上海電氣電站(東廠)在用電高峰期優化生產方案探討

王凱鋒  上海安科瑞電氣股份有限公司

摘    要：隨著科技的發展，大型企業用電越來越多，如何便捷的管理用電，并且保證電網安全穩定運行就非常值得關注了。變電站自動化控制是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。本文就基于Acrel-2000電力監控軟件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320EL網絡電力儀表的監測系統，介紹該系統在變電站用電高峰期優化生產的重要作用。
關鍵詞：高耗能 電力監控軟件 電力儀表  電能管理  削峰平谷                              

一、概述
　　上海電氣電站廠區內有多個公司的生產廠房，都是高耗能的生產車間，尤其是核電車間，電阻爐車間等等，日用電量巨大，電站廠區內共有2個高壓變電所，3個低壓配電房，提供全廠區內的生產、照明、空調用電及其它用電等。寒暑季節是用電的高峰期，每逢這時候電網負荷就越來越接近頂峰。此時對各高能耗企業必須實行拉閘限電，分時用電等等措施實現電網的穩定。上海電氣電站也不例外，供電局給該站限定了負荷的最高上限，一旦超過了最高負荷，那么就會接到供電局的罰單，因此為了協調廠區內各廠家和用戶公司的最大利益，如何限電，如何平衡各方面的需求就是一個尖銳的問題。長期的供電負荷與生產訂單之間不可調節的矛盾，給廠區內配電部門帶來了很大的壓力。進而向專業的電力監控系統開發商尋求一個妥善的解決方案。下面就介紹一個非常成功的解決方案。

二、方案分析
　　安科瑞電氣股份有限公司給上海電氣電站提供了一個主動調制和被動調制相結合的方案：
　　1.主動調制
　　主動調制帶有一定的強制性，它要結合給方面的因數然后做出主觀上的判斷和方案，主動調制就是基于Acrel-2000電力監控軟件和ADL3000、ACR330ELH、ACR320EL網絡電力儀表的監測系統。在配電柜、出線柜、計量柜加裝上述智能儀表。然后采用分層分布式計算機通訊網絡構建系統，該系統分為間隔層、通訊層和站控層。                                                       
　　隔層主要的設備為：多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。
　　中間層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
　　站控層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶，同時用戶可以通過系統軟件發送指令至現場設備，實現遠程遙控功能。
　　該系統的主要功能：
　　1） 數據采集與處理
數據采集是配電監控的基礎，需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度EPI。
　　該功能使管理者能了解到各個回路的功率，功率因數，電流等重要的負荷參量，為主動調制提供了準確的依據。
　　2） 人機交互
　　系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示。
　　3） 電能管理
　　自動進行日、月、年的電能統計，同時生成日、月、年報表等。該功能為管理者提供便捷的準確的報表，各回路用電量的分析后，為主動調制提供了詳盡的材料。
　　4） 運行負荷曲線
　　定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。

　　該功能可以觀察往年同期各回路的負荷曲線，可以找出各回路用電的規律性。從而使主動調制更加準確合理。
　　5） 報警設置
　　負荷上限設置 ：可以為高壓進線負荷、各變壓器負荷分別設置上限，當實時數據超過上限，該數據有黑色變成紅色，并且在實時報警和歷史報警中都留下記錄。如圖

　　該功能可以對每臺變壓器設定負荷上限，以及對每個出線回路做上限設置，一旦超出負荷的上限，系統就會報警，并且在事件記錄中形成記錄。管理者可以通過他來管理和限電。
　　2.被動調制
　　被動調制主要是通過分時用電和浮動用電成本的途徑來調節用電。有些高耗能的工廠的用電量巨大，然而電能價格對生產出來的產品的利潤有很大的影響，基于此，我們在主動調制的基礎上實施電能復費計量。
　　復費率抄表：可以進行尖、峰、平、谷時段設定，實現具有電能分時計費功能，該界面顯示的為用電回路的電能復費率。調節峰、谷、平電價，設定好抄表時間，就能便捷的計算出電費。

　　系統附加功能：
　　1）故障報警及事故追憶
　　在配電系統發生運行故障時，會及時發出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因。
　　2）用戶權限管理
　　可根據買方要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。

三、方案特點：
　　該系統設計并實現了一套分散式采集和集中控制管理，省去了值班人員頻繁現場抄表分析的煩瑣，從系統的實時數據和歷史數據出發，準確的對配電系統做出調整，從而能在用電高峰期優化生產。該方案提高了供電質量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優點。

四、結束語
　　這種主動調制與被動調制的解決方案實現了上海電氣電站在最大允許負荷下持續生產的，達到利益的最大化。該方案的系統能測量到電站的用電質量參數，電能都用在了什么地方， 有沒有電能浪費， 節能措施有沒有收到應有的效果， 企業管理者都能很清楚的查到、監測到。變電站自動化是一個系統工程，要實現變電站自動化的功能，還有許多技術問題需要攻關解決，作者相信在不太遠的一段時間管理便捷化的變電站自動化系統，將有一個蓬勃的發展期。

參考文獻
[1] 任致程、周中編著  電力電測數字儀表原理與應用指南 中國電力出版社 2007.4
[2] 朱立泉 變配電系統的智能管理系統分析  智能建筑電氣技術  2007年第1卷第4期
[3] 王凱鋒 解析《變配電所計算機監控系統》智能建筑電氣技術  2006年第5卷第3期

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