王海芹

安科瑞電氣股份有限公司上海 嘉定 201801

一、 行業(yè)用戶(hù)用電特性分析

通用及設備制造業(yè)按民生產(chǎn)行業(yè)可細分為：鍋爐及原動(dòng)機制造、金屬加工機械制造、起重運輸設備制造、泵閥門(mén)壓縮機及類(lèi)似機械的制造、軸承齒輪傳動(dòng)和驅動(dòng)部件的制造、烘爐熔爐及電爐制造、風(fēng)機衡器包裝設備等通用設備制造、金屬鑄鍛加工制造；礦山冶金建筑設備制造、化工木材非金屬加工設備制造、食品飲料煙草及飼料生產(chǎn)設備制造、印刷制藥日化生產(chǎn)設備制造、紡織服裝和皮革工業(yè)設備制造、電子和電工機械設備制造、農林牧漁機械制造、醫療儀器設備及器械制造、環(huán)保社會(huì )公共安全及其他設備制造等制造行業(yè)。

通用及設備制造業(yè)的范圍特別廣泛，基本都屬于非連續性生產(chǎn)單位。通用及設備制造業(yè)的用戶(hù)數目眾多，負荷大小從幾十千瓦到幾千千瓦都有，個(gè)別企業(yè)甚至還超過(guò)一萬(wàn)千瓦。

該行業(yè)用戶(hù)生產(chǎn)時(shí)間為8：00～21：00，也有24小時(shí)連續生產(chǎn)的。早峰時(shí)間段是全天的生產(chǎn)高峰和用電高峰；深夜產(chǎn)量小是用電低谷。用電峰谷差率特別大，日負荷曲線(xiàn)屬于典型的“中間高、兩頭低”形態(tài)。少部分連續生產(chǎn)的通用及設備制造業(yè)用戶(hù)其負荷曲線(xiàn)相對較平穩，約有20％左右的波動(dòng)。

在高溫或嚴寒季節，隨著(zhù)溫度的變化，該類(lèi)企業(yè)的用電需求也隨著(zhù)空調的使用有上升。從全年來(lái)看，該類(lèi)企業(yè)年用電曲線(xiàn)呈現夏、冬季負荷高，春、秋季負荷小的特點(diǎn)。其中，夏季出現全年高負荷的概率大。

通用及設備制造行業(yè)用戶(hù)設備分類(lèi)表

 由通用及設備制造業(yè)用戶(hù)的主要用電設備可看出，該類(lèi)用戶(hù)的絕大部分用電設備都是可以中斷用電的，可限負荷比例為80～90%。

二、 行業(yè)用戶(hù)參與錯峰限電能力分析

1. 為保障人民群眾生活及電網(wǎng)的安全運行，在電網(wǎng)出現缺口時(shí)，可以對通用及設備制造業(yè)用戶(hù)進(jìn)行錯峰限電。

2. 由通用及設備制造業(yè)用戶(hù)可中斷生產(chǎn)的負荷特性及通用及設備制造業(yè)用戶(hù)數量眾多的特點(diǎn)決定，通用及設備制造業(yè)用戶(hù)是除鋼鐵、水泥、高能耗企業(yè)以外錯避峰的行業(yè)。

3. 通用及設備制造業(yè)用戶(hù)只要提前通知（15~30分鐘），措施得當，*可以充當錯峰限電的主力。

4. 通用及設備制造業(yè)用戶(hù)參與錯峰限電有利方面：

1) 限電只減少產(chǎn)量，而不會(huì )造成人員和設備的損傷與損壞。

2) 限電比例可很大，春、秋、冬季大可按實(shí)時(shí)用電負荷的80%~90%進(jìn)行限電。

3) 錯峰負荷可 “快上快下”。

5. 通用及設備制造業(yè)用戶(hù)參與錯峰限電不利方面：

1) 由于每戶(hù)負荷不大，限電效果不明顯，要想限下一定數量的負荷需動(dòng)用相當多的用戶(hù)參加。

2) 因每戶(hù)負荷不大，調日作息時(shí)間與調休息日錯峰效果不明顯，但影響人數眾多，組織交通、女工上下班安全問(wèn)題多。

3) 該行業(yè)人均用電負荷低，每限1萬(wàn)千瓦負荷會(huì )造成3000~5000工人沒(méi)活干，若限電時(shí)間長(cháng)、周期頻繁易出事。

4) 氣溫高于32℃時(shí)限電，在廠(chǎng)房?jì)刃枇粲胁糠滞L(fēng)與降溫負荷。

6. 行業(yè)用戶(hù)錯峰的方法

對于通用及設備制造業(yè)來(lái)講，大部分用電設備都可以參與錯峰限電，錯峰的主要辦法有：

1) 將空調溫度設定在26℃～28℃；

2) 減少部分照明、辦公空調的負荷等；

3) 調整上下班時(shí)間，避免高峰時(shí)段限電后沒(méi)電用的狀況；

4) 將用電大設備安排在負荷高峰時(shí)段進(jìn)行檢修；

5) 安排放假或輪休（生產(chǎn)一周、停產(chǎn)一周；也可執行開(kāi)三停四）；

6) 關(guān)停部分用電設備。

三、 行業(yè)用戶(hù)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：

在執行錯峰指令、完成錯峰指標的前提下，留用基本保安負荷的同時(shí)，結合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在不同時(shí)段釋放部分設備負荷。

2. 緊急錯峰：

接到錯峰指令后需快速投入可限負荷，然后根據指令逐步釋放負荷恢復正常生產(chǎn)。

本級可停的用電設備有：電開(kāi)水爐、廠(chǎng)區道路照明、食堂、宿舍、辦公空調、辦公照明、辦公樓電梯、廠(chǎng)房照明、廠(chǎng)房空調、車(chē)床、銑床、刨床、沖床、鉆床、噴漆機、空錘機、空壓機、切割機、剪板機、烘干機、電鍍機、行吊、電焊機、拉絲機、鍍鋅機、鼓風(fēng)機等。

（二） 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰：

1) 在錯峰時(shí)段內先投入錯峰可限負荷高，響應時(shí)間快的可限負荷設備；同時(shí)逐步投入響應時(shí)間慢的可限負荷，保證所有可限負荷全部參與錯峰；

2) 在執行錯峰指令、完成錯峰指標的前提下，留用基本保安負荷的同時(shí)，結合自身生產(chǎn)工藝流程可有選擇地在不同時(shí)段釋放部分設備負荷。

2. 緊急錯峰：

接到錯峰指令后需快速投入可限負荷，然后根據指令逐步釋放負荷恢復正常生產(chǎn)。

本級可停的用電設備有：熱處理、溶化爐、高頻爐、噴漆機、烘干機、電鍍機、車(chē)床、銑床、刨床、沖床、鉆床、空錘機、空壓機、切割機、剪板機、電開(kāi)水爐、廠(chǎng)區道路照明、食堂、宿舍、辦公空調、辦公照明、辦公樓電梯、廠(chǎng)房照明、廠(chǎng)房空調、鼓風(fēng)機、鍋爐、水泵、行吊、電焊機、拉絲機、鍍鋅機等。

（三） 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰：

1) 除留用基本保安負荷外，全時(shí)段投入所有可參與錯峰負荷；

2) 對于響應時(shí)間慢的設備需提前做好參與錯峰準備，保證所有可限負荷全額全時(shí)段參與錯峰。

2. 緊急錯峰：

接到錯峰指令后需快速投入可限負荷，然后根據指令逐步釋放負荷恢復正常生產(chǎn)。

本級可停的用電設備有：熱處理、溶化爐、高頻爐、噴漆機、烘干機、電鍍機、車(chē)床、銑床、刨床、沖床、鉆床、空錘機、空壓機、切割機、剪板機、廠(chǎng)區道路照明、辦公空調、辦公照明、辦公樓電梯、廠(chǎng)房照明、廠(chǎng)房空調、鼓風(fēng)機、鍋爐、水泵、行吊、食堂、宿舍、電開(kāi)水爐、電焊機、拉絲機、鍍鋅機、數控機床、生產(chǎn)流水線(xiàn)、組裝線(xiàn)等。

（四） 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰：

缺口等級I級時(shí)通用及設備制造業(yè)應通過(guò)每周“開(kāi)三停四”的方法、“生產(chǎn)一周停產(chǎn)一周”的方法、以及“將生產(chǎn)班次全部調到夜間生產(chǎn)”的方法實(shí)現錯峰限電。

2. 緊急錯峰：

在15~30分鐘內停除保安外的一切用電設備與所有生產(chǎn)線(xiàn)。

四、 行業(yè)用戶(hù)參與錯峰限電風(fēng)險及注意事項

1. 遇到突然停電，會(huì )使工作中的行車(chē)失去平衡，可能產(chǎn)生傾斜、脫落，機體本身可能損壞、報廢地面的設施，作業(yè)人員也可能被砸傷，造成損害和人員傷亡。

2. 一些在高精密數控設備上進(jìn)行的設備設施，突然停電會(huì )造成系統數據丟失，產(chǎn)品報廢，設備嚴重損傷，恢復正常生產(chǎn)需要較長(cháng)時(shí)間，產(chǎn)生重大經(jīng)濟損傷。

3. 溶化爐、高頻爐、鍋爐等設備如遇突然停電，會(huì )使爐膛報廢，溶煉的金屬溶液報廢，且存在發(fā)生火災的隱患。

因此，該行業(yè)用戶(hù)參與錯峰時(shí)，企業(yè)應根據自身的實(shí)際情況，科學(xué)、合理地編制內部應急預案，主動(dòng)配合錯峰實(shí)施，杜絕惡性事故發(fā)生，主動(dòng)承擔社會(huì )責任同時(shí)將損失降到低。

五、智能電力監控的功能與應用

5.1項目概況

武漢重型機床集團有限公司(原武漢重型機床廠(chǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)武重)是生產(chǎn)重型、超重型機床規格大、品種全的大型骨干企業(yè)。重型機床產(chǎn)品全部實(shí)現數控化。大部分產(chǎn)品達到九十年代水平，超重型數控立式車(chē)床、超重型臥式車(chē)床、超重型數控龍門(mén)移動(dòng)鏜銑床達到當代水平。也是世界能生產(chǎn)多品種超重型機床產(chǎn)品的廠(chǎng)家。

安科瑞電氣股份有限公司承接武漢重型機床集團遠程自動(dòng)抄表系統項目的設計與實(shí)施。采用Acrel-3000型電力監控系統， 本監控系統的監控范圍：威泰立車(chē)公司、數控鏜床公司、數控銑床公司、武漢善福公司、武重鑄鍛公司、大件加工廠(chǎng)、中小件加工廠(chǎng)、辦公大樓8個(gè)單位13個(gè)配電室的電力儀表。

按照武漢重型機床集團的實(shí)際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢(xún)與打??；系統負荷、諧波的實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權限管理等主要功能，實(shí)際細化功能賣(mài)方可以根據買(mǎi)方的使用習慣和需求做可行性修改。

整個(gè)系統采用網(wǎng)絡(luò )分布式結構，監控主機位于10KV監控室內，系統采用開(kāi)放的通訊協(xié)議，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)連接到通訊服務(wù)器MOXA NPort5430 .13個(gè)配電室通過(guò)光纖組網(wǎng)與低壓配電系統等相連，實(shí)現數據通訊功能。

5.2系統的結構   

本系統采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

間隔層主要的設備為：多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表、開(kāi)關(guān)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(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

中間層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

站控層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、音響等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

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

5.3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，數據采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò )儀表采集完成，實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)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COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數據。

數據處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù)，達到配電監控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。

②人機交互

系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示配電系統設備狀態(tài)及相應實(shí)時(shí)運行參數；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；報警記錄顯示等。

③故障報警及事故追憶

在配電系統發(fā)生運行故障時(shí)，會(huì )及時(shí)發(fā)出聲報警提示用戶(hù)及時(shí)響應故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn)，以被用戶(hù)查詢(xún)，追憶故障原因。

④數據庫建立與查詢(xún)

主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶(hù)查詢(xún)打印。

⑤電能成本管理

自動(dòng)進(jìn)行日、月、年的電能統計，可以進(jìn)行尖、峰、平、谷時(shí)段設定，實(shí)現具有電能分時(shí)計費功能，同時(shí)生成日、月、年報表，電流曲線(xiàn)圖等。

⑥用戶(hù)權限管理

    可根據買(mǎi)方要求添加和刪除軟件的用戶(hù)數量和設置用戶(hù)的權限。針對不同級別的用戶(hù)，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現配電系統的安全，可靠運行。

六、主要監控產(chǎn)品

（1）高壓回路或低壓進(jìn)線(xiàn)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、復費率電能統計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數、波形因子、電流K系數、電壓與電流不平衡度計算；電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規約。外形尺寸：120×120mm，開(kāi)孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進(jìn)線(xiàn)柜。

（2）低壓聯(lián)絡(luò )或出線(xiàn)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、復費率電能統計、大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開(kāi)孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò )柜、出線(xiàn)柜。

（3）低壓出線(xiàn)柜選ARD系列

該表測量三相電流、定值查詢(xún)、定值整定、過(guò)載、斷相（不平衡）、堵轉、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(dòng)模式、RS485通訊接口、MODbus協(xié)議/Profibus-DP協(xié)議可選。

（4）節能產(chǎn)品可選導軌表或APF有源濾波裝置

照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數。適用于照明箱的電流、電壓測量；單相電能計量。

ARD

DTSF1352導軌式電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于照明箱的三相電能計量。

DTSD1352導軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統計、大需量統計；電流規格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規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于動(dòng)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(guò)實(shí)時(shí)檢測負載的諧波和無(wú)功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個(gè)和當前諧波分量和無(wú)功分量對應的反向分量并實(shí)時(shí)注入電力系統，從而實(shí)現諧波治理和無(wú)功補償。

七、設備清單

參考文獻：

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統解決方案.2013.1版.

[2] 通用及設備制造行業(yè)錯峰限電技術(shù)指導.

作者簡(jiǎn)介：

王海芹，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電力監控與電能管理系統，: 2880157862