電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在紡織行業(yè)錯峰限電中的應(yīng)用

王長幸 江蘇安科瑞電器制造有限公司

一、行業(yè)用戶用電特性分析

紡織行業(yè)按國民生產(chǎn)行業(yè)可細(xì)分為棉、化纖紡織及印染精加工，毛紡織和染整精加工，麻紡織，絲絹紡織及精加工，紡織制成品制造，針織品、編織品及其制品制造。

紡織行業(yè)一般容量較大，大都采用高壓供電，設(shè)置專用變（配）電所。該行業(yè)用戶基本為全天候24小時連續(xù)生產(chǎn)，用電負(fù)荷比較平均，生產(chǎn)用負(fù)荷占總負(fù)荷的95%左右，辦公用電（含生活照明）等負(fù)荷占總負(fù)荷的5%左右。

紡紗主要生產(chǎn)工藝流程：清棉工序（開棉-清棉-混棉-成卷）、梳棉工序（分梳-除雜-混合-成條）、條卷工序（并合和牽伸-成卷）、精梳工序（除雜-梳理-牽伸-成條）、并條工序（并合-牽伸-混合-成條）、粗紗工序（牽伸-加捻）、細(xì)紗工序（牽伸-加捻-卷繞-成型）、絡(luò)筒工序（卷繞和成形-除雜）、捻線工序（加捻-卷繞-成型）、搖紗工序、成包工序。

織造主要生產(chǎn)工藝流程：整經(jīng)工序、漿紗共組、穿經(jīng)工序、織造工序、后整理工序。

紡織行業(yè)用戶設(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)一般為24小時連續(xù)生產(chǎn)，用電負(fù)荷較為平均，負(fù)荷曲線相對較平穩(wěn)，負(fù)荷率高達(dá)95%。

2. 該行業(yè)屬于勞動密集型行業(yè)，無重要負(fù)荷，一般有多條生產(chǎn)線，參與緊急錯峰能力中等，更適用于以輪休方式參與階段性錯峰限電。

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

1) 首先倡導(dǎo)用戶節(jié)約用電：

A. 自然采光較好的走廊、通道、衛(wèi)生間等場所禁止開燈。

B. 辦公室內(nèi)照明燈開一停一；室內(nèi)溫度高于30℃才開啟空調(diào)，空調(diào)溫度設(shè)定不低于28℃等。

C. 減少辦公設(shè)備的待機時間：辦公設(shè)備主要包括電腦、打印機、傳真機、復(fù)印機以及飲水機等。工作結(jié)束后，及時關(guān)閉辦公室的所有電氣設(shè)備，不讓辦公室電氣設(shè)備處于待機狀態(tài)。

D. 關(guān)閉景觀照明。

2) 減少或停用清花機、預(yù)梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

在8：00～22：00期間減少照明、辦公空調(diào)、辦公負(fù)荷等非生產(chǎn)性負(fù)荷；在18：00～22：00期間停照明、辦公空調(diào)、辦公負(fù)荷、景觀照明等非生產(chǎn)性負(fù)荷。

減少或停用清花機、預(yù)梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負(fù)荷。

（二） 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰

在執(zhí)行IV級方案的基礎(chǔ)上，減少或停用車間照明、車間空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、車間加濕器等輔助生產(chǎn)負(fù)荷；減少或停用清花機、預(yù)梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

在執(zhí)行IV級方案的基礎(chǔ)上，減少或停用車間照明、車間空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、車間加濕器等輔助生產(chǎn)負(fù)荷；減少或停用清花機、預(yù)梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產(chǎn)性負(fù)荷。

（三） 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰

在執(zhí)行III級方案的基礎(chǔ)上，減少或停用深冷型制氮機、冷凍機、空壓機、風(fēng)機、水泵、蒸汽鍋爐等動力設(shè)備負(fù)荷以及其他生產(chǎn)負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

在執(zhí)行III級方案的基礎(chǔ)上，減少或停用深冷型制氮機、冷凍機、空壓機、風(fēng)機、水泵、蒸汽鍋爐等動力設(shè)備負(fù)荷以及其他生產(chǎn)負(fù)荷。

（四） 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰

停用全部輔助生產(chǎn)性負(fù)荷、生產(chǎn)性負(fù)荷。

2. 緊急錯峰

停用全部輔助生產(chǎn)性負(fù)荷、生產(chǎn)性負(fù)荷。

四、 行業(yè)用戶參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項

紡織行業(yè)屬于勞動密集型行業(yè)，無重要負(fù)荷，參與錯峰限電基本不存在安全風(fēng)險，企業(yè)做好工人合理調(diào)度工作即可。錯峰限電需保留其總負(fù)荷10%左右的容量，以保證消防系統(tǒng)（自動滅火噴淋系統(tǒng)、鼓風(fēng)機等）及宿舍生活用電的用電需求。

因此，該行業(yè)用戶參與錯峰時，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實際情況，科學(xué)、合理地編制內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案，主動配合錯峰實施，杜絕事故發(fā)生，主動承擔(dān)社會責(zé)任同時將損失降到最低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

5.1項目概況

常熟滌綸有限公司（原常熟市滌綸廠）是高強低伸滌綸長絲及FDY高強低收縮滌綸工業(yè)絲（細(xì)旦）專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，并擁有自營進出口權(quán)。公司創(chuàng)建于1983年，地處長江三角洲的常熟市董浜鎮(zhèn)徐市。廠占地面積49900平方米，建筑面積27319平方米，共有四個生產(chǎn)廠區(qū)。由于常熟滌綸工廠用電量比較大，并且為響應(yīng)國務(wù)院制定的一系列促進節(jié)能減排的政策措施，更好的對配電系統(tǒng)進行監(jiān)控管理。因此建立了后臺電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，對配電進行智能化管理。

該工廠變配電系統(tǒng)主要由工廠一樓高壓電機出線和三樓配電室進行變配電管理，共計一個高壓出線回路，32個低壓出線回路，高壓出線回路，工廠三樓配電室提供整個常熟滌綸的生產(chǎn)所需電力。監(jiān)控值班室設(shè)置在工廠的二樓監(jiān)控室。

5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以監(jiān)控主機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

1）站控管理層

站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。

監(jiān)控主機：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進行系統(tǒng)管理、維護和分析工作。

打印機：系統(tǒng)召喚打印或自動打印圖形、報表等。

UPS：保證計算機監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設(shè)備的正常運行，提供足夠的時間進行數(shù)據(jù)存儲。

   2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層設(shè)備為CP134U-I擴展卡。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機的實時通訊。

3）現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量儀表擔(dān)負(fù)著最基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實時傳送至監(jiān)控主機。

5.3系統(tǒng)功能

上位機軟件為Acrel-3000電能管理系統(tǒng)組態(tài)軟件，該軟件是對現(xiàn)場電參量數(shù)據(jù)進行采集與監(jiān)測的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測功能。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備各電參量及開關(guān)量狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機進行實時顯示與存儲。系統(tǒng)還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設(shè)計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有回路用電量的采集和統(tǒng)計，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動抄表、電力監(jiān)控與電能管理功能。

①數(shù)據(jù)采集和顯示

現(xiàn)場儀表測量并采集回路數(shù)據(jù)信息，上位機軟件再對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進行定時或周期采集并存儲，可以自由設(shè)置采集的時間周期，最小的系統(tǒng)支持的采集周期?？梢噪S時查看任一表計的瞬時表值、累計量等信息，記錄時間間隔內(nèi)電力儀表的電壓、電流、功率因數(shù)和有功電度等。這些參數(shù)信息可以自動保存到數(shù)據(jù)庫中，便于查詢。

系統(tǒng)具有友好的人機界面，便于普通的現(xiàn)場值班人員查看并記錄相關(guān)信息，系統(tǒng)一次圖不僅顯示了線路的開關(guān)狀態(tài)，還實時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數(shù)。所有數(shù)據(jù)信息都定期的保存到數(shù)據(jù)庫中。

六、主要監(jiān)控產(chǎn)品

（1）高壓回路或低壓進線回路選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）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計；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）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；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、欠壓等保護功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護、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)費率電能統(tǒng)計、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)費率電能統(tǒng)計、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）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；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)的反向分量并實時注入電力系統(tǒng)，從而實現(xiàn)諧波治理和無功補償。

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]紡織行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導(dǎo)．

技術(shù)支持：王長幸（1985-），女，江蘇安科瑞電器制造有限公司  ,漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng) 郵箱：acrelwx@163.com；  0510-86179961  QQ:2880263323  網(wǎng)址：http://www.jyacrel.cn/  http://ipd.acrel.cn/