參量數(shù)據(jù)，并以表格的形式展現(xiàn)給用戶，便于打印、保存。

③電能報表與棒圖

系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導出。

系統(tǒng)還可以根據(jù)生成的電能報表，對每一回路的用電量根據(jù)時間不同形成年用電棒圖、月用電棒圖以及每日的用電棒圖，便于查看。

④電流、功率趨勢曲線

對于所有回路，不僅可以對電流、功率進行實時顯示與監(jiān)測，并可以根據(jù)保存的歷史數(shù)據(jù)做成趨勢曲線，可以查看實時和歷史變化趨勢，預測電力負荷容量，并可對電力故障進行查詢，保證電力負荷的安全運行。

⑤事件記錄與報警

主要用于查看歷史報警信息；幫助用戶進行事故查詢與追憶；支持歷史查詢，打印等功能。實時報警信息會即時彈出，提醒用戶所進行的操作。并對所有操作具有自動事件記錄功能。

六、主要監(jiān)控產品

（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，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]服裝制造行業(yè)錯峰限電技術指導．

 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)，: 2880157857