浅谈监测系统在企业用电的应用

刘丹

安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定  201801 

  

摘要：当前企业进入经济转型发展的关键阶段，进行企业能耗的在线监测技术的研究意义重大。本文从企业用电能耗在线监测技术的相关的概述出发，研究企业用电能耗在线技术系统的构成，以及企业在企业用电能耗在线监测技术的相关的实践，得出相应的结论，对于今后的实践具有重要的指导意义。 

关键词：企业用电；能耗；在线监测；技术 

  

0前言 

近几年来，能源节约、环境保护、气候变化已成为世界各国普遍关注的焦点。提高能效、节约能源、发展可再生的环保能源也已成为世界各国能源发展基本战略之一。因此，发动企业积极开展节能减排降耗行动，充分提高能源的利用率是避免能源浪费，加强企业能源计量管理，保护环境，改善恶劣气候，为企业的发展带来一定经济效益的手段，也是缓解当今社会经济发展面临的能源和环境压力的重要措施。 

  

1 企业用电能耗在线监测现状和相关概述 

现在企业获取数据，管理能源的普遍做法是利用各种各样的仪器对企业能源消耗量进行专门的计量，并且派人专门负责对这些仪器及其收集的数据的现场维护，现场抄写工作，并且这些数据还要逐级统计，逐级上报，有些用心的企业可能会建立属于该企业的专门的数据库对采集到的数据进行统一管理，并且会做一定的数据分析。但是，这种做法的不足是人工操作使能源计量工作耗费时间长，投入精力大，不能快而的完成大范围的数据采集工作。而且这些企业数据的采集通常是由于企业经营管理的需要，总会多多少少带有对企业形象有利的特征性倾向，并不能够真真切切的反映该企业的实际能耗量。能耗管理部门就是因为这些措施的不合理性，不能掌握企业能耗信息的具体数字，因此也就无法的去分析不同类别耗能指标，并根据分析结果提出一些针对性的降能方案。企业能耗统计数据不及时、不，甚至不够准确的情况是我们需要解决的难题。 

只有建立起一套完善的企业用电能耗在线监测系统才能够把管理部门、企业生产管理、计量管理、节能管理提高到一个新的高度，同时也是我们实现节能减排、节能降耗的一种行之的解决方案。我们可以通过探讨企业用电能耗监测系统的基本组成和主要工作从而更深层次的了解企业用电能耗在线监测技术。 

  

2 企业用电能耗在线监测系统的架构组成 

用电能耗在线监测系统主要由数据采集层、数据传输网络、能效管理系统软件三部分组成。 

2.1数据采集层 

为了对负荷用电量进行实时在线监测，通常在能耗监测仪表箱(柜)中的带数字接口处安装智能电力仪表。在线监测对象包括：主要的耗能机电设备、电力需求侧中低压馈线回路、厂房 (生活区)其他耗能设备。在线监测数据包括：电流、电压、功率、电能、谐波等用电参数。同时也可以对用水量、用气量、热量、产量等，通过电子式流量表、电子式热量表、地秤等进行现场智能数据采集。  

2.2 数据传输网络 

为了实时采集能耗计量仪表的数据，并且通过TCP网络传输到能源消耗监控中心，通常在能耗监测仪表箱 (柜)中安装能耗智能数据网关。优点是施工简单可靠，不需要远距离传布。 

2.3 用电及能效管理系统软件 

为了完成能耗数据采集、统计、分析、校验、处理、授权使用权限分级控制和系统维护等功能，并可将在线监测到的重要数据、报警和故障信息等传递给企业内重要决策人员，建立用电及能效管理系统软件是很必要的。 

  

3 企业用电能耗在线监测系统的功能设计 

企业用电能耗在线监测系统以多种类型的传感器为现场设备层；以TCP/lP网络为网络通讯层；以用电及能效管理系统软件为站控管理层。在功能上实现能源消耗过程的信息化与可视化、能耗/能效信息统计与管理、历史能耗数据对比与分析、电能质量及谐波监测与分析四大功能，取得了一系列丰硕成果。 

3.1 能源消耗过程的信息化、可视化 

目前国内大多数企业是靠人工定时抄表的方式统计用电及能源消耗状况，这种方法的缺点是统计效率低，采集的数据单一，所以企业不能及时准确的掌握能耗设备和生产环节的实时能耗数据。现场运行管理人员可以掌握生产环节和设备的实时能耗状况、能耗变化趋势和实时运行参数等信息，因为能效管理信息系统可以在线监测整个企业(集团)的能耗动态信息，从而实现能耗过程的信息化、可视化。 

3.2 能耗，能效信息统计、管理 

系统自动生成的多种能耗信息统计图形和报表，为用户提供一些能源消耗成本和结构分析的依据，从而更客观的节能措施的效果。 

3.3 历史能耗数据对比、分析  

系统具有强大的历史能耗数据追溯和分析功能，企业能效管理及生产工艺分析人员可按不同需要灵活设置工作点参数，在不同时段下生成各种能耗数据报表与能耗曲线，通过动态的单位产量能耗曲线和数据，可以更加直观反映企业生产能耗与国际、国内标准能耗之间存在的差距，及时指导和调整生产，使企业生产过程的单位能耗保持在一个合理科学的水平。 

3.4 电能质量及谐波监测与分析 

电力电子技术在电气化铁路和电弧炉冶炼等领域进行了大量的应用，它的提高了企业的生产效率，但是同时也产生了许多谐波污染电网，带来了一系列的谐波和电能质量问题。谐波能够干扰通信电路的正常工作，引起电气设备附加损耗和发热，使设备的寿命缩短，效率降低。但是用电及能效管理信息系统能够在线监测谐波分量电能质量，通过谐波趋势图和分量图，减少谐波危害和电能质量问题的发生，保护企业能耗设备。   

  

4 安科瑞能耗在线监测系统介绍 

4.1系统架构介绍 

Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测设备构成任意复杂的监控系统。开放性、网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体建立如下层次结构： 

  

图 1 安科瑞Acrel-5000能耗在线监控系统架构示意图 

4.2 系统功能介绍 

  

图2 安科瑞Acrel-5000能耗在线监控系统用能统计示意图 

4.2.1支路用能 

系统可以统计各支路某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。系统可查看各支路用能趋势，可根据已有的日期或者自定义时间进行查询，并可以将支路用能显示合计，以图表形式显示。 

4.2.2分项能耗统计 

系统可以按照分项进行能耗统计与显示。其中，日分项用能同比分析图显示不同分项的当日与昨日能耗柱状图；用能饼图显示各分项过去31天的用能占比；堆积图显示各分项过去31天的能耗趋势；分项用能排名图显示被选中分项对应能耗值排名位的支路。 

4.2.3分项用能报表 

系统可以统计各分项某段时间内逐日、逐周、逐月、逐季、逐年用能。可查看分项中各支路用能趋势，可根据已有的日期或者自定义时间进行查询，统计数据可导出至Excel。 

4.2.4能耗的同比环比分析 

系统可将各主要耗能设备的能耗与去年同期值和上月值进行同比环比分析，检验节能效果，根据分析结果执行节能绩效考核，以及节能目标的修正。统计各支路当年每月用能及去年同期用能。 

4.2.5用能数据检查 

系统可以统计某段时间内各回路与下级支路的用能差值，超过一定百分比后醒目显示，确保计量体系的完整性、准确性。 

4.3系统设备选型 

应用场合	型号	功能
照明箱	DTSD1352	三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相正向有功电能统计，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3*1（6）A，直接接入3*10（80）A,有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级
动力柜	ACR220EL	LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、S、PF、F）；四象限电能计量RS485/Modbus可选复费率电能统计；4DI+2DO
高压重要回路  或低压进线柜	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月峰值，电流、电压不平衡度，负载电流柱状图显示，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD显示
给水管道	水表	计量流经给管道用水的体积总量，适用于单向流水，采集电子直读技术，通过RS485总线直接输出表盘数据

表1 安科瑞Acrel-5000能耗在线监控系统设备选型表 

  

5 结束语 

科学的用电耗能在线监测技术是企业实现优化资源配置、合理利用能源、改善环境、实现从单一的装备节能向系统优化节能的战略转变的重要措施，也是创建节约型企业的必然要求。研究用电的在线检测技术，对于当前和今后的发展具有重要的指导意义。  

  

【参考文献】 

[1] 李维，吴晓飞，李颖.智能化楼宇能效管理系统的研究与应用[J].供用电.2011（03） 

[2] 时翔，石宪等.对企业用电能耗在线监测技术的探讨[J].国网青岛供电公司. 

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.