電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在電子設(shè)備制造行業(yè)錯峰限電中的應(yīng)用

 徐玉麗

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405 

一、行業(yè)用戶用電特性分析

電子設(shè)備制造行業(yè)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細(xì)分為:通信設(shè)備制造(通信傳輸設(shè)備制造，通信交換設(shè)備制造，通信終端設(shè)備制造，移動通信及終端設(shè)備制造)、廣播電視設(shè)備制造（廣播電視節(jié)目制作及發(fā)射設(shè)備制造, 廣播電視接收設(shè)備及器材制造，應(yīng)用電視設(shè)備及其他廣播電視設(shè)備制造）、電子計(jì)算機(jī)制造（電子計(jì)算機(jī)整機(jī)制造，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造，電子計(jì)算機(jī)外部設(shè)備制造）、家用視聽設(shè)備制造（家用影視設(shè)備制造，家用音響設(shè)備制造）等，電子設(shè)備行業(yè)是指從事電子整機(jī)產(chǎn)品制造的行業(yè)，是電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

該行業(yè)企業(yè)大部分采用采用雙電源供電方式，部分規(guī)模較小的采用單電源供電方式，用戶一般生產(chǎn)時間為8：00～17：00，也有24小時連續(xù)生產(chǎn)的，對于白天生產(chǎn)的高峰、低谷負(fù)荷差較大，屬于典型的“中間大、兩頭小”，連續(xù)生產(chǎn)的其負(fù)荷曲線相對較平穩(wěn)，一般相差20％左右。在高溫或嚴(yán)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(fù)荷將有顯著上升。從全年來看，該類企業(yè)呈現(xiàn)“夏、冬季負(fù)荷高，春、秋季負(fù)荷小”的特點(diǎn)。

由于電子設(shè)備制造行業(yè)的產(chǎn)品較為廣泛，因而，該類企業(yè)的工藝標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境控制等要求也不盡相同，主要用電設(shè)備見下表： 

 

電子設(shè)備制造行業(yè)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)荷隨時段、季節(jié)、氣候影響較大，其負(fù)荷曲線白天呈現(xiàn)“中間大、兩頭小”，而年負(fù)荷曲線呈現(xiàn)“夏冬季負(fù)荷高，春秋季負(fù)荷小”的特點(diǎn)。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)缺口時，依據(jù)其負(fù)荷特點(diǎn)，有步驟、計(jì)劃地進(jìn)行負(fù)荷控制，按照先控非生產(chǎn)負(fù)荷再控生產(chǎn)負(fù)荷、先一般負(fù)荷再重要負(fù)荷的原則實(shí)施技術(shù)錯峰。

2. 緊急錯峰限電時停用負(fù)荷能快上快下、且不造成人身及重大設(shè)備損壞的設(shè)備，如照明、空調(diào)、辦公設(shè)施、沖電機(jī)、行吊、車床、潛水泵、電焊機(jī)、切割機(jī)等設(shè)備。一些重要負(fù)荷如消防設(shè)備、控制設(shè)備，不適宜參與快速錯避峰。

3. 該行業(yè)用戶階段性錯峰可以通過企業(yè)內(nèi)部采取調(diào)控措施、調(diào)整上下班時間、安排部分設(shè)備檢修及安排放高溫假等方式開展。如通過企業(yè)內(nèi)部采取調(diào)控措施的方式，可采用綠色照明技術(shù)、停潛水泵、電焊機(jī)、切割機(jī)等設(shè)備；如調(diào)整上下班時間的方式，可將主要用電設(shè)備安排在低谷時段用電，避免同時上下班造成的用電負(fù)荷驟增驟減的狀況；如采用安排部分設(shè)備檢修的方式，可安排生產(chǎn)線等設(shè)備在用電高峰期間進(jìn)行檢修。

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：

在接到錯峰指標(biāo)停后勤用電設(shè)施。

2. 緊急錯峰：

考慮到電網(wǎng)負(fù)荷缺口較小，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用電高峰期間期間停照明、計(jì)算機(jī)打印機(jī)等辦公電器、辦公空調(diào)等非生產(chǎn)負(fù)荷；10：30～11：30停食堂；在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用電期間停用電機(jī)、車床、電焊機(jī)、切割機(jī)、空壓機(jī)、吸盤機(jī)、冷水機(jī)組、行吊、車潛水泵、拉絲、鍍鋅、噴塑等輔助生產(chǎn)負(fù)荷。

（二） 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰：

在接到錯峰指標(biāo)后停后勤用電及輔助生產(chǎn)用電設(shè)施。

2. 緊急錯峰：

隨著電網(wǎng)缺口的逐步加大，在執(zhí)行IV級方案的基礎(chǔ)上，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用電期間增停熱處理、鍋爐、溶化爐、高頻、注塑機(jī)等輔助生產(chǎn)負(fù)荷。

（三） 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰：

在接到錯峰指標(biāo)后停后勤用電、輔助生產(chǎn)用電設(shè)施及一半生產(chǎn)線或安排一半設(shè)備檢修。

2. 緊急錯峰：

隨著電網(wǎng)缺口的進(jìn)一步加大，供需矛盾顯著時，在執(zhí)行III級方案的基礎(chǔ)上，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用電期間增停二條流水線、二條生產(chǎn)線等主要生產(chǎn)負(fù)荷。

（四） 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰：

在接到錯峰指標(biāo)后停后勤用電、輔助生產(chǎn)用電設(shè)施及全部生產(chǎn)線、安排設(shè)備檢修或或放高溫（嚴(yán)寒）假。

2. 緊急錯峰：

隨著電網(wǎng)缺口的進(jìn)一步加大，供需矛盾無法平衡時，在執(zhí)行級II方案的基礎(chǔ)上，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用電期間停包括另外二條流水線、二條生產(chǎn)線在內(nèi)的所有用電設(shè)施，保安負(fù)荷除外。

四、行業(yè)用戶參與錯峰限電風(fēng)險(xiǎn)及注意事項(xiàng)

1. 遇到突然停電，會使工作中的行車失去平衡，將產(chǎn)生傾斜、脫落，機(jī)體本身可能損壞、報(bào)廢，地面的設(shè)施、作業(yè)人員也可能被砸傷，造成損害和人員傷亡。

2. 突然停電會造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)品報(bào)廢，設(shè)備嚴(yán)重?fù)p傷，產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)損傷。

3. 溶化爐、高頻爐、鍋爐等設(shè)備如遇突然停電，會使?fàn)t膛報(bào)廢，溶煉的金屬溶液報(bào)廢，且存在發(fā)生火災(zāi)的隱患。

因此，該行業(yè)參與錯峰不宜采用強(qiáng)制拉電或遙控設(shè)備控制限電，企業(yè)應(yīng)制定有效內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案，主動配合錯峰限電實(shí)施，杜絕惡性事故發(fā)生，既主動擔(dān)負(fù)社會責(zé)任又將損失降到最低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

上海某電子廠電能管理系統(tǒng)的配電系統(tǒng)，包含35KV變壓器2臺，10KV變壓器3臺，項(xiàng)目中監(jiān)控范圍為35KV線路微機(jī)保護(hù)裝置2臺，變壓器溫控儀8臺，10KV微機(jī)保護(hù)裝置12臺，安科瑞智能儀表8臺，本套系統(tǒng)主要強(qiáng)調(diào)實(shí)時數(shù)據(jù)的監(jiān)測、控制，主要針對整個配電系統(tǒng)可靠性進(jìn)行全程的智能化監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析，投、斷，以及對各回路所用電能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

 

 5.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

 

 

1、 高壓配電間綜合保護(hù)共15臺，采用3根屏蔽雙絞線連接至4口通訊管理機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中采集，其中數(shù)據(jù)傳輸波特率為19200 bit/s；屏蔽線纜均采取屏蔽線接地，防止強(qiáng)電信號干擾，末端加裝120歐電阻，增強(qiáng)線路信號，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性。

2、 低壓配電間安裝有安科瑞智能儀表8臺、溫控儀8臺。其中8臺智能儀表通過1根屏蔽雙絞線連接至4口的通訊管理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，8臺溫控儀通過1根屏蔽雙絞線連接至主機(jī)的232-485通訊采集器上進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳；其中數(shù)據(jù)傳輸波特率為9600 bit/s，現(xiàn)場屏蔽線纜均采取屏蔽線接地，防止強(qiáng)電信號干擾，末端加裝120歐電阻，增強(qiáng)線路信號，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性。

3、  以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，上位機(jī)采用TCP/IP通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

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(xiàng)目系統(tǒng)界面及功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，具體顯示界面如下：

①系統(tǒng)主界面

配電示意界面：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。

 

 

 

②報(bào)表統(tǒng)計(jì)

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(bào)表并有報(bào)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(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出。

 

 

③趨勢曲線

曲線趨勢：實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線，分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線中可對測量數(shù)據(jù)量程進(jìn)行設(shè)置，方便查看，曲線還可設(shè)置開始時間和時間間隔，方便用戶進(jìn)行任意時間的曲線查看。

 

④遙控功能

控制回路通斷：登錄最高權(quán)限用戶，可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場斷路器實(shí)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(bào)警

事件報(bào)警：越限報(bào)警內(nèi)容，報(bào)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(diǎn)的通訊狀態(tài)或異常用電進(jìn)行報(bào)警，便于管理人員實(shí)時掌握并分析配電運(yùn)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(yùn)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(diǎn)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(diǎn)通訊狀態(tài)。

 

 

5.3運(yùn)行效果

1、 實(shí)時性：項(xiàng)目實(shí)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(xiàng)目實(shí)施后后臺實(shí)時采集，50mS一次，可比性強(qiáng)。

2、 存儲管理：項(xiàng)目實(shí)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(xiàng)目實(shí)施后計(jì)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(diǎn)，迅速準(zhǔn)確。

3、 整體分析：項(xiàng)目實(shí)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(xiàng)目實(shí)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(xiàng)目實(shí)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(xiàng)目實(shí)施后同步集中管理，系統(tǒng)自動即時備份。

5、 設(shè)備管理：項(xiàng)目實(shí)施前各個抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看，斷電時無報(bào)警；項(xiàng)目實(shí)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(bào)警。

6、 負(fù)荷調(diào)整：項(xiàng)目實(shí)施前調(diào)整三相回路負(fù)荷平衡比較困難；項(xiàng)目實(shí)施后實(shí)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(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)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(bào)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(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；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(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、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(jì)量。

ARD

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(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、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(jì)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(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；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(shí)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(shí)時注入電力系統(tǒng)，從而實(shí)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]食品飲料行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導(dǎo).