淺談監測系統在企業用電的應用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801 

  

摘要：當前企業進入經濟轉型發展的關鍵階段，進行企業能耗的在線監測技術的研究意義重大。本文從企業用電能耗在線監測技術的相關的概述出發，研究企業用電能耗在線技術系統的構成，以及企業在企業用電能耗在線監測技術的相關的實踐，得出相應的結論，對于今后的實踐具有重要的指導意義。 

關鍵詞：企業用電；能耗；在線監測；技術 

  

0前言 

近幾年來，能源節約、環境保護、氣候變化已成為世界各國普遍關注的焦點。提高能效、節約能源、發展可再生的環保能源也已成為世界各國能源發展基本戰略之一。因此，發動企業積極開展節能減排降耗行動，充分提高能源的利用率是避免能源浪費，加強企業能源計量管理，保護環境，改善惡劣氣候，為企業的發展帶來一定經濟效益的手段，也是緩解當今社會經濟發展面臨的能源和環境壓力的重要措施。 

  

1 企業用電能耗在線監測現狀和相關概述 

現在企業獲取數據，管理能源的普遍做法是利用各種各樣的儀器對企業能源消耗量進行專門的計量，并且派人專門負責對這些儀器及其收集的數據的現場維護，現場抄寫工作，并且這些數據還要逐級統計，逐級上報，有些用心的企業可能會建立屬于該企業的專門的數據庫對采集到的數據進行統一管理，并且會做一定的數據分析。但是，這種做法的不足是人工操作使能源計量工作耗費時間長，投入精力大，不能快而的完成大范圍的數據采集工作。而且這些企業數據的采集通常是由于企業經營管理的需要，總會多多少少帶有對企業形象有利的特征性傾向，并不能夠真真切切的反映該企業的實際能耗量。能耗管理部門就是因為這些措施的不合理性，不能掌握企業能耗信息的具體數字，因此也就無法的去分析不同類別耗能指標，并根據分析結果提出一些針對性的降能方案。企業能耗統計數據不及時、不，甚至不夠準確的情況是我們需要解決的難題。 

只有建立起一套完善的企業用電能耗在線監測系統才能夠把管理部門、企業生產管理、計量管理、節能管理提高到一個新的高度，同時也是我們實現節能減排、節能降耗的一種行之的解決方案。我們可以通過探討企業用電能耗監測系統的基本組成和主要工作從而更深層次的了解企業用電能耗在線監測技術。 

  

2 企業用電能耗在線監測系統的架構組成 

用電能耗在線監測系統主要由數據采集層、數據傳輸網絡、能效管理系統軟件三部分組成。 

2.1數據采集層 

為了對負荷用電量進行實時在線監測，通常在能耗監測儀表箱(柜)中的帶數字接口處安裝智能電力儀表。在線監測對象包括：主要的耗能機電設備、電力需求側中低壓饋線回路、廠房 (生活區)其他耗能設備。在線監測數據包括：電流、電壓、功率、電能、諧波等用電參數。同時也可以對用水量、用氣量、熱量、產量等，通過電子式流量表、電子式熱量表、地秤等進行現場智能數據采集。  

2.2 數據傳輸網絡 

為了實時采集能耗計量儀表的數據，并且通過TCP網絡傳輸到能源消耗監控中心，通常在能耗監測儀表箱 (柜)中安裝能耗智能數據網關。優點是施工簡單可靠，不需要遠距離傳布。 

2.3 用電及能效管理系統軟件 

為了完成能耗數據采集、統計、分析、校驗、處理、授權使用權限分級控制和系統維護等功能，并可將在線監測到的重要數據、報警和故障信息等傳遞給企業內重要決策人員，建立用電及能效管理系統軟件是很必要的。 

  

3 企業用電能耗在線監測系統的功能設計 

企業用電能耗在線監測系統以多種類型的傳感器為現場設備層；以TCP/lP網絡為網絡通訊層；以用電及能效管理系統軟件為站控管理層。在功能上實現能源消耗過程的信息化與可視化、能耗/能效信息統計與管理、歷史能耗數據對比與分析、電能質量及諧波監測與分析四大功能，取得了一系列豐碩成果。 

3.1 能源消耗過程的信息化、可視化 

目前國內大多數企業是靠人工定時抄表的方式統計用電及能源消耗狀況，這種方法的缺點是統計效率低，采集的數據單一，所以企業不能及時準確的掌握能耗設備和生產環節的實時能耗數據。現場運行管理人員可以掌握生產環節和設備的實時能耗狀況、能耗變化趨勢和實時運行參數等信息，因為能效管理信息系統可以在線監測整個企業(集團)的能耗動態信息，從而實現能耗過程的信息化、可視化。 

3.2 能耗，能效信息統計、管理 

系統自動生成的多種能耗信息統計圖形和報表，為用戶提供一些能源消耗成本和結構分析的依據，從而更客觀的節能措施的效果。 

3.3 歷史能耗數據對比、分析  

系統具有強大的歷史能耗數據追溯和分析功能，企業能效管理及生產工藝分析人員可按不同需要靈活設置工作點參數，在不同時段下生成各種能耗數據報表與能耗曲線，通過動態的單位產量能耗曲線和數據，可以更加直觀反映企業生產能耗與國際、國內標準能耗之間存在的差距，及時指導和調整生產，使企業生產過程的單位能耗保持在一個合理科學的水平。 

3.4 電能質量及諧波監測與分析 

電力電子技術在電氣化鐵路和電弧爐冶煉等領域進行了大量的應用，它的提高了企業的生產效率，但是同時也產生了許多諧波污染電網，帶來了一系列的諧波和電能質量問題。諧波能夠干擾通信電路的正常工作，引起電氣設備附加損耗和發熱，使設備的壽命縮短，效率降低。但是用電及能效管理信息系統能夠在線監測諧波分量電能質量，通過諧波趨勢圖和分量圖，減少諧波危害和電能質量問題的發生，保護企業能耗設備。   

  

4 安科瑞能耗在線監測系統介紹 

4.1系統架構介紹 

Acrel-5000建筑能耗分析管理系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，根據現場實際情況采用現場總線、光纖環網或無線通訊中的一種或多種結合的組網方式，為大型公共建筑的實時數據采集及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測設備構成任意復雜的監控系統。開放性、網絡化、單元化、組態化的采用面向對象的分層、分級、分布式智能一體建立如下層次結構： 

  

圖 1 安科瑞Acrel-5000能耗在線監控系統架構示意圖 

4.2 系統功能介紹 

  

圖2 安科瑞Acrel-5000能耗在線監控系統用能統計示意圖 

4.2.1支路用能 

系統可以統計各支路某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系統可查看各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢，并可以將支路用能顯示合計，以圖表形式顯示。 

4.2.2分項能耗統計 

系統可以按照分項進行能耗統計與顯示。其中，日分項用能同比分析圖顯示不同分項的當日與昨日能耗柱狀圖；用能餅圖顯示各分項過去31天的用能占比；堆積圖顯示各分項過去31天的能耗趨勢；分項用能排名圖顯示被選中分項對應能耗值排名位的支路。 

4.2.3分項用能報表 

系統可以統計各分項某段時間內逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。可查看分項中各支路用能趨勢，可根據已有的日期或者自定義時間進行查詢，統計數據可導出至Excel。 

4.2.4能耗的同比環比分析 

系統可將各主要耗能設備的能耗與去年同期值和上月值進行同比環比分析，檢驗節能效果，根據分析結果執行節能績效考核，以及節能目標的修正。統計各支路當年每月用能及去年同期用能。 

4.2.5用能數據檢查 

系統可以統計某段時間內各回路與下級支路的用能差值，超過一定百分比后醒目顯示，確保計量體系的完整性、準確性。 

4.3系統設備選型 

應用場合	型號	功能
照明箱	DTSD1352	三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統計，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入3*1（6）A，直接接入3*10（80）A,有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級
動力柜	ACR220EL	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、S、PF、F）；四象限電能計量RS485/Modbus可選復費率電能統計；4DI+2DO
高壓重要回路  或低壓進線柜	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示
給水管道	水表	計量流經給管道用水的體積總量，適用于單向流水，采集電子直讀技術，通過RS485總線直接輸出表盤數據

表1 安科瑞Acrel-5000能耗在線監控系統設備選型表 

  

5 結束語 

科學的用電耗能在線監測技術是企業實現優化資源配置、合理利用能源、改善環境、實現從單一的裝備節能向系統優化節能的戰略轉變的重要措施，也是創建節約型企業的必然要求。研究用電的在線檢測技術，對于當前和今后的發展具有重要的指導意義。  

  

【參考文獻】 

[1] 李維，吳曉飛，李穎.智能化樓宇能效管理系統的研究與應用[J].供用電.2011（03） 

[2] 時翔，石憲等.對企業用電能耗在線監測技術的探討[J].國網青島供電公司. 

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.