Acrel-7000企業能源管控平台在浙江春風動力股份有限公司的應用

hth下载地址  陳聰 周潔

摘 要：為(wei) 了穩步推進雙碳目標，在能源消費強度和消費總量的“雙控"背景下，企業(ye) 需要考慮如何應對能耗雙控以保障正常生產(chan) 。現有大部分企業(ye) 依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應係統“單獨規劃、單獨設計、獨立運行"的模式。普遍存在計量檢測到配備不足；計量設備計量精度不高、計量數據不準確；人工抄表可靠性低；難以良好監測和評估主要耗能設備的用能效率；缺少決(jue) 策數據支持，對於(yu) 節能評估無法提供可靠參考數據；缺乏良好的企業(ye) 能效評估指標體(ti) 係，能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業(ye) 能源管控平台，采用自動化、信息化技術，實現從(cong) 能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產(chan) 以及使用的全過程有機結合起來，運用的數據處理與(yu) 分析技術，進行離線生產(chan) 分析與(yu) 管理，實現全廠能源係統的統一調度，優(you) 化能源介質平衡、超大限度地利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體(ti) 能源管理水平的目的。

  關(guan) 鍵詞：雙碳；雙控；企業(ye) 能源管控；節能降耗

  1 概述

  浙江春風動力股份有限公司是春風控股集團的子公司，成立於(yu) 1989年，是一家專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事全地形越野車(ATV、UTV、SSV)、大排量摩托車及配套水冷發動機產(chan) 品研發的股份有限公司，公司總部設在杭州餘(yu) 杭經濟開發區，公司擁有完整、科學的質量管理體(ti) 係。公司的誠信、實力和產(chan) 品質量獲得業(ye) 界的認可。

  通過搭建企業(ye) 能源管控平台，對企業(ye) 的能源消耗、用電安全、電能質量、生產(chan) 工藝、主要設備實行動態監控和數據化管理，實時監測企業(ye) 、車間、產(chan) 線、主要設備電、水、天然氣和壓縮空氣等能源的消耗情況、變配電設備的運行狀況、用電回路的電氣安全情況、配電係統的電能質量，並通過數據分析和挖掘，對單位產(chan) 品能耗、萬(wan) 元產(chan) 值能耗、能耗成本、碳排情況等進行分析，實現用能精細化管理、提高設備運行效率、保障用電安全，為(wei) 減排降耗、挖掘節能潛力提供數據支持。同時提供便捷、優(you) 良的自動化運維，從(cong) 根本上解決(jue) 人力成本高、工作強度大、運維效率低等問題，打造“安全、優(you) 良、綠色、低碳"的智慧工廠，為(wei) 企業(ye) 提供綜合能源服務的新業(ye) 態。

  2 項目需求

  項目計量體(ti) 係包括廠區、車間、產(chan) 線，監測區域涵蓋車架、發動機、機加工、塗裝、整車等車間，行政樓、研發樓等辦公樓以及各配電房，監測的能源類型包括電、水、天然氣和壓縮空氣。一期接入新增的170塊電表、10塊水表，其中天然氣和壓縮空氣通過手動錄入的方式進行統計。二期接入80塊電表和3塊水表，預計三期再接入300個(ge) 計量點位。

  係統需求主要包括：

  ● 用能統計

  從(cong) 區域、車間、生產(chan) 工藝、工序、工段、設備等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(ye) 分類/分項用能情況進行統計，並進行趨勢和同環比分析；

  ● 能耗預測

  通過對廠區、車間的能耗使用情況進行分析，構建能耗計算模型，進行訓練，調整並優(you) 化模型，采用預測算法對企業(ye) 未來能耗趨勢進行預測和分析，為(wei) 節能提供良好的決(jue) 策依據；

  ● 萬(wan) 元產(chan) 值能耗統計

  對企業(ye) 單位綜合能源消費量與(yu) 工業(ye) 總產(chan) 值進行統計分析，準確反映企業(ye) 能源經濟效益高低的綜合指標，為(wei) 能耗成本的準確計算提供保證；

  ● 容需量統計

  提供容需量統計,實時展示容量需量價(jia) 格的變化情況，為(wei) 降低電費提供依據；

  ● 產(chan) 量統計

  提供產(chan) 量統計,支持手動錄入及與(yu) MES對接獲取產(chan) 量數據；

  ● 電能質量監測

  對電網中的諧波進行實時監測，並以矢量圖的形式展示三相不平衡度，支持曆史數據的查詢；

  ● 自定義(yi) 報表

  通過自定義(yi) 報表格式和計算公式，靈活生成各種定製化報表，包括容需量報表、萬(wan) 元產(chan) 值報表、電費分攤報表等；

  ● 異常報警

  對目標事件快速定位，通過手機短信、APP、釘釘等方式及時通知相關(guan) 人員，為(wei) 係統的異常運行狀態或故障原因診斷分析提供依據和分析手段；

  ● 數據轉發

  實現能源管理係統和MES係統的數據互通，打破信息孤島；

  ● 能源駕駛艙

  定製大屏頁麵及首頁，以工廠車間為(wei) 單位劃分進行數據統計，與(yu) 現有的第三方係統在指揮中心統一集中展示。

  3 係統結構

  現場采用多回路計量儀(yi) 表和遠傳(chuan) 水表，對用電回路和用水支路進行采集，通過RS485接口與(yu) 電力物聯網邊緣計算網關(guan) 進行通訊，實現全電力參數和流量等數據的監測、預警與(yu) 存儲(chu) ，再由電力物聯網邊緣計算網關(guan) ，通過以太網將數據上傳(chuan) 至搭建在數據中心的能源管控平台上。

  平台采用分層分布式結構進行設計，詳細拓撲結構如下：

  係統可分為(wei) 三層：即現場設備層、網絡通訊層和平台管理層。

  現場設備層：主要是380V部分的計量儀(yi) 表和遠程水表，通訊協議為(wei) 標準modbus-rtu，用於(yu) 采集用電回路全電力參數和用水支路流量的各類儀(yi) 表，也是構建該配電、耗水係統必要的基本組成元素。

  網絡通訊層：包含電力物聯網邊緣計算網關(guan) 、網絡交換機等設備。電力物聯網邊緣計算網關(guan) 接收現場設備層采集的數據，並可進行規約轉換、數據存儲(chu) ，通過網絡將數據上傳(chuan) 至搭建好的數據庫服務器。電力物聯網邊緣計算網關(guan) 可在網絡故障時將數據存儲(chu) 在本地，待網絡恢複時從(cong) 中斷的位置繼續上傳(chuan) 數據，保證服務器端數據不丟(diu) 失。

  平台管理層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、曆史數據庫、基礎數據庫。

  4 企業(ye) 指標

  4.1 電力指標

  4.2 水指標

  4.3 用能單元指標

  5 係統功能

  5.1 首頁

  首頁展示企業(ye) 的變配電情況、能耗數據、萬(wan) 元產(chan) 值趨勢、峰穀平用電情況、異常數量等相關(guan) 信息，可直觀了解企業(ye) 當前的整體(ti) 情況，實現數據監視實時化、能源管控精細化、企業(ye) 管理數字化、節能減排全局化。

  5.2 數據監控

  5.2.1 電力監控

  對企業(ye) 各用電回路的運行狀態進行實時監測，快速定位報警點位，並根據報警等級實時觸發APP、手機短信、郵件、釘釘、語音播報等多種方式的報警提醒，超大程度地確保整個(ge) 能源供給、轉換和消耗過程的安全、可靠和穩定。

  5.2.2 配電圖

  展示變配電係統的電氣主接線圖，實現對全電量參數以及開關(guan) 斷路器狀態的實時監視，如電壓、電流、頻率、功率、功率因數、三相不平衡度、諧波等參數。

  5.2.3 變壓器監控

  展示各電壓器的負載情況，從(cong) 而可以為(wei) 變壓器配備情況進行科學合理的規劃。通過各種運行參數狀態下用電效能的對比分析，找出合適的運行模式。根據合適的運行模式調整負載，從(cong) 而降低用電單耗，使電能損耗降低。

  5.3 能源管理

  5.3.1 能源中控

  從(cong) 監測區域、車間、生產(chan) 工藝、工序、工段、設備等維度，對各類能耗、單位產(chan) 品能耗、成本和碳排放量進行對比分析，支持多個(ge) 同級對象橫向比對，幫助用戶掌控整個(ge) 工廠的能源消耗、能源成本、碳排放等情況。

  5.3.2 能耗統計

  從(cong) 能源使用種類、監測區域、車間、生產(chan) 工藝、工序、工段、設備等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(ye) 用能統計、同比、環比分析，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從(cong) 而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

  5.3.3 萬(wan) 元產(chan) 值統計

  與(yu) 企業(ye) MES係統對接，通過產(chan) 值以及係統采集的能耗數據，計算萬(wan) 元產(chan) 值趨勢，並進行同比和環比分析，以便企業(ye) 能夠根據產(chan) 品單耗情況來調整生產(chan) 工藝，從(cong) 而降低能耗。

  5.4成本分析

  5.4.1 複費率分析

  對尖、峰、平、穀用電量及成本費按照年、季、月、周進行統計分析，為(wei) 企業(ye) 分時用電，優(you) 化成本效益提供數據支持。

  5.4.2 容需量統計

  提供容需量報表，實時展示容量需量價(jia) 格的變化情況，幫助企業(ye) 實現容改需，降低基本電費。

  5.5 電能質量監測

  5.5.1 三相不平衡監測

  對電網中的電流/電壓不平衡度進行實時監測和預警，降低線路的電能損耗，保證用電設備的安全運行，提高設備的運行效率。

  5.6分析報告

  5.6.1 運維報告

  以年、月、日對企業(ye) 的異常情況、排名、發生頻次、運維情況等進行整體(ti) 的統計分析，讓用戶清楚了解係統的運行情況，並為(wei) 用戶提供數據基礎，方便用戶快速發現設備異常，準確定位故障點，提高運維效率，支持導出成PDF文件及打印。

  5.6.2 運維報告

  以年、月、日對企業(ye) 的能源消耗、線路損耗、單位產(chan) 品能耗、費用支出、主要設備耗能、容改需、節能改造效果等進行整體(ti) 的統計分析，幫助用戶及時發現能源在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，為(wei) 用戶挖掘節能潛力提供數據基礎，支持導出成PDF文件及打印。

  5.7 報警管理

  針對於(yu) 電氣安全、限電和能耗雙控，實現電參量異常報警、電氣火災隱患報警、能耗超標報警、限電報警等，幫助企業(ye) 提前預警，避免發生火災事故和被罰款導致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發與(yu) 閉環處理。

  5.8 運維管理

  支持設備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設備運維管理，方便運行管理人員的製定巡檢計劃、派工，巡檢人員執行巡檢、完成工單、巡檢發現問題消缺，進行故障報修、跟進維修進度，滿足日常巡檢、設備維修保養(yang) 需要。

      6 係統應用價(jia) 值

  6.1 企業(ye) 收益

  企業(ye) 能源管控平台為(wei) 企業(ye) 加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。

  Ø 在線監測電能質量

  幫助企業(ye) 在線監測電能質量，包括諧波含量、三相不平衡度、功率因數等，避免被罰款。

  Ø 用能安全

  監測設備運行工況，保證安全運行；預警電氣火災，預防安全事故；及時排除故障，保證正常生產(chan) ；快速定位並幹預切除隱患，保證能源供應安全。

  Ø 節省人力成本

  少人或者無人值守，減少人工統計工作量，降低人力成本。

  Ø 節能降費

  根據用電情況實現“容改需"，降低基本電費；實現調整負載、削峰填穀、無功補償(chang) ，節省能源費用。可實現辦公節能10%左右，總節能3%左右。

  Ø 提高設備利用率

  監控變配電設備運行狀況，降低損耗，保證經濟運行。

  Ø 打破信息孤島

  提供標準的數據接口與(yu) ERP/MES/MIS/PLC/DCS/SCADA等係統實現對接。

  Ø 持續增值

  實時了解耗能狀況，接入電力需求側(ce) 管理平台，享受國家補貼，參與(yu) 碳排放交易，助力碳達峰和碳中和。

  6.2 用戶收益

  企業(ye) 能源管控平台能滿足企業(ye) 各種用戶的不同需求。

  Ø 對能源主管部門及人員（節能管理）

  幫助企業(ye) 完善能源管理體(ti) 係，貫徹能源專(zhuan) 業(ye) 化、精細化、扁平化管理思路，建立持續改進能效的能管模式和機製，提高能管水平，節能降耗。

  Ø 對各級用能部門及人員（能源使用部門）

  （1）實時監視能源消耗，及時發現問題，減少用能損失；

  （2）掌握能耗總量、能耗成本及能耗效率指標數據；

  （3）分析用能特點，為(wei) 優(you) 化用能管理提供決(jue) 策數據；

  Ø 對能源運維部門及人員（能源供給部門）

  （1）幫助建立數據采集網絡監控運維，動態監視數據采集狀態，確保數據采集正常運行，奠定數據基礎。

  （2）實時監視能源係統運行狀態，異常及時報警，保證生產(chan) 用能安全，遠程自動抄表，降低工作強度，提高工作效率。

  Ø 對能源統計人員及其他部門

  （1）自動生成各類外部單位所需報表，提高數據統計工作效率和準確率。

  （2）共享能耗數據，並與(yu) 其他係統集成。

  7 產(chan) 品特點

  7.1 導軌式三相電能表ADL400

  ●  有功精度：0.5S級，無功精度：2級，電壓、電流精度：0.2級

  ●  電壓規格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

  ●  電流規格：3×1(6)A，3×10(80)A

  ●  工作溫度：-25℃~+55℃

  ●  相對濕度：≤95℅（無凝露）

  ●  通訊：RS485接口，同時支持Modbus、DL/T645規約

  ●  功能：支持2~31次諧波電壓電流、發生時間、4個(ge) 時區、2個(ge) 時段表、14個(ge) 日時段、4個(ge) 費率上48月/90日曆史凍結數據

  ●  外形尺寸：90*36*65

  7.2 電能質量分析儀(yi) 表APM810

  ●  有功精度：0.5S級，無功精度：2級，電壓、電流精度：0.2級

  ●  電壓規格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

  ●  電流規格：3×1(6)A（經互感器接入），3×10(80)A（直接接入）

  ●  工作溫度：-25℃~+55℃

  ●  相對濕度：≤95℅（無凝露）

  ●  通訊：支持2路獨立485通訊，Modbus RTU規約/DL/T645-07規約可自適應，兩(liang) 路485可獨立設置，亦可使用不同協議；波特率1200bps-19200bps可設，奇偶校驗位可設

  ●  功能：支持1DI1DO；支持有功脈衝(chong) 輸出

  ●  外形尺寸：126*88*69，標準DIN35導軌安裝

  7.3 智能遠傳(chuan) 水表

  ●  可用電子直讀式，具有高清晰液晶顯示，直接讀取和通信發送。該水表的特點包括：高靈敏度，始動流量小，計量精度高，具備誤差自動修正功能；通訊方式：可通過MODBUS-RTU通訊接口進行通信，管理者可對水表各參數進行設置或修改，也可抄回表內(nei) 的信息以便供管理部門進行統計、監測；斷電後數據可保存10年以上；擴展功能：可根據需要擴展遠程控製閥門開關(guan) 功能；耐高溫：可在120℃下長期工作，水解穩定；抗腐蝕：抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好，環保：水資源免遭二次汙染

  ●  通信規約依照《CJ-T188-2004戶用計量儀(yi) 表數據傳(chuan) 輸技術條件》或者兼容《DL/T 645-2007》的規約

  7.4 電力物聯網邊緣計算網關(guan)

      8 結語

  hth下载地址企業(ye) 能源管控平台采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(ye) 的生產(chan) 、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業(ye) 電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(ye) 針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產(chan) 品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設備的能源利用情況等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為(wei) 企業(ye) 調整負載、調整負荷率、削峰填穀、無功補償(chang) 、更新設備提供基礎數據和支持，幫助企業(ye) 加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經濟運行、挖掘節能潛力，成本低，回收期短，經濟效益明顯，不僅(jin) 可以提高企業(ye) 的核心競爭(zheng) 力，同時是保護環境和社會(hui) 可持續發展的基礎和源泉，響應國家對於(yu) 節能降耗的政策。

  參考文獻

  [1] 《2030年前碳達峰行動方案》

  [2] 《浙江省關(guan) 於(yu) 建立健全高耗能行業(ye) 階梯電價(jia) 和單位產(chan) 品超能耗限額標準懲罰性電價(jia) 的實施意見（征求意見稿）》

  [3] 《工業(ye) 企業(ye) 能源管控中心建設指南》

  證書(shu) 報告