能源系统监控与节能技术的探讨.doc

能源系统监控与节能技术的探讨
陆晓君
上海安科瑞电气股份有限公司嘉定201801

1概述
随着全球能源供应的日趋紧张，各种能源费用都呈上升趋势，成为企业成本的重要组成部分，在今后企业的发展和生存中将成为一个决定性因素。另外能源动力系统的安全运行，是企业正常生产、经营的重要保证。因此，建立企业能源动力系统的综合监控，在保证能源动力供给安全可靠的基础上，通过对能源动力系统的自动化监控、信息化管理，降低产品能源成本，对企业的经营发展和提高经济效益具有重要意义；通过节能技术的引进，大幅度降低企业能源消耗，不仅具有经济意义，而且具有更大的社会效益。根据Acrel(安科瑞)在电力自动化、工业自动化及节能技术领域的研究和多年工程实践，开发设计了智能电力监控与电能管理系统，提出一系列相关的节能技术。
Acrel-2000电力监控系统是基于10kV及以下变配电系统的监测与管理，该系统由管理层（站控层）、通信层（中间层）、间隔层（现场监控层）三部分组成，见下图。

1）站控管理层
站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。
监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。
打印机：系统召唤打印或自动打印图形、报表等。
UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行，提供足够的时间进行数据存储。
2）网络通讯层
通讯层设备为由串口扩展卡。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。
通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线，以RS485接口，MODBUS通讯协议实现现场设备与上位机的实时通讯。
3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传采集的数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的数据必须完整、准确并实时传送至监控主机。

2系统特点
●电力能源监控：采用自主研发的高性能ACR系列网络电力仪表、M系列微机保护装置、温湿控制器、电动机保护器和集成化监控系统软件包，实现变配电系统的综合自动化监控。●非电类能源监控：采用国内外先进的过程仪表和控制器，实现对锅炉及蒸汽系统、空压站及压缩空气系统、水泵房及供水系统、换热站、空调系统的智能控制、工艺流程监控、运行状态监控、故障报警、历史数据记录等功能。●安防监控：建立完善的安防监控系统，在重要设备或部门设置视频监控、红外线探测报警、门禁等设备，可以提供重要设备实时的、直观的视频监控，对重要部门或设备布防，有效阻止非法人员的闯入，采用数字化视频技术将安防系统与能源管理信息系统联网，支持管理者在网络上任何站点浏览和监控。●分层分布式网络结构：采用分层分布式网络结构，监控管理层采用先进的冗余光纤环网结构，便于将分散在企业各处的水、电、汽、气等子系统集成为一体，现地监控层各子系统采用现场总线与各种检测仪表和智能装置连接，具有良好的适应能力和强大的扩展能力。●能源计量与统计考核：通过能源动力监控系统实时采集各种能源信息，取代手工抄表、人工统计、手工录入、计算机打印报表的落后模式，自动完成记录、计量、统计、考核等功能。●经济运行分析：通过对动力设备运行状态信息的采集、记录、统计，分析设备运行效率，自动控制系统负荷和工况的转换，实现动力系统优化运行。●能源决策分析：通过一定时间的数据累积，从不同角度对能源消耗进行分析预测，提供防止能源浪费、降低能源消耗、合理规划使用能源的决策支持。●系统管理与信息发布：能源信息管理系统，可以全面提供实时、可靠、有效的各种能源信息，支持WEB发布，可以通过企业信息管理网络实现能源信息的浏览和查询。

3主要监控与计量表计
3.1高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表
图1ACR330ELH电力仪表
该表为电能质量分析仪表，主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸：120×120mm，开孔尺寸：108×108mm。适用于高压重要回路或低压进