Acrel-5000能源管理系統在合肥小林藥業(yè)有限公司的應用

摘  要：隨著(zhù)電力工業(yè)的快速發(fā)展和國家對工業(yè)企業(yè)節能減排的力度加大，企業(yè)用能成本已成為衡量現代化率工廠(chǎng)的重要指標。能源管理軟件的應用大大提高了企業(yè)能源的利用效率和管理水平，本文介紹Acrel-5000企業(yè)能源管理系統在合肥小林藥業(yè)有限公司的應用，系統實(shí)現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化能源管理。

1 項目概況

  合肥小林藥業(yè)有限公司是由日本小林株式會(huì )社和JPS制藥株式會(huì )社共同出資經(jīng)營(yíng)的全資日本公司。主要經(jīng)營(yíng)重要中間體、農產(chǎn)品及農副產(chǎn)品的加工、萃取及銷(xiāo)售等?？偼顿Y額約25億日元（約1.5億人民幣）地處合肥區浮山路與望江西路交匯處東南角，整個(gè)企業(yè)的能源構成包括水、純電、污水，其中電部分包括四級計量體系，純水包括兩級計量體系。由于企業(yè)內部考核管理需要，建立一套的能源管理系統，并在此基礎上逐步整理完善能源使用數據庫，對數據進(jìn)行多層次多方面的開(kāi)發(fā)利用（如決策需要、能源分析、數據報送）。同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)使之成為作為合肥小林藥業(yè)有限公司信息化系統的重要子系統，以實(shí)現智慧廠(chǎng)區和數字廠(chǎng)區。

  整個(gè)系統通過(guò)多功能的電能表、流量計、通訊網(wǎng)絡(luò )和計算機軟件，實(shí)現企業(yè)能源系統在運行過(guò)程中的數據采集、運行監視、數據分析、電能質(zhì)量檢測、三相不平衡監視等，完成企業(yè)的安全供電、合理用能、設備管理和運行管理。

2 設計方案

2.1整體方案設計

  整個(gè)廠(chǎng)區能源管理系統包括一棟三層的廠(chǎng)房，其中用電部分包括生產(chǎn)設備用電、工廠(chǎng)區空調用電、工廠(chǎng)區照明插座用電、消防用電、事物區用電，水部分包括純水以及污水排放。針對用電計量部分，通過(guò)4級配電結構，建立完整的計量體系，即*級計量等于下一級計量總和，第二級計量等于第三級計量總和，以此類(lèi)推。每個(gè)計量節點(diǎn)均安裝多功能電表、流量計等，電表流量計通過(guò)現場(chǎng)通訊總線(xiàn)接入通訊管理機，通訊管理機經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)接入能源管理主機。

2.2網(wǎng)絡(luò )結構

  本次能源管理系統中現場(chǎng)所有計量表計均通過(guò)485總線(xiàn)連接至通訊管理機，通訊管理機通過(guò)以太網(wǎng)傳輸至能源管理主機，如下圖所示：

  系統使用高性能服務(wù)器及軟、硬件系統，高性能的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，整個(gè)系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。

  設置于數據中心主站包含監服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )交換機、以及Acrel-5000能耗管理軟件，作為能耗分析、運行及人員的人機交互窗口，以圖形顯示、報表打印等各種方式對企業(yè)的能耗數據進(jìn)行分析、對比和統計，提供節能降耗的數據支持。

  能耗管理計算機和數據服務(wù)器從監控管理層以太網(wǎng)提取數據，并且以各種圖形和數據的方式顯示在顯示器上，供操作人員運行和控制的人機界面。

  終端設備層設備通過(guò)RS485/MODBUS-RTU總線(xiàn)方式，采用屏蔽雙絞線(xiàn)接入通訊管理機，通訊管理機把采集到的數據轉換成以太網(wǎng)后，接以太網(wǎng)，供主站監控計算機調用。

作為數據采集裝置的通訊管理機，通過(guò)基于XML格式的Socket通訊，將數據傳輸至能耗管理系統，并具備斷點(diǎn)續傳功能，當通訊管理機至能耗管理系統網(wǎng)絡(luò )中斷、軟件停止運行等異常狀況發(fā)生時(shí)，通訊管理機可以自動(dòng)保存數據，當故障恢復之后數據自動(dòng)上傳，保證能耗管理系統數據完整性，確保能耗管理系統數據分析科學(xué)性。

2.3軟件設計及系統功能

  Acrel-5000企業(yè)能源管理系統核心是一套強大的能效分析管理系統，通過(guò)在線(xiàn)的用能數據信息采集、處理、分析和統計，幫助企業(yè)的了解真實(shí)用能情況、用能環(huán)境及生產(chǎn)效率水平。但是能源管理系統的建立只是起到一個(gè)管理工具的作用，企業(yè)需要建立一套符合企業(yè)實(shí)際情況的考核制度，企業(yè)的節能大目標層層分解、逐級落實(shí)，全員參與，能源計量體系是基礎，節能設備是輔助，節能管理制度才是根本。

數據采集與管理

  數據采集與處理是能源管理系統實(shí)現的基礎，系統能實(shí)時(shí)和定時(shí)采集用能設備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率、流量）。系統管理軟件可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )直接讀取各計量設備采集的數據，并可以對采集的所有數據進(jìn)行顯示、統計、分析、計算和存儲。 實(shí)時(shí)計算各線(xiàn)路的有功、無(wú)功功率值，實(shí)時(shí)計算每日、每月各條線(xiàn)路的有功，無(wú)功大、小及平均值。

  實(shí)時(shí)顯示、統計各回路各時(shí)段的電度值,對電能數據進(jìn)行分時(shí)計費統計,根據用戶(hù)要求具有多種分時(shí)計費(尖、峰、谷、平值等)方案和費率的種類(lèi)。實(shí)時(shí)顯示、統計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無(wú)功電度總值

  實(shí)時(shí)顯示電容的投切狀態(tài)以及手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)。

  數據采集周期、方式、參數等可由用戶(hù)在線(xiàn)定義，狀態(tài)量的變化優(yōu)先傳送。

信息處理

  對信號采集系統所采集實(shí)時(shí)數據進(jìn)行統計、分析、計算，將數據進(jìn)行定時(shí)存儲。對同用能位不同時(shí)期、不同用能單位同一時(shí)期用能量進(jìn)行統計；作為電費的管理平臺，與實(shí)際發(fā)生電費進(jìn)行比較。

  清晰的反映整個(gè)企業(yè)各個(gè)部門(mén)、班組的用電構成，幫助企業(yè)建立合理的用電管理考核制度，對不同的班組、不同車(chē)間分別設計用電管理報表。對于各用能設備使用時(shí)間進(jìn)行統計，計算出各設備單位時(shí)間耗能，為今后能源改造提供數據依據。

  能耗報表實(shí)現了所有能耗數據的按時(shí)間查詢(xún)，分為分鐘、小時(shí)、日、月年等多種類(lèi)型，通過(guò)能耗管理報表，對各分線(xiàn)能耗分別計量統計并與上一級回路進(jìn)行匹配，建立完整的能源計量體系，找出能源管理的盲區、誤區。能源匯總如下圖所示：

能耗綜合主界面

  通過(guò)綜合能耗主界面可以反映企業(yè)當年用能各分類(lèi)能耗和折算為標準煤的綜合能耗，并計算得到單位面積能耗；界面下方顯示這能耗的當日逐時(shí)用能曲線(xiàn)；單擊每個(gè)分類(lèi)能耗的上部區域，可跳轉到該分類(lèi)能耗的用能分析主界面。

分區域、分部門(mén)能耗統計

  對能耗數據按區域、按部門(mén)分別進(jìn)行統計，統計各區域、各設備能源消耗，準確定位用能消耗大戶(hù)，制定節能績(jì)效考核制度，推動(dòng)節能降耗的真正執行。為用能設備建立運行記錄檔案，長(cháng)期跟蹤記錄設備運行過(guò)程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養記錄，為設備的運行維護提供依據。

能耗數據實(shí)時(shí)監測和預警

  通過(guò)高精度智能儀表以技術(shù)手段實(shí)現自動(dòng)化全實(shí)時(shí)、高密度的實(shí)時(shí)用能監測，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實(shí)時(shí)監視現場(chǎng)儀表的回傳數據，對能耗進(jìn)行合理的管控和預警，及時(shí)發(fā)現并改正運行中存在的用電異常，隨時(shí)處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時(shí)醒目提醒并主動(dòng)記錄。

1 結束語(yǔ)

  該項目所采用的Acrel-500能源管理系統已經(jīng)于2017年7月正式投入運行，整個(gè)系統運行穩定、安全。系統為各用能回路安裝計量裝置，建立能源管理體系，制定用能績(jì)效考核方案，通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )和信息化技術(shù)，對用能回路進(jìn)行用能量計量，提供了大量實(shí)時(shí)、準確的能耗數據，摸清能源流向、了解能源組成，同時(shí)通過(guò)能源管理軟件提供的各類(lèi)圖表、報表，為管理者進(jìn)行內部計量考核、安全用電做出了數據依據用，方便用戶(hù)的找到用能不合理之處，指導用戶(hù)進(jìn)行有針對性的管理措施和節能改造措施。

參考文獻

[1]《能效管理系統設計安裝圖冊》