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黃琴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要:鋼鐵行業(yè)作為能源消耗高密集型行業(yè)坚芜,在能源利用和碳排放方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在“雙碳”目標的背 景下斜姥,加強鋼鐵企業(yè)的能源管理鸿竖,提高能源利用效率,對于推動行業(yè)綠色發(fā)展和實現(xiàn)碳中和目標具有現(xiàn) 實意義和深遠的歷史意義铸敏。為了有效應(yīng)對這一挑戰(zhàn)缚忧,本文提出構(gòu)建一套適用于企業(yè)發(fā)展的智慧能源管理平臺。 該平臺以綜合能源協(xié)同利用為核心,通過精細化計量闪水、科學核算和智能調(diào)控糕非,能有效降低碳排放和用能成本。
關(guān)鍵詞:碳中和 ; 碳排放 ; 智慧能源
1嬉哥、引言
2020 年 9 月 22 日进登,書記在第七十五 屆聯(lián)合國大會一般性辯論上向世界宣布了中國的 新達峰目標與碳中和愿景〗蛑洌“中國將提高國家自 主貢獻力度另碍,采取更加有力的政策和措施,二氧化 碳排放力爭于 2030 年前達到峰值哩拔,努力爭取 2060 年前實現(xiàn)碳中和垮软。”2023 年 2 月 6 日肯坊,中國節(jié)能協(xié) 會制定并發(fā)布了《零碳工廠評價規(guī)范團體標準管 理辦法》: 鼓勵利用自身的資源優(yōu)勢伊屈,加大與政府、 企業(yè)的合作诉拔,幫助企業(yè)在降碳同時濒勤,積極對接投融 資機構(gòu),為減排企業(yè)引入綠色融資機會增厢,實現(xiàn)減排 的正面收益屎唠。努力打造“零碳工廠”,助力碳達峰 碳中和目標的早日實現(xiàn)[1] 拜鹤。 隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的 擴大和產(chǎn)能的提升框冀,用能成本也不斷上升,企業(yè)越 來越關(guān)注能源成本的控制和能源效率的提升敏簿。另 外明也,雙碳政策的推進,多元化的分布式能源供應(yīng)是 企業(yè)未來能源供給的趨勢惯裕,但傳統(tǒng)的工廠能源管 理水平已不能適應(yīng)多樣化的用能形式温数,亟需探索 一種智慧能源管理的新模式[2]。
目前我國在碳中和與降碳方面已經(jīng)取得了顯 著的進展蜻势。政府積極推動雙碳工作结闸,采取了一系 列措施來推進節(jié)能減排和低碳發(fā)展毕蠢。全國碳市場 的建設(shè)也在穩(wěn)步進行悲没,為企業(yè)減排溫室氣體畜挥、推動 行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了重要平臺。此外挠铲,社會 各界對雙碳工作的關(guān)注度也在不斷提高冕屯,積極參 與降碳淑蔚、減污、擴綠铜那、增長,推動生產(chǎn)生活方式的低 碳化洪防、綠色化[3] 杉抑。然而,盡管取得了一些成績沛摩,我國在碳中和與降碳方面仍面臨一些挑戰(zhàn)和不足在搀。 首先,產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型面臨穩(wěn)增長帽遏、降成本搓纠、促創(chuàng)新 等多重約束。在推進低碳轉(zhuǎn)型的過程中祷鼎,如何在 保持經(jīng)濟增長的同時降低碳排放世雄、提高能源利用 效率,以及推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級映僚,都是需要解 決的問題寞竭。然后,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整也是一個重要挑 戰(zhàn)酣难。我國在能源消費結(jié)構(gòu)上仍然以化石能源為 主谍夭,如何加快清潔能源的發(fā)展,解決能源安全保 障憨募、機制理順和技術(shù)創(chuàng)新等問題紧索,是實現(xiàn)碳中和目 標的關(guān)鍵[4] 。最后菜谣,區(qū)域發(fā)展不均衡也加大了雙 碳工作的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)難度珠漂。不同地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水 平、資源稟賦和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)存在差異尾膊,因此甘磨,需要建 設(shè)一套適合企業(yè)發(fā)展的、滿足綜合能源協(xié)同利用 的眯停、能夠有效降低碳排放和用能成本的智慧能源 管理平臺济舆。
1.1現(xiàn)代企業(yè)智能化能源管理系統(tǒng)的控制與服務(wù)方向
工業(yè)制造業(yè)、能源產(chǎn)業(yè)作為我國社會經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)莺债,近年來也面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不科學合理滋觉、能源消耗量高等的問題。因此讼石,依托于分層式的能源數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)苇赊,對于現(xiàn)代企業(yè)的智能化能源控制與服務(wù)韵慷,主要包括數(shù)據(jù)采集、篩選處理與分析忠辛,以及生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)視與控制蜀契、能源消耗與利用等的管理方向。
(1)數(shù)據(jù)采集哎闻、篩選處理與分析敏卦。能源管理控制系統(tǒng)的信息采集層,負責利用現(xiàn)場采集儀表枚林、異構(gòu)通訊采集設(shè)備等米鹏,實時采集生產(chǎn)工藝、能源消耗與應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息郭菜,并通過現(xiàn)場控制中心作出采集層信息的簡單篩選與處理栗哥,以此作
為生產(chǎn)工藝與流程監(jiān)視、報警的參考依據(jù)勘伺。
(2)生產(chǎn)設(shè)備在線監(jiān)視與控制跪腹。工業(yè)或熱電企業(yè)生產(chǎn)的能源消耗監(jiān)測,主要通過能源管理控制系統(tǒng)飞醉,搜集內(nèi)部不同生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息尺迂,包括產(chǎn)品生產(chǎn)的運行信息、能源使用信息冒掌,對多種生產(chǎn)設(shè)備實時監(jiān)控的信息作出整合噪裕,并與過限報警、故障報警裝置形成連接股毫,可實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備安全運用中的能源信息監(jiān)控目標膳音。
(3)能源消耗與利用。工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)的處理與管理铃诬,是依據(jù)能源管控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理層祭陷、決策層,對涉及電力趣席、燃氣兵志、蒸汽與壓縮空氣等能源,作出全面的監(jiān)控宣肚、處理與分析萝轰。而后利用能源消耗、能源調(diào)度的監(jiān)控數(shù)據(jù)好阎,作為生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)測疹咕、能源消耗預(yù)測、能源負荷平衡环胸、成本控制與優(yōu)化的依據(jù)铲恃,完成一系列能源數(shù)據(jù)的決策應(yīng)用夫咏。
2、軟件模塊設(shè)置
(1)現(xiàn)代企業(yè)智能化能源管控平臺四雏,主要基于Windows操作系統(tǒng)勿见、SCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制軟件,進行現(xiàn)場設(shè)備的硬件數(shù)據(jù)測量百擒、運行數(shù)據(jù)采集资村、自動化監(jiān)控控制、信號報警等唐唉。這一能源消耗與應(yīng)用管理的任務(wù)執(zhí)行過程中,由域服務(wù)器窿锉、其他管理與備份服務(wù)器支持酌摇,在SCADA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、處理與管理系統(tǒng)中嗡载,設(shè)置信號濾波窑多、量程轉(zhuǎn)換、用戶腳本執(zhí)行洼滚、事件記錄埂息、報警檢查、歷史存儲等的組件遥巴。
智能化能源管控平臺的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
隨后借助于網(wǎng)絡(luò)計算機千康、PLC可編程邏輯控制器、RTU遠程終端單元铲掐、Web服務(wù)器等的軟硬件拾弃,搭建起用于能源管控系統(tǒng)后臺、交互的人機界面(HMI)摆霉。當多種企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備豪椿、電力或熱能能源子站接入網(wǎng)絡(luò)時,4由域服務(wù)器確定以下信息:(1)此網(wǎng)絡(luò)計算機的IP地址是否屬于本域內(nèi)携栋。
(2)用戶賬號是否存在祸弥、登錄信息的輸入是否正確,若有一項不正確則拒絕登錄船庐。
(3)在域服務(wù)器中部署DNS服務(wù)迁拂,使用DNS解析子站域名、并通過域名轉(zhuǎn)換羽捻,與子站主機的IP地址進行一一對應(yīng)祖务。
在以上能源子站的用戶身份及權(quán)限驗證完成后,在Historian數(shù)據(jù)庫服務(wù)器凰彼、0racle服務(wù)器彭撑、PI數(shù)據(jù)庫支持下絮檀,由能源管控中心系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集、處理的指令信號蜈藏,發(fā)送至報表系統(tǒng)卜陵、Web發(fā)布系統(tǒng)等,再使用智能化電子令牌異構(gòu)控制模塊迂雪,將企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運行數(shù)據(jù)开贼、能源消耗數(shù)據(jù),傳回至多個管理服務(wù)器端口皆疹。
3疏橄、智能化能源管理系統(tǒng)在企業(yè)中應(yīng)用的能耗控制功能實現(xiàn)
在Historian數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Oracle服務(wù)器略就、PI數(shù)據(jù)庫等硬件捎迫,以及B/S架構(gòu)、MyEcplice開發(fā)工具表牢、MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持下窄绒,搭建起用于數(shù)據(jù)信息存儲、數(shù)據(jù)傳輸與操作指令控制崔兴、用戶服務(wù)的智能化能源管控系統(tǒng)彰导。
(1)總配電子系統(tǒng)。電力配電系統(tǒng)(TN-C)為三相三線敲茄、三相四線制配電系統(tǒng)位谋,包括高壓配電線路、變電站堰燎、配電站倔幼、配電房等的組成結(jié)構(gòu)。在電力企業(yè)發(fā)電整诈、電力輸送過程中坷磷,由供電電源向不同用電區(qū)域、用電設(shè)備恒晋,合理有效分配電力資源竹坝,而配電子系統(tǒng)管理模塊可通過儀表能耗監(jiān)測裝置,實時查看各支路的用電情況止歇、能源消耗狀況磷兢,包括系統(tǒng)產(chǎn)能、分表用能翘辑、環(huán)比負載等的數(shù)據(jù)信息狭龄,以及整個配電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
(2)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)配置。選用生產(chǎn)現(xiàn)場儀表蜘傻、無線智能電表绷咳、XL10智能信號采集器,從電力生產(chǎn)企業(yè)的機器中琅翻,采集生產(chǎn)機器運行位仁、待機、故障方椎、停機的運行狀態(tài)信號聂抢,得到生產(chǎn)設(shè)備的實時電流、電壓棠众、功率琳疏、故障等數(shù)據(jù),并將生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)上傳至電力服務(wù)器闸拿,或經(jīng)由不同區(qū)的網(wǎng)絡(luò)交換機端口空盼,傳回至智能化能源管控中心。
(3)能耗報表指標分析胸墙。利用現(xiàn)場儀表我注、數(shù)據(jù)采集器按咒、異構(gòu)通訊采集器等設(shè)備迟隅,搜集在日、周励七、月智袭、季度等周期的生產(chǎn)用能數(shù)據(jù),并通過Modbus協(xié)議剿夫、DL/T645協(xié)議渊妨、HTTPS協(xié)議、I/0接口等姓拂,將實時監(jiān)測到的系統(tǒng)不同周期能耗夕涧、噸煤能耗情況,傳回至智能化能源運維管理平臺寒肋,對錄入的數(shù)據(jù)指標整合為能耗統(tǒng)計報表刹讹,提供數(shù)據(jù)報表下載和導(dǎo)出,分析并反映各單位月度或企業(yè)的用能情況易麻、能耗利用效率职予。
(4)故障信號報警/預(yù)警。在電力企業(yè)的上位監(jiān)測站中秽祷,布置高壓開關(guān)觸頭螺煞、溫度傳感器、感煙傳感器矗寂、XL10智能信號采集器碳胳,并設(shè)置設(shè)備過限預(yù)警標準勇蝙、能耗需量報警值,監(jiān)測不同時間點固逗、不同系統(tǒng)支路的生產(chǎn)運營情況浅蚪,掌握在電力生產(chǎn)最大負載下,電力企業(yè)系統(tǒng)可能發(fā)生的設(shè)備故障烫罩、能源消耗與利用過限等問題惜傲,提出針對性的問題改進與解決方案。
4贝攒、智能化能源管理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組織架構(gòu)盗誊、功能、軟硬件組成
4.1能源管理控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊隘弊,平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上哈踱。搭建完成之后,客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方梨熙,通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況开镣。
系統(tǒng)可分為三層:即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層锯忱。
現(xiàn)場設(shè)備層:主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水常籍、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等闰妓,也是構(gòu)建該配電锨圣、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素过腰。肩負著采集數(shù)據(jù)的重任骗采,這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器橄看、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表词趾、氣表、冷熱量表等硅跌。
網(wǎng)絡(luò)通訊層:包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)审陌、網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)椎吼,并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換眠琴,數(shù)據(jù)存儲,并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器姓建,智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地诞仓,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
平臺管理層:包含應(yīng)用服務(wù)器墅拭、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器活玲,一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。
平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計谍婉,詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下:
首先第一層為企業(yè)能源數(shù)據(jù)采集層舒憾,是利用生產(chǎn)現(xiàn)場計量儀表、AI異構(gòu)通訊模塊穗熬、數(shù)據(jù)板卡ME等镀迂,搜集產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝信息、設(shè)備運行信息唤蔗、能源使用信息探遵,完成工業(yè)生產(chǎn)
控制系統(tǒng)內(nèi)的正向數(shù)據(jù)采集。
而后在工業(yè)級交換機妓柜、單模光纜等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持下箱季,采取環(huán)形、星形相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)寸纠,建立起不同自動化監(jiān)控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接雳雄,進行主站點、子站點等生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)信息傳輸控制帮课。由EMS能源管理控制系統(tǒng)匙久,向企業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品生產(chǎn)、工業(yè)制造車間發(fā)送指令信號眨攀,實時傳輸某一周蛀颓、某一月的生產(chǎn)能源消耗信息乡纸,包括能源設(shè)備運行狀態(tài)扛聂、能源介質(zhì)總用量等信息,各車間的現(xiàn)場控制中心坪秒,負責指令信號響應(yīng)栏付、
能源消耗數(shù)據(jù)采集處理、并逆向傳送相關(guān)的響應(yīng)數(shù)據(jù)煞嫩。
第二層為數(shù)據(jù)運算组弥、處理與調(diào)度層級。通過通訊管理機進行數(shù)據(jù)信息處理逗爹、運算后亡嫌,存儲至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之中。
最外層為能源數(shù)據(jù)決策應(yīng)用層掘而。這一層級包含中央交換機挟冠、客戶端、工程師站等組成結(jié)構(gòu),其中由中央交換機作為數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換知染、能源管理功能的控制核心肋僧,建立起數(shù)據(jù)集中處理與分析的數(shù)學模型,通過各主站點控淡、子站點生產(chǎn)單元的傳輸數(shù)據(jù)計算嫌吠,得出生產(chǎn)設(shè)備控制數(shù)據(jù)、成本優(yōu)化數(shù)據(jù)掺炭、能源預(yù)測與平衡數(shù)據(jù)辫诅、能源負載與綜合利用數(shù)據(jù)的結(jié)果。
這里智能化能源管控子站的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)涧狮,包含CPU控制終端處理器泥栖、異構(gòu)通訊采集設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場儀表刹由、TCP/IP通訊協(xié)議厨刷、AI異構(gòu)通訊模塊、EN2T以太網(wǎng)通訊模塊等的硬件設(shè)施妨菩,用于主站管理控制系統(tǒng)糙枚、各子站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連通,以及PLC控制器厚饱、網(wǎng)絡(luò)交換機之間的設(shè)備對接檐伞。
根據(jù)以上圖2的EMS智能化管控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬件結(jié)構(gòu)可以得出:智能化能源管控子站的services服務(wù)系統(tǒng),是在能源管控中心的主結(jié)構(gòu)下捕如,設(shè)置基礎(chǔ)能源管理服務(wù)器切拳、GIS地理服務(wù)器、Web發(fā)布服務(wù)器揩池、ICV網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器孽倒、I/0服務(wù)器、備份服務(wù)器泪桥、目錄服務(wù)器救鲤、PI實時數(shù)據(jù)庫等的任務(wù)處理模塊。
在此基礎(chǔ)上秩冈,將不同能源子站接入網(wǎng)絡(luò)防火墻本缠、220V雙路供電電網(wǎng),通過以太網(wǎng)通訊模塊入问、AI異構(gòu)通訊傳送丹锹,形成能源子站UPS運行信號、ICV服務(wù)器管理系統(tǒng)的連接芬失,并完成二者之間企業(yè)生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)楣黍、能源消耗數(shù)據(jù)的傳輸發(fā)送峻村。當UPS運行信號發(fā)生故障的情況下,基礎(chǔ)能源管理服務(wù)器锡凝、ICV網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器等模塊粘昨,將向智能化能源管理控制總系統(tǒng),發(fā)出過限報警窜锯、故障報警信號张肾,以便于專業(yè)技術(shù)人員及時處理解決問題。
5平臺設(shè)計與功能
5.1 系統(tǒng)平臺設(shè)計
智慧能源管理平臺采用去中心化的分布式網(wǎng) 絡(luò)構(gòu)架設(shè)計如圖 2 所示悄贴,采用 B / S 模式悟唆,實現(xiàn)云端建模、設(shè)計及部署诈绷,簡化了客戶端的維護工作拗辜,為 以業(yè)務(wù)模式為基礎(chǔ)的功能模塊擴展提供軟件支撐 基礎(chǔ)。滿足集團海量實時數(shù)據(jù)地存儲和處理的要 求怒央,存儲在系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)可刪除烤眉,系統(tǒng)不 會因為數(shù)據(jù)量的攀升影響到存儲和訪問速度。遵 循系統(tǒng)應(yīng)用插件規(guī)范進行二次開發(fā)项请,開發(fā)的功能 模塊插件可無縫配置到應(yīng)用界面中使用烦盛。
5.2 系統(tǒng)實施
每家工廠實施能碳管理系統(tǒng)建設(shè),首先是制 定出符合管理要求的能碳管理架構(gòu)肚轴,該架構(gòu)可以 隨著管理需求的變化而靈活調(diào)整紧邑。能碳管理架構(gòu) 可按照廠區(qū)、車間稠还、生產(chǎn)線進行配置伞缺,將能耗數(shù)據(jù) 與管理架構(gòu)進行對應(yīng)關(guān)聯(lián),全面的展示出能源管 理的范圍和深度叁丧。
功能
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)能效管理系統(tǒng)提供基于行業(yè)特點細分的能效管理解決方案啤誊,支持有線/無線方案接入各類智能設(shè)備,并提供多種第三方系統(tǒng)接口協(xié)議歹袁,融合企業(yè)微電網(wǎng)電力監(jiān)控坷衍、能耗統(tǒng)計寝优、電能質(zhì)量分析及治理条舔、智能照明控制、主要用能設(shè)備監(jiān)控乏矾、充電樁運營管理孟抗、分布式光伏監(jiān)控、儲能管理等功能钻心,通過一個平臺即可全局凄硼、整體的對企業(yè)電網(wǎng)進行進行集中監(jiān)控铅协、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維摊沉,滿足企業(yè)用電可靠狐史、安全、節(jié)約用六、有序用電要求近振。平臺支持中英文切換,現(xiàn)已應(yīng)用于多個行業(yè)和地區(qū)用戶側(cè)能源管理和電力運維平臺烂锤,單個平臺已接入1600多個用戶變電所數(shù)據(jù)暴遂,提供能源分析和運維管理功能。
圖3AcrelEMS能效管理平臺應(yīng)用
電力監(jiān)控
對企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器架暗、斷路器粘伊、直流屏、母排约粒、無功補償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)惠翼、運行狀態(tài)、接點溫度進行實時監(jiān)測和控制侨直,監(jiān)測企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進行治理喻秩,對故障及時處理并發(fā)出告警信息,提高企業(yè)供電可靠性啼插。
圖4電力監(jiān)控功能
能耗分析
采集企業(yè)電娃肃、水、燃氣等能源消耗粱锐,進行分類分項能耗統(tǒng)計疙挺,計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢,對標主要用能設(shè)備能效進行能效診斷怜浅,計算企業(yè)碳排放铐然,為企業(yè)制定碳達峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持恶座。
圖5能耗分析功能
照明控制
智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實現(xiàn)定時控制搀暑、光照感應(yīng)控制、場景控制跨琳、調(diào)光控制等自点,并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器脉让,實現(xiàn)人來燈亮桂敛、人走燈滅,并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實現(xiàn)集中控制溅潜,為企業(yè)節(jié)約照明用電术唬。
圖6照明控制功能
分布式光伏監(jiān)控
監(jiān)測企業(yè)分布式光伏電站運行情況薪伏,包括逆變器運行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析避扎、發(fā)電量及收益統(tǒng)計以及光伏發(fā)電功率控制疯蓄。
圖7分布式光伏發(fā)電監(jiān)測
儲能管理
監(jiān)測儲能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)運行咬跷,包括運行模式谎后、功率控制模式,功率惑叶、電壓古种、電流、頻率等預(yù)定值信息旭绝、儲能電池充放電電壓绷荔、電流、SOC桨皂、溫度茄码,根據(jù)企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設(shè)置儲能系統(tǒng)的充放電策略,控制儲能系統(tǒng)充放電衰屡,實現(xiàn)削峰填谷构韵,降低企業(yè)用電成本。
圖8儲能管理
充電樁運營管理
監(jiān)測企業(yè)充電樁的運行狀態(tài)趋艘,提供充電樁收費管理和狀態(tài)監(jiān)測功能疲恢,并根據(jù)企業(yè)負荷率變化和虛擬電廠的調(diào)度指令調(diào)節(jié)充電樁的充電功率,使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定安全運行瓷胧。
圖9充電樁管理
自定義駕駛艙
可根據(jù)用戶的關(guān)注點自行繪制所需的駕駛艙頁面显拳,包括能源預(yù)收費、充電樁運營搓萧、電梯杂数、空調(diào)、照明等各種設(shè)備的能耗統(tǒng)計瘸洛、收益統(tǒng)計揍移、運維情況等。
圖10能源物聯(lián)網(wǎng)駕駛艙定義
數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)測
實時監(jiān)測各配電柜的電壓反肋、電流等電力參數(shù)那伐,實現(xiàn)遙測、遙信囚玫、遙控太汹。實時監(jiān)測各配電室溫濕度、煙感方较、水浸等環(huán)境參數(shù)窗项。監(jiān)視變壓器的運行狀態(tài)及用能參數(shù),測算損耗衷求,找出經(jīng)濟運行區(qū)間帮声,降低能源損耗。
圖11數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測
能耗統(tǒng)計分析
主要是對能耗的數(shù)據(jù)搞督、能耗分項以及區(qū)域能耗和能耗指標等進行統(tǒng)計专散。其中還包含總能耗定比,也就是指實際消耗的能量所占據(jù)總能量的百分比,并利用各種圖形的方式進行表示,用于綜合能耗分析胚搂。
圖12能耗統(tǒng)計分析
電氣和消防安全管理
接入電氣火災(zāi)探測器喉隙、無線測溫傳感器、智能斷路器等設(shè)備脐炼,對配電回路的剩余電流畏帖、線纜溫度等火災(zāi)危險參數(shù)進行實時監(jiān)控和管理。在消防水池丁恭、消防水箱等地方安裝消防水位表曹动,檢測消防水位的變化;消防水管牲览、噴淋等地方安裝消防水壓表墓陈,檢測消防管道的壓力。在家庭第献、賓館贡必、公寓等存在煙霧、可燃氣體的室內(nèi)場所庸毫,安裝獨立式煙感或可燃氣體探測器赊级,檢測這些場所是否存在煙霧和可燃氣體。
圖13電氣消防安全管理
能源收費管理
適用于物業(yè)租賃方對出租物業(yè)的能源收費管理岔绸,支持水電一體化收費管理理逊,具備租戶開戶、銷戶盒揉、退差操作晋被,支持分時電價和階梯電價設(shè)置和功率過載閾值設(shè)置,可對接支付應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)自助支付刚盈。
圖14能耗收費管理
充電樁運營管理
當用戶要管理多個充電站的充電樁時可把充電樁自助接入平臺彪趣,實現(xiàn)對充電樁狀態(tài)的監(jiān)測和掃碼、刷卡充電收費管理蓄梯。在用電高峰期如充電負荷過高超出供電變壓器承受范圍還可以自動設(shè)置充電功率限制或新增充電限制拌微,或投入新能源,確保能源供應(yīng)安全游推。
圖15充電樁運營管理
照明控制管理
可遠程控制照明設(shè)備的開關(guān)殊储,并可以根據(jù)光照度誓读、經(jīng)緯度日出日落時間和時間設(shè)置策略來自動控制燈光,節(jié)約照明能源瘤慕。
圖16照明控制管理
碳排放分析
統(tǒng)計用戶的碳排放量并追蹤碳排放足跡伞让,提供碳排放清單,進行配額核算和配額考核鹰柄。
圖17碳排放分析
4.3硬件設(shè)備組成
不同工業(yè)及能源企業(yè)的智能化能源管理系統(tǒng)停濒,通常為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)連接、星形網(wǎng)絡(luò)連接的結(jié)構(gòu)擎融,形成層級式連接的工業(yè)環(huán)網(wǎng)衣右,其中管控中心主站點負責下屬多個子站的控制,具體能源管理系統(tǒng)的子站環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖2所示彬祖。
類型 | 型號 | 外觀 | 產(chǎn)品功能 |
中高壓微機保護裝置 | AM6茁瘦、AM5SE | 實現(xiàn)110kV至10kV回路的保護、測量和自動控制功能 | |
電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置 | APView500 | 實時監(jiān)測電壓偏差涧至、頻率偏差腹躁、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變南蓬、諧波等電能質(zhì)量纺非,記錄各類電能質(zhì)量事件,記錄事件發(fā)生前后的波形赘方,輔助用戶分析電能質(zhì)量發(fā)生的原因,定位擾動源烧颖。 | |
動態(tài)諧波無功補償系統(tǒng) | AnCos*/*-G Ⅰ型 | 同時具備諧波治理、無功功率線性補償與三相電流平衡治理和穩(wěn)定電壓的功能,響應(yīng)時間快窄陡,精度高炕淮、運行穩(wěn)定,能根據(jù)系統(tǒng)的無功特性自動調(diào)整輸出跳夭,動態(tài)補償功率因數(shù)涂圆; | |
計量電能表 | DTSD1352 | 具有全電量測量,電能統(tǒng)計湃儒,80A內(nèi)可直接接入还纤,導(dǎo)軌安裝。 | |
費控電能表 | DDSY1352-Z | 計量單相用戶電流氯摆、電壓埠邻、分時電能,復(fù)費率設(shè)置峡冻,適用8種季節(jié)模式苞惰、8個時段費率、14個時間段設(shè)置,內(nèi)置分斷開關(guān)咕诊,可分斷60A以內(nèi)單相電流墨攻,支持射頻卡刷卡或遠程充值。 | |
費控電能表 | DDSY1352-XDM | 單相預(yù)付費電能表侦镜,支持1路單相進線打吱,3~5路單相出線劫扶,分別用于照明翠霍、插座、空調(diào)蠢莺、衛(wèi)生間等獨立控制寒匙,具備惡性負載識別功能。 | |
費控電能表 | DTSY1352-Z | 計量單個三相用戶電流躏将、電壓锄弱、分時電能,復(fù)費率設(shè)置祸憋,適用8種季節(jié)模式会宪、8個時段費率、14個時間段設(shè)置蚯窥,內(nèi)置分斷開關(guān)掸鹅,可分斷80A以內(nèi)三相電流,支持射頻卡刷卡或遠程充值拦赠。 | |
費控 多用戶表 | ADF400L-Y | 最多計量36個單相回路或者12個三相回路的電能計費巍沙,具備分時電價復(fù)費率設(shè)置,內(nèi)置分斷開關(guān)荷鼠,可分斷80A以內(nèi)三相電流句携。可根據(jù)用戶數(shù)量組裝模塊數(shù)量逛指。 | |
物聯(lián)網(wǎng)儀表 | ADW300W | 主要用于計量中低壓配電的三相電氣參數(shù)宴亦,采集狀態(tài)量并控制斷路器,可靈活安裝于配電箱內(nèi)骤转,自帶開口式互感器啥闪,可實現(xiàn)不停電安裝,具備RS485甜脖、4G轰窥、LoRaWan無線通信功能,適用于配電系統(tǒng)數(shù)字化改造廊畔。 | |
單相電子式計量表 | ADL200 | 單相電參量U影其、I、P、Q乍厉、S蜀骗、PF、F測量凹蜈∠弈總電能計量(反向計入正向),3個月歷史電能數(shù)據(jù)凍結(jié)存儲仰坦;8位段式LCD顯示履植;有功電能脈沖輸出;有功電能精度1級悄晃,無功電能2級玫霎。 | |
三相電子式計量表 | ADL400 | 三相電參量U、I妈橄、P庶近、Q、S眷蚓、PF鼻种、F測量。(正沙热、反向)有功叉钥、無功電能計量;A校读、B速痹、C 分相正向有功電能計量;2-31次諧波電壓電流绳练;12位段式LCD顯示锦镶、背光顯示,電能精度0.5s級枫昏。 | |
單相預(yù)付費電表 | DDSY-4G | 單相電參量U偶屯、I、P旋蝎、Q冶习、S、PF孕序、F測量琐幔。有功電能計量(正、反向)递市,A为稽、B、C分相正向有功電能,支持4個時區(qū)疑苔、2個時段表甫匹、14個日時段、4個費率最大需量及發(fā)生時間惦费,實時需量兵迅,歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購電記錄;8位段式LCD顯示薪贫、背光顯示恍箭;有功電能脈沖輸出;有功電能精度1級后雷,無功電能0.5s級季惯。 | |
三相預(yù)付費電表 | DTSY-4G | 三相電參量U、I、P蜕裳、Q罢屈、S、PF逸萄、F測量。有功電能計量(正、反向)呕摹,A、B溪客、C分相正向有功電能二搀,支持4個時區(qū)、2個時段表肢箕、14個日時段诸恤、4個費率最大需量及發(fā)生時間,實時需量牲支,歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購電記錄微惦;8位段式LCD顯示、背光顯示窥血;有功電能脈沖輸出婶耕;有功電能精度1級,無功電能0.5s級牢辣。 | |
多功能電力儀表 | AEM96 | 三相電力參數(shù)測量赖厅、電壓和電流的相角、四象限電能計量晾咪、復(fù)費率收擦、最大需量、歷史電能統(tǒng)計、開關(guān)量事件記錄炬守、歷史極值記錄牧嫉、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓减途、電流酣藻、功率)、開關(guān)量鳍置、報警輸出通訊方式:RS485接口辽剧,支持Modbus-RTU 協(xié)議 | |
AEM72 | 三相電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角税产、四象限電能計量怕轿、復(fù)費率、最大需量辟拷、歷史電能統(tǒng)計撞羽、開關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄卒亩、31次分次諧波及總諧波含量分析蚀攘、分相諧波及基波電參量(電壓、電流划万、功率)嘴略、開關(guān)量、報警輸出 通訊方式:RS485接口招蠕,支持Modbus-RTU 協(xié)議 | ||
ACR系列 | 三相所有電力參數(shù)卑蚓、最大需量記錄(ACR320EFL)、分時電能統(tǒng)計及12月電能統(tǒng)計倾莽、日期時間顯示径泉、LCD顯示、RS485通訊巡软,事件記錄檩讯。 通訊方式:RS485,Prifibus-DP菌劲、以太網(wǎng) | ||
APM系列 | 全電量測量干跛,四象限電能,復(fù)費率電能祟绊,儀表內(nèi)部溫度測量楼入,總有功、總無功牧抽、總視在電能脈沖輸出嘉熊、秒脈沖等可選遥赚。三相電流、有功功率阐肤、無功功率凫佛、視在功率實時需量及最大需量(包含時間戳)。電流孕惜、線電壓愧薛、相電壓、有功功率衫画、無功功率毫炉、視在功率、功率因數(shù)树季、頻率垄套、電流總諧波、電壓總諧波的本月極值和上月極值(包含時間戳)令叉。中文顯示沦浆,有功電能0.2s級。通訊方式:RS485见撵,Prifibus-DP启孔、以太網(wǎng) | ||
直流電能表 | DJSF1352 | 1.精度:1級或0.5級,帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電 2.測量:電壓薪尉、電流、功率锚拳、正反向電能凡加,支持雙路計量。 | |
智慧用電監(jiān)測裝置 | ARCM300-Z | 三相(I销泽、U氧胳、Kw、Kvar辰令、Kwh伴鳖、Kvarh、 Hz徙硅、cosΦ)榜聂,視在電能、四象限 電能計量嗓蘑,單回路剩余電流監(jiān)測须肆, 4 路溫度監(jiān)測,2 路繼電器輸出桩皿,2 路開關(guān)量輸入豌汇,支持斷電報警上傳 | |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-40B | 可實現(xiàn)短路限流滅弧保護幢炸,過載限流保護、內(nèi)部超溫限流保護拒贱、過電壓保護宛徊、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能逻澳,1路RS485通訊岩调,1路GPRS(或NB)無線通訊,額度電流0-40A触擎,額定電流菜單可設(shè) | |
故障電弧探測器 | AAFD-DU | 監(jiān)測故障電弧沛狱、漏電、溫度 兩路無源干接點(開關(guān)量)輸入 兩路無源常開觸點(開關(guān)量)輸出 | |
電瓶車充電樁 | ACX系列 | 充滿自停博旬、斷電記憶尤乎、短路保護、過載保護剪妥、空載保護波寓、故障回路識別、遠程升級蝇居、功率識別报逛、獨立計量、告警上報刮锹。 支持投幣任疤、刷卡,掃碼惯狠、免費充電丙图, | |
汽車充電樁 | AEV_AC007 | 額定功率7kW,單相三線制,防護等級IP65,具備防雷保護空猜、過載保護绽慈、短路保護、漏電保護辈毯、智能監(jiān)測坝疼、智能計量、遠程升級谆沃,支持刷卡钝凶、掃碼、即插即用管毙。 通訊方式:4G腿椎、藍牙、Wifi 30KW夭咬、600KW啃炸、120KW多規(guī)格可選 | |
電氣接點在線測溫裝置 | ARTM-Pn | 可監(jiān)測電壓铆隘、電流、頻率南用、有功功率膀钠、無功功率、電能末径,可接收60個無線溫度傳感器溫度 | |
ATC600 | ATC600有2種工作模式:終端(-C)俺媳、中繼(-Z),可根據(jù)項目布局選擇配置肉棕⊥酝可接收240個無線溫度傳感器溫度 | ||
智能光伏采集裝置 | AGF-M系列 | 光伏電池串開路報警,可以配合組串電壓進行綜合判斷披腻;帶3路開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測寝丹,用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點狀態(tài)唱撩;一次電流采用穿孔方式接入肩堡,安裝方便,安全性高殃倒;測量元件采用霍爾傳感器都璃,隔離測量最大電流20A;電壓測量功能可測量母線電壓最高DC 1500V | |
三遙單元 | ARTU系列 | 可擴展DIDO以及多路模擬量輸入輸出單元梁泞。 通訊方式:RS485接口以舒,Modbus協(xié)議√掠荆可擴展2G稀轨、Lora、LoRAWAN岸军、NB-IoT、4G瓦侮、以太網(wǎng) | |
智慧照明 | ASL200系列 | 遙控輸出 兩路無源干接點(開關(guān)量)輸入 兩路無源常開觸點(開關(guān)量)輸出 |
5艰赞、結(jié)論
展望未來,智慧能源管理平臺將成為企業(yè)能 碳管理的重要工具肚吏。隨著技術(shù)的不斷進步與應(yīng)用的深入方妖,這一平臺將不斷優(yōu)化和完善,為企業(yè)提供 更加全面罚攀、高效的能源管理服務(wù)党觅。 同時,企業(yè)也將 通過智慧能源管理斋泄,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展杯瞻,為構(gòu)建綠色 低碳的社會環(huán)境貢獻力量略雪。
參考文獻
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作者簡介:
黃琴晒来,女钞诡,現(xiàn)任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司,主要研究方向為新能源領(lǐng)域
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