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電力需求側管理及智能電力監控技術在紡織行業錯峰限電中的應用

更新時間：2013-12-30

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蔡舒韜

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

一、行業用戶用電特性分析

紡織行業按國民生產行業可細分為棉、化纖紡織及印染精加工，毛紡織和染整精加工，麻紡織，絲絹紡織及精加工，紡織制成品制造，針織品、編織品及其制品制造。

紡織行業一般容量較大，大都采用高壓供電，設置變（配）電所。該行業用戶基本為全天候24小時連續生產，用電負荷比較平均，生產用負荷占總負荷的95%左右，辦公用電（含生活照明）等負荷占總負荷的5%左右。

紡紗主要生產工藝流程：清棉工序（開棉-清棉-混棉-成卷）、梳棉工序（分梳-除雜-混合-成條）、條卷工序（并合和牽伸-成卷）、精梳工序（除雜-梳理-牽伸-成條）、并條工序（并合-牽伸-混合-成條）、粗紗工序（牽伸-加捻）、細紗工序（牽伸-加捻-卷繞-成型）、絡筒工序（卷繞和成形-除雜）、捻線工序（加捻-卷繞-成型）、搖紗工序、成包工序。

織造主要生產工藝流程：整經工序、漿紗共組、穿經工序、織造工序、后整理工序。

紡織行業用戶設備分類表

二、行業用戶參與錯峰限電能力分析

1. 該行業一般為24小時連續生產，用電負荷較為平均，負荷曲線相對較平穩，負荷率高達95%。

2. 該行業屬于勞動密集型行業，無重要負荷，一般有多條生產線，參與緊急錯峰能力中等，更適用于以輪休方式參與階段性錯峰限電。

三、行業用戶參與錯峰限電技術方案

（一）缺口等級IV級參與方案

1. 階段性錯峰

1) 首先倡導用戶節約用電：

A. 自然采光較好的走廊、通道、衛生間等場所禁止開燈。

B. 辦公室內照明燈開一停一；室內溫度高于30℃才開啟空調，空調溫度設定不低于28℃等。

C. 減少辦公設備的待機時間：辦公設備主要包括電腦、打印機、傳真機、復印機以及飲水機等。工作結束后，及時關閉辦公室的所有電氣設備，不讓辦公室電氣設備處于待機狀態。

D. 關閉景觀照明。

2) 減少或停用清花機、預梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產性負荷。

2. 緊急錯峰

在8：00～22：00期間減少照明、辦公空調、辦公負荷等非生產性負荷；在18：00～22：00期間停照明、辦公空調、辦公負荷、景觀照明等非生產性負荷。

減少或停用清花機、預梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產性負荷。

（二）缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰

在執行IV級方案的基礎上，減少或停用車間照明、車間空調、通風設備、車間加濕器等輔助生產負荷；減少或停用清花機、預梳機、梳棉機、粗紗機、并條機、精梳機等生產性負荷。

2. 緊急錯峰

（三）缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰

在執行III級方案的基礎上，減少或停用深冷型制氮機、冷凍機、空壓機、風機、水泵、蒸汽鍋爐等動力設備負荷以及其他生產負荷。

2. 緊急錯峰

在執行III級方案的基礎上，減少或停用深冷型制氮機、冷凍機、空壓機、風機、水泵、蒸汽鍋爐等動力設備負荷以及其他生產負荷。

（四）缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰

停用全部輔助生產性負荷、生產性負荷。

2. 緊急錯峰

停用全部輔助生產性負荷、生產性負荷。

四、行業用戶參與錯峰限電風險及注意事項

紡織行業屬于勞動密集型行業，無重要負荷，參與錯峰限電基本不存在安全風險，企業做好工人合理調度工作即可。錯峰限電需保留其總負荷10%左右的容量，以保證消防系統（自動滅火噴淋系統、鼓風機等）及宿舍生活用電的用電需求。

因此，該行業用戶參與錯峰時，企業應根據自身的實際情況，科學、合理地編制內部應急預案，主動配合錯峰實施，杜絕事故發生，主動承擔社會責任同時將損失降到zui低。

五、智能電力監控的功能與應用

5.1項目概況

常熟滌綸有限公司（原常熟市滌綸廠）是高強低伸滌綸長絲及FDY高強低收縮滌綸工業絲（細旦）專業生產企業，并擁有自營進出口權。公司創建于1983年，地處長江三角洲的常熟市董浜鎮徐市。廠占地面積49900平方米，建筑面積27319平方米，共有四個生產廠區。由于常熟滌綸工廠用電量比較大，并且為響應*制定的一系列促進節能減排的政策措施，更好的對配電系統進行監控管理。因此建立了后臺電力監控與電能管理系統，對配電進行智能化管理。

該工廠變配電系統主要由工廠一樓高壓電機出線和三樓配電室進行變配電管理，共計一個高壓出線回路，32個低壓出線回路，高壓出線回路，工廠三樓配電室提供整個常熟滌綸的生產所需電力。監控值班室設置在工廠的二樓監控室。

5.2系統結構

Acrel-3000電能管理系統以監控主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據采集、開關狀態監測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，如圖下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

1）站控管理層

站控管理層針對電能管理系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的zui上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業級計算機、打印機、UPS電源等組成。監測系統軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。

監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。

打印機：系統召喚打印或自動打印圖形、報表等。

UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個系統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行，提供足夠的時間進行數據存儲。

2）網絡通訊層

通訊層設備為CP134U-I擴展卡。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控制命令。

通訊介質：系統主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協議實現現場設備與上位機的實時通訊。

3）現場設備層

現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳采集的數據。測量儀表擔負著zui基層的數據采集任務，其監測的數據必須完整、準確并實時傳送至監控主機。

5.3系統功能

上位機軟件為Acrel-3000電能管理系統組態軟件，該軟件是對現場電參量數據進行采集與監測的軟件，zui大的特點是能以靈活多樣的“組態形式"而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態"，便可以非常容易地實現和完成對現場數據的采集與監測功能。Acrel-3000電能管理系統具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現場設備各電參量及開關量狀態，并將采集到的數據上傳給監控主機進行實時顯示與存儲。系統還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統可以實現所有回路用電量的采集和統計，實現了遠程自動抄表、電力監控與電能管理功能。

①數據采集和顯示

現場儀表測量并采集回路數據信息，上位機軟件再對現場儀表的數據進行定時或周期采集并存儲，可以自由設置采集的時間周期，zui小的系統支持的采集周期。可以隨時查看任一表計的瞬時表值、累計量等信息，記錄時間間隔內電力儀表的電壓、電流、功率因數和有功電度等。這些參數信息可以自動保存到數據庫中，便于查詢。

系統具有友好的人機界面，便于普通的現場值班人員查看并記錄相關信息，系統一次圖不僅顯示了線路的開關狀態，還實時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數。所有數據信息都定期的保存到數據庫中。

②遠程抄表

系統對所有采集到的數據都能實時的顯示，并保存到數據庫中，因此可以手動查詢每個回路的所有實時及歷史電參量數據，并以表格的形式展現給用戶，便于打印、保存。

③電能報表與棒圖

系統采集的有功電度數據，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導出。

系統還可以根據生成的電能報表，對每一回路的用電量根據時間不同形成年用電棒圖、月用電棒圖以及每日的用電棒圖，便于查看。

④電流、功率趨勢曲線

對于所有回路，不僅可以對電流、功率進行實時顯示與監測，并可以根據保存的歷史數據做成趨勢曲線，可以查看實時和歷史變化趨勢，預測電力負荷容量，并可對電力故障進行查詢，保證電力負荷的安全運行。

⑤事件記錄與報警

主要用于查看歷史報警信息；幫助用戶進行事故查詢與追憶；支持歷史查詢，打印等功能。實時報警信息會即時彈出，提醒用戶所進行的操作。并對所有操作具有自動事件記錄功能。

六、主要監控產品

（1）高壓回路或低壓進線回路選ACR330ELH儀表

該表為電能質量分析儀表，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；電網電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T645規約。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進線柜。

（2）低壓聯絡或出線回路選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、zui大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯絡柜、出線柜。

（3）低壓出線柜選ARD系列

該表測量三相電流、定值查詢、定值整定、過載、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、多種起動模式、RS485通訊接口、MODbus協議/Profibus-DP協議可選。

（4）節能產品可選導軌表或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、zui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協議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數。適用于動力柜。

ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯方式接入電網，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量并實時注入電力系統，從而實現諧波治理和無功補償。

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]紡織行業錯峰限電技術指導．

作者簡介：

蔡舒韜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣火災監控，: 2880157861