工業(ye) 企業(ye) 電能平衡解決(jue) 方案

0 　引言

根據《節約能源法》、《節約用電管理辦法》等法律、法規的規定，以及加快建設資源節約型、環境友好型社會(hui) 的要求，進一步加強企業(ye) 用電需求側(ce) 管理，提高電能利用效率引起了各方的關(guan) 注，國家質監總局和國家標準化管理委員會(hui) 發布了GB/T8222-2008《用電設備電能平衡通則》，浙江、上海等地2009年已陸續開展企業(ye) 電能平衡測試。上海市經信委在2009、2010年連續兩(liang) 年發布了重點用電企業(ye) 電能平衡工作的通知。電能平衡是研究與(yu) 分析一定數量的電能進入用電體(ti) 係後的分布與(yu) 利用情況，即用電體(ti) 係的各個(ge) 環節利用了多少電能，損失了多少電能。目的是通過普查、統計、測試、計算等手段，揭示企業(ye) 在整個(ge) 生產(chan) 過程中各個(ge) 用電環節的電能使用情況，研究分析哪些是合理使用，哪些是不合理使用，哪些損失是必要的，哪些損失是不必要的。在此基礎上找出使用中的問題，製定節電措施和整改規劃。通過改造舊設備，加強科學管理，采用新產(chan) 品、新工藝、新技術、新材料等手段降低產(chan) 品用電單耗，使企業(ye) 電能利用率提高到一個(ge) 新的水平。現實意義(yi) 有：摸清用電設備家底，**了解設備運行狀況以及損耗所在；掌握用電水平；找出企業(ye) 設備和管理中的薄弱環節，製定節電規劃；使用電管理人員和具體(ti) 測試人員的技術素質得到提高，培養(yang) 一批技術管理人員。---工業(ye) 企業(ye) 電能平衡解決(jue) 方案

1 電能平衡的基本概念及原則
電能平衡是供電電量在用電係統內(nei) 的輸送、轉換、利用進行考核、測量、分析和研究，並建立供給電量、電量和損失用電量之間平衡關(guan) 係的全過程。---工業(ye) 企業(ye) 電能平衡解決(jue) 方案

有功電能平衡測試的方法有兩(liang) 種：
正平衡法又稱直接平衡法，即運用測試和計算方法直接求得用電體(ti) 係的輸入有功電量和利用電量，而體(ti) 係損失的有功電量即為(wei) 二者之差。
反平衡法又稱間接平衡法，即運用測試和計算方法直接求得用電體(ti) 係的輸入有功電量和體(ti) 係損失的各項有功電量，而體(ti) 係利用電量即為(wei) 二者之差。
電能平衡的原則是：電能平衡的理論基礎是能量守恒定律，是電能“收入”與(yu) “支出”的平衡；電能平衡是能量平衡而不是功率平衡。所以電量應使用電能表測定，對於(yu) 穩定負荷可利用輸入功率與(yu) 輸出功率來求其電能利用率。企業(ye) 電能平衡是在企業(ye) 正常生產(chan) 情況下進行的，它反映的不一定是企業(ye) 用電設備的額定效率，而是實際運行狀況時的使用效率。電能平衡可取用某一代表日、某正常生產(chan) 月、某正常生產(chan) 季度或某一年的用電量來進行平衡，一般企業(ye) 電能平衡的時間取代表年。企業(ye) 電能平衡的測算誤差不得超過10%。

2 　電能平衡方法
通過對工業(ye) 企業(ye) 內(nei) 部的主要電器設備，如變壓器、電機(如泵、風機、空壓機)、照明設備、電纜、電熱設備、整流設備、空調製冷設備等電器及整個(ge) 配電係統，采用智能電工儀(yi) 器進行實時監測，采集設備與(yu) 係統的電流、溫度、功率、功率因素、有功電度、無功電度等用電信息，建立工業(ye) 企業(ye) 電能平衡信息管理係統。係統拓撲結構如下：

係統管理根據工業(ye) 企業(ye) 現場情況，采用現場總線、光纖環網或無線通訊(Zigbee物聯網)中的一種或多種結合，優(you) 化組網方式；實現配電智能監控，用電設備信息集抄和管理。減輕專(zhuan) 職人員工作量，提高工效。

3 　管理係統功能
3.1  人機交互界麵
係統具有友好的全中文人機交互界麵。標準的變配電係統具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網絡的接線情況；龐大的係統具有多畫麵切換及畫麵導航的功能；分散的配電係統具有空間地理平麵的係統主畫麵。
係統主畫麵的一次接線圖顯示工程名稱、開關(guan) 櫃編號、回路編號及回路名稱等信息，其中回路的名稱可由係統級管理員自定義(yi) 更改；畫麵還可顯示SOE事件實時記錄窗口、係統功能快捷鍵、當前操作人員、係統當前時間及係統運行天數等信息；空間地理平麵的主畫麵顯示了該工程區域內(nei) 各變電箱的地理位置等信息。
係統主畫麵可直觀顯示各回路的運行狀態，並具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示於(yu) 人機交互界麵並實時刷新，如變壓器進線，重要出線的電壓、電流、功率、頻率等；一般出線的三相電流信息等；還可通過調用重要回路子畫麵查看該回路的詳細電參量信息。

3.2  用戶管理
係統提供了多級管理權措施，對不同級別的用戶賦予不同權限，從(cong) 而保證係統在運行過程中的**性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令後方可完成該操作。
係統一般保留管理權限—係統管理員，係統級管理員可完成該係統所設計的所有操作動作，還具有添加新用戶，分配用戶權限，刪除用戶等功能。

3.3  采集處理與(yu) 控製
係統可實時和定時采集現場設備的各電參量及開關(guan) 量狀態(包括三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能、溫度、開關(guan) 位置、設備運行狀態等)，將采集到的數據或直接顯示、或通過統計計算生成新的直觀的數據信息再顯示(總係統功率、負荷值、功率因數上下限等)，並對重要信息量進行數據庫存儲(chu) 。對現場設備的操作(如合/分閘控製、電容投切等)可進行本地手動操作和遠程控製操作等，並具有權限保護，防誤閉鎖功能，可根據開關(guan) 量和模擬量的組合實現閉鎖。

3.4  趨勢曲線分析
係統對采集的電參量進行分類識別並將必要參量存儲(chu) 至數據庫，對所有參量存儲(chu) 可達兩(liang) 年，電能參量的存儲(chu) 可達三年以上，並可根據用戶需求及硬件配置更改存儲(chu) 時間。
係統提供了實時曲線和曆史趨勢兩(liang) 種曲線分析界麵，通過調用相關(guan) 回路實時曲線界麵分析該回路當前的運行負荷狀況。如通過調用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設備所引起的信號波動情況。係統的曆史趨勢即係統對所有已存數據均可查看其曆史趨勢，方便工程人員對監測的配電網絡進行質量分析。
3.5  用電設備能效管理
係統可以記錄變壓器負載率和損耗；電纜損耗和線損率；電動機效率和機組能效比；電動機和泵效率；電動機和風機效率；電動機效率和空壓機負載率；電動機效率；照明容量、數量和年耗電量；電熱設備負載率和損耗；整流設備損耗和用電量等用電設備信息。
3.6  電能管理與(yu) 報表打印
係統具有標準的電能報表格式並可根據用戶需求設計符合其需要的報表格式，係統可自動統計。可自動生成各種類型的實時運行運行報表、曆史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印係統記錄的所有數據值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據複費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數可自行設置；係統設計還可根據用戶需求量身定製滿足不同要求的報表輸出功能。

3.7  事件記錄和故障報警
係統對所有用戶操作、開關(guan) 變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有祥細的記錄功能，包括事件發生的時間位置，當前值班人員事件是否確認等信息，對開關(guan) 變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設備發送控製指令或提示值班人員迅速排除故障。

4 　電能平衡步驟
4.1  普查
從(cong) 電網進戶點開始，按供電路徑查清電氣設備、用電設備的家底。如變壓器、線路、電動機、風機、水泵、空壓機、製冷機等主要用電設備的容量、型號、主要性能參數、分布、工況等情況逐台登記，建立台賬，畫出全廠用電的線路圖。
4.2  基礎測試
根據《上海市工業(ye) 企業(ye) 電能平衡信息管理係統》所要求填寫(xie) 的項目進行基礎測試，基礎測試主要依靠企業(ye) 現場配備的電力和熱工儀(yi) 表進行。其中，運行數據中的平均電流要能代表該設備的正常生產(chan) 時的平均值，需根據現場電力儀(yi) 表(電流表)結合設備運行特點通過統計方法進行確定。
4.3  鎖定重點
根據普查台賬和初步測試結果填寫(xie) 《上海市工業(ye) 企業(ye) 電能平衡信息管理係統》軟件，鎖定節能潛力重點。
4.4  係統測試評估
對鎖定重點的係統運用專(zhuan) 業(ye) 測試儀(yi) 器設備進行現場測試，在測試的基礎上結合係統日常運行記錄數據和運行特點，對係統節能潛力進行量化分析，提出解決(jue) 方案，並進行經濟性比較。
4.5  整改
針對普查中和測算分析中發現的問題，製定整改規劃。做到邊查邊改，邊測邊改，堵塞浪費漏洞，並落實節電措施。

5 　測試內(nei) 容和範圍
5.1  基礎測試
基礎測試主要利用現場儀(yi) 表和便攜式儀(yi) 表進行，測試範圍原則上要包括變壓器、配電線路、電動機、電熱設備、整流設備和照燈具等所有供配電係統和用電係統，以運行的電數據為(wei) 主。電力變壓器要求全部測試，電纜要求采集16mm2以上的電纜數據。填寫(xie) 軟件時小於(yu) 5.5kw的電動機設備和小於(yu) 8kw的電熱和整流設備可批量填寫(xie) 軟件。
5.2  係統診斷
診斷測試以電機係統為(wei) 主，通過測試結合企業(ye) 曆史記錄，深入分析係統的節能潛力，提高節能改造方案並進行投資回報分析。根據本次電能平衡的工作要求，每個(ge) 企業(ye) 至少完成2個(ge) 電機係統的節能診斷評估，對於(yu) 年耗電量大於(yu) 50萬(wan) kwh的泵、風機和空壓機係統、年耗電量大於(yu) 100萬(wan) kwh的製冷空調係統和年耗電量大於(yu) 30萬(wan) kwh的其他電機係統作為(wei) 重點，根據基礎測試的結果和對節能潛力初步分析確定節能潛力的兩(liang) 個(ge) 係統進行診斷評估。

6 　電力監控儀(yi) 表在電能平衡中的應用

7 　電能平衡工作成果
7.1  促進企業(ye) 供用電設備的管理，幫助進一步摸清了家底。量化了各類型用電設備的耗電情況，見下圖。

7.2  提供節能技改項目的實施數據
以上海近2年工業(ye) 企業(ye) 電能平衡試點為(wei) 例，共完成各類節能診斷項目21個(ge) (其中，泵係統5個(ge) ，空壓機係統6個(ge) ，製冷機係統項目4個(ge) ，照明係統1個(ge) ，電加熱項目4個(ge) ，21個(ge) 診斷項目的總節能潛力為(wei) 1588萬(wan) kwh/年，占總節能量的86.55%，診斷項目的節能潛力占企業(ye) 總耗電量的6.27%。預計投入3581萬(wan) 元，年經濟效益1076萬(wan) 元，平均投資回收期3.33年。

8 　報價(jia) 方案

9 　結束語
在信息化快速發展的今天，采用現場總線、光纖環網或無線通訊(Zigbee物聯網)中的一種或多種結合，優(you) 化組網方式，實現配電智能監控，用電設備的信息集抄和管理。做好電能平衡工作，它可以做到小到一條線路、一個(ge) 變電所的主變及各個(ge) 電壓等級的電能平衡，大到整個(ge) 企業(ye) 的電能平衡。它不僅(jin) 減少了大量的人力和物力，還能及時發現問題，為(wei) 計算電能平衡的準確性和及時性提供保證。