電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術在石油化工行業(yè)錯峰限電中的應用

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

石油化工在國民經(jīng)濟的發(fā)展中有重要作用，是我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一。石油化工指以石油和天然氣為原料，生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石油化工產(chǎn)品的加工工業(yè)。石油產(chǎn)品主要包括各種燃料油（汽油、煤油、柴油等）和潤滑油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產(chǎn)這些產(chǎn)品的加工過程常被稱為石油煉制，簡稱煉油。石油化工產(chǎn)品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的第一步是對原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生產(chǎn)多種有機化工原料（約200種）及合成材料 （塑料、合成纖維、合成橡膠），用電特性一般為三班制連續(xù)生產(chǎn)。

石油化工行業(yè)用戶設備分類表

二、行業(yè)用戶參與錯峰限電能力分析

由于行業(yè)特殊性，該行業(yè)除了非生產(chǎn)性負荷及非連續(xù)性生產(chǎn)的常壓蒸餾生產(chǎn)車間（常壓蒸餾緊急限電也有經(jīng)濟損失），其他負荷都要提前10小時通知才能安全生產(chǎn)，才能不發(fā)生事故。

三、行業(yè)用戶參與錯峰限電技術方案

3.1缺口等級IV級參與方案

1. 階段性錯峰

停用后勤、政工等科室的空調(diào)、辦公、照明等非生產(chǎn)性用電負荷

2. 緊急錯峰

停用后勤科室的空調(diào)、辦公、照明等非生產(chǎn)性用電負荷

3.2缺口等級III級參與方案

1.階段性錯峰

停用生產(chǎn)部門的空調(diào)、辦公、照明等非生產(chǎn)性用電負荷

2.緊急錯峰

停用生產(chǎn)部門的空調(diào)、辦公、照明等非生產(chǎn)性用電負荷

3.3缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰：

1) 停用空調(diào)、辦公、照明等非生產(chǎn)性用電負荷（除生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)外）；

2) 提前10小時通知，停用非連續(xù)性生產(chǎn)的半成品車間。

2.緊急錯峰

停用空調(diào)、辦公、照明等非生產(chǎn)性用電負荷（除生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)外）

3.4缺口等級I級參與方案

1.階段性錯峰

安排企業(yè)進行檢修。

2.緊急錯峰

停用非連續(xù)性生產(chǎn)的常壓蒸餾生產(chǎn)車間

四、行業(yè)用戶參與錯峰限電風險及注意事項

1. 在石油化工生產(chǎn)過程中突然失電，除了非生產(chǎn)性負荷及非連續(xù)性生產(chǎn)的常壓蒸餾生產(chǎn)車間（常壓蒸餾緊急限電也有經(jīng)濟損失）其他車間生產(chǎn)系統(tǒng)都會向外排放有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境造成極大污染，并在較大范圍對人員造成傷害或致命；致使爆炸，產(chǎn)生嚴重后果。

2. 消防水泵是易燃易爆的化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中保持相應壓力并正常運轉(zhuǎn)的安保設施，如失電停止運轉(zhuǎn)以面臨火災事故不能及時施救，會行成事故的擴大和人員財產(chǎn)的更大損失。

因此，該行業(yè)用戶應及早制定有效應急預案，參與錯峰時應主動配合錯峰實施，及時與供電企業(yè)溝通，采取檢修或輪休等方式，避免采用強制拉電或遙控設備控制限電，杜絕惡性事故發(fā)生，主動擔負社會責任的同時又將損失降到最低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應用

5.1系統(tǒng)概述

上海安科瑞電氣股份有限公司承接某地中國石油大廈遠程自動抄表系統(tǒng)項目的設計與實施。采用ACREL-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)， 本監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍：高壓配電室、低壓配電室1#、低壓配電室2#的電力儀表。其中低壓配電室1#、2#有上海安科瑞電氣股份有限公司儀表PZ80-E4共146臺。

5.2用戶需求

該石油化工企業(yè)電力監(jiān)控系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能是：遠程監(jiān)視大廈高低壓配電系統(tǒng)的所有電參量；實時界面顯示高低壓各回路的重要電參數(shù)，高靈敏度和可靠度的實時數(shù)據(jù)刷新率；能看到實時的數(shù)據(jù)和查詢各高壓回路和低壓進線以及低壓重要出線回路的電流曲線圖（或者負荷曲線圖）；所有回路具有電參數(shù)查詢報表，能查詢到秒級的電參量歷史值；電能報表，根據(jù)管理的需要可適當修改報表格式，能查詢?nèi)我鈺r刻的電能值。

5.3設計思路

按照該石油化工企業(yè)的實際需求和智能元器件的功能，完成系統(tǒng)的設計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打??；歷史曲線，用戶權限管理、高壓遙控、低壓主進線遙控等主要功能。

整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡分布式結(jié)構(gòu)，監(jiān)控主機位于監(jiān)控室內(nèi)，系統(tǒng)采用開放的通訊協(xié)議，通過現(xiàn)場總線連接到通訊服務器。

5.4系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)   

本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

間隔層主要的設備為：電力儀表、開關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(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)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(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸。

5.5系統(tǒng)的主要功能

一、數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。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(shù)COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

二、人機交互

系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示設備狀態(tài)及實時運行參數(shù)；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關量顯示；報警記錄顯示等。

1、高壓一次圖：

高壓一次圖為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測高壓回路的運行狀態(tài)，重要的電參量等。界面上各回路一次圖顯示紅色代表合閘，綠色代表分閘。

2、低壓一次圖：

實時顯示低壓進線回路，電容補償、出線回路的合分閘情況，實時刷新負載、電流、電壓、功率等的實時值。

3、實時、歷史曲線圖：

界面內(nèi)的的功能按鈕包括時間間隔的選擇，刷新曲線、鼠標縮放、鼠標平移，搜索曲線、曲線在顯示見面里的左右移動以及電流曲線位置的調(diào)整。電流在趨勢圖中位置的調(diào)整分為5個檔，用戶可以根據(jù)查詢電流的大小，選擇適當?shù)牧砍獭?/FONT>