摘要：隨著科學技術的不斷發展，智慧電能管理系統的應用場景也越來越廣泛，利用智慧電能管理系統合理規劃生產及用電計劃，充分利用峰、谷、平電價政策，可降低同等用電量需求下的生產經營成本，促進節能降耗目標實現。本文介紹的是一款在燃料電池廠房穩定運行的智慧電能管理系統設計思路及應用。

關鍵詞：電能；智慧電能管理系統；配電；設備

 

0引言

  電力作為工業的血液，隨著互聯網技術與工業4.0的持續發展，在大力推動智能制造背景下，在工廠中引入智慧電能管理系統，實現電力設施運行數據的的自動采集和監控，減少了對人工檢查電力設施的依賴，不僅可以提高工廠供配電系統的穩定性，同時通過對下級自動化設備的在線的工況進行監控，及時發現潛在的隱患，降低設備維護成本。

 

1 智慧電能管理系統簡介

  智慧電能管理系統是一種傳統電能管理技術和互聯網技術相融合而實現的一種技術，它利用傳感器監控、現場總線技術、互聯網云技術緊密結合，實現了遠程監控、數據云儲存、遠程診斷等功能，可為用電企業提供了一套智能化的電能管理方案。

 

2 建設智慧電能管理系統意義

  （1） 通過分析歷史用電數據，合理規劃生產及用電計劃，通過峰、谷、平錯峰用電，可以降低同等用電量需求下的生產經營成本；

  （2）通過電能管理系統定期推送工廠各區域用電信息，使各員工了解工作區域用電情況，形成良性節能降耗意識，促進節能降耗目標實現；

  （3）工廠內關鍵用電設備是進行正常生產的基礎，其安全、高效、穩定運行是完成生產任務的必要條件，監控其運行工況意義重大，可及時發現設備潛在的隱患；

  （4）建設智慧電能管理系統，其輸出的能效數據信息可為企業生產計劃評估、成本評估及設備養護等企業經營活動提供決策數據支持；

 

3 智慧電能管理系統設計思路

3.1 總體實施思路

  擬通過構建電能采集監控系統，對廠區內配電設備(如：變壓器、配電柜、二級配電柜)、常用廠務設施(螺桿冷水機組、冷卻水機組、空調機 組、空壓機等)、生產設備(自動化生產線、測試設備)、發電設備（燃料電池測試臺架）、照明配電柜、辦公用電配電柜進行電能信息采集監控。

  1) 通過監控各用電設備的電壓、電流、功率因數等信息，完成能源信息統計、能源趨勢分析及異常類信息告警；

  2) 根據工廠生產計劃，分解大功率供用電設備、生產線、區域照明、管理區域用電計劃，并對階段目標完成情況進行評估考核；

  3) 根據實際生產需要，結合大功率設備用電趨勢及峰、谷、平電價，調整生產計劃執行策略，逐步合理優化企業生產能源使用效率。

3.2 電能采集網絡建設

3.2.1 核心構思

  1）采用互聯網+模式建立“電能管理員、用電設備、采集設備、采集云服務”物聯；

  2）采用成熟云平臺、大數據基礎服務框架技術應對海量遠程采集設備數據接入，保障服務的高可用與并發性；

  3）采用云平臺及移動端技術，依托能效行業化管理經驗，為客戶提供便利的能效管理工具。

  4）系統架構圖

3.2.2系統的通信網絡

  1）模塊選型采用成熟工業化數據采集通信模塊，支持RJ45、串口，ModBus及ModBus-RTU等多種通信協議數據轉發；

  2）具備遠程參數配置與固件升級功能，操作簡易。

3.2.3 系統的計量網絡

  1）遵循能源流向規律，逐層設立計量點位、形成完善的計量網絡；

  2）通過構建區域用電模型，掌握區域用電構成；

  3）表計選型采用成熟工業化智能電能數據采集計量表計、支持雙向計量、計量精度高，具備遠程數據串口采集通信，支持ModBus及DL/T-2007通 信協議；

  4）采用din導軌式掛扣設計，工程安裝快捷。

3.3 電能監控系統信息化實施

3.3.1 實施策略

  1）提出、構建并實施電能采集系統方案；

  2）采集、分析能源構成、數據，提出能效改進建議；

  3）建立階段能效改進目標、系統實施；

  4）能效改進策略實施階段結果對比評估。

3.3.2 系統各功能定義

 

 

4 智慧電能管理系統的具體應用

4.1 電能查詢

  可以遠程查詢每個計量表的數據，根據需要自動存儲表碼讀數，保存周期可以自由選擇，解決了人工抄表會產生的漏抄、錯抄、抄表時間過長、抄表過程不安全的問題。實現數據分析的智能化，自動化，可根據需要選擇生成不同類型的月度能耗報表。

4.2 能耗分析

  分析企業的峰、谷、平用電量信息，為能耗監管企業提供生產計劃排產決策依據，大限度降低用電成本；另外還可以通過監控設備的功率因素，為無功功率的就地補償提供設計依據。

4.2電流電壓異常報警功能

  通過在當設備層配電柜安裝智能電表，實時監測設備的運行電壓、電流數據，當監測到異常電流、電壓時，可通過手機APP向電能管理者推送報警信息，及時發現設備或供電線路潛在的故障。

4.3 發電功率動態調整功能

  對于一些燃料電池生產廠房，測試燃料電池的過程中有電能發出，目前主流的設計是自發自用。通過配置智慧能源管理系統，實時監測發電功率及用電功率，同步調節發電功率及

用電負荷之間的比例，使兩者處于一個動態平衡，減少余電上網對電網系統的沖擊。

 

5 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

5.1概述

  用戶端消耗著整個電網80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括：先進的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統、需求側管理等課題。

  安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，節約電能，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。

5.2應用場所

  （1）辦公建筑（商務辦公、大型公共建筑等）；

  （2）商業建筑（商場、金融機構建筑等）；

  （3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）；

  （4）科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑等）；

  （5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）；