何花

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘  要：隨著電力工業的快速發展和國家對工業企業節能減排的力度加大，企業用能成本已成為衡量現代化率工廠的重要指標。能源管理軟件的應用大大提高了企業能源的利用效率和管理水平，本文介紹Acrel-5000企業能源管理系統在合肥小林藥業有限公司的應用，系統實現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網絡化能源管理。

關鍵詞：工廠企業；能源管理系統；藥業；

1 項目概況

  合肥小林藥業有限公司是由日本小林株式會社和JPS制藥株式會社共同出資經營的全資日本公司。主要經營重要中間體、農產品及農副產品的加工、萃取及銷售等。總投資額約25億日元（約1.5億人民幣）地處合肥高新區浮山路與望江西路交匯處東南角，整個企業的能源構成包括水、純電、污水，其中電部分包括四級計量體系，純水包括兩級計量體系。由于企業內部考核管理需要，建立一套的能源管理系統，并在此基礎上逐步整理完善能源使用數據庫，對數據進行多層次多方面的開發利用（如決策需要、能源分析、數據報送）。同時通過網絡技術使之成為作為合肥小林藥業有限公司信息化系統的重要子系統，以實現智慧廠區和數字廠區。

  整個系統通過多功能的電能表、流量計、通訊網絡和計算機軟件，實現企業能源系統在運行過程中的數據采集、運行監視、數據分析、電能質量檢測、三相不平衡監視等，完成企業的安全供電、合理用能、設備管理和運行管理。

2 設計方案

2.1整體方案設計

  整個廠區能源管理系統包括一棟三層的廠房，其中用電部分包括生產設備用電、工廠區空調用電、工廠區照明插座用電、消防用電、事物區用電，水部分包括純水以及污水排放。針對用電計量部分，通過4級配電結構，建立完整的計量體系，即*級計量等于下一級計量總和，級計量等于第三級計量總和，以此類推。每個計量節點均安裝多功能電表、流量計等，電表流量計通過現場通訊總線接入通訊管理機，通訊管理機經過以太網接入能源管理主機。

2.2網絡結構

  本次能源管理系統中現場所有計量表計均通過485總線連接至通訊管理機，通訊管理機通過以太網傳輸至能源管理主機，如下圖所示：

  系統使用高性能服務器及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。

  設置于數據中心主站包含監服務器、網絡交換機、以及Acrel-5000能耗管理軟件，作為能耗分析、運行及人員的人機交互窗口，以圖形顯示、報表打印等各種方式對企業的能耗數據進行分析、對比和統計，提供節能降耗的數據支持。

  能耗管理計算機和數據服務器從監控管理層以太網提取數據，并且以各種圖形和數據的方式顯示在顯示器上，供操作人員運行和控制的人機界面。

  終端設備層設備通過RS485/MODBUS-RTU總線方式，采用屏蔽雙絞線接入通訊管理機，通訊管理機把采集到的數據轉換成以太網后，接以太網，供主站監控計算機調用。

作為數據采集裝置的通訊管理機，通過基于XML格式的Socket通訊，將數據傳輸至能耗管理系統，并具備斷點續傳功能，當通訊管理機至能耗管理系統網絡中斷、軟件停止運行等異常狀況發生時，通訊管理機可以自動保存數據，當故障恢復之后數據自動上傳，保證能耗管理系統數據完整性，確保能耗管理系統數據分析科學性。

2.3軟件設計及系統功能

  Acrel-5000企業能源管理系統核心是一套強大的能效分析管理系統，通過在線的用能數據信息采集、處理、分析和統計，幫助企業的了解真實用能情況、用能環境及生產效率水平。但是能源管理系統的建立只是起到一個管理工具的作用，企業需要建立一套符合企業實際情況的考核制度，企業的節能大目標層層分解、逐級落實，全員參與，能源計量體系是基礎，節能設備是輔助，節能管理制度才是根本。

數據采集與管理

  數據采集與處理是能源管理系統實現的基礎，系統能實時和定時采集用能設備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率、流量）。系統管理軟件可以通過網絡直接讀取各計量設備采集的數據，并可以對采集的所有數據進行顯示、統計、分析、計算和存儲。 實時計算各線路的有功、無功功率值，實時計算每日、每月各條線路的有功，無功zui大、zui小及平均值。

  實時顯示、統計各回路各時段的電度值,對電能數據進行分時計費統計,根據用戶要求具有多種分時計費(尖、峰、谷、平值等)方案和費率的種類。實時顯示、統計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無功電度總值

  實時顯示電容的投切狀態以及手動/自動狀態。

  數據采集周期、方式、參數等可由用戶在線定義，狀態量的變化先傳送。

信息處理

  對信號采集系統所采集實時數據進行統計、分析、計算，將數據進行定時存儲。對同用能位不同時期、不同用能單位同一時期用能量進行統計；作為電費的管理平臺，與實際發生電費進行比較。

  清晰的反映整個企業各個部門、班組的用電構成，幫助企業建立合理的用電管理考核制度，對不同的班組、不同車間分別設計用電管理報表。對于各用能設備使用時間進行統計，計算出各設備單位時間耗能，為今后能源改造提供數據依據。

  能耗報表實現了所有能耗數據的按時間查詢，分為分鐘、小時、日、月年等多種類型，通過能耗管理報表，對各分線能耗分別計量統計并與上一級回路進行匹配，建立完整的能源計量體系，找出能源管理的盲區、誤區。能源匯總如下圖所示：

能耗綜合主界面

  通過綜合能耗主界面可以反映企業當年用能各分類能耗和折算為標準煤的綜合能耗，并計算得到單位面積能耗；界面下方顯示這能耗的當日逐時用能曲線；單擊每個分類能耗的上部區域，可跳轉到該分類能耗的用能分析主界面。

分區域、分部門能耗統計

  對能耗數據按區域、按部門分別進行統計，統計各區域、各設備能源消耗，準確定位用能消耗大戶，制定節能績效考核制度，推動節能降耗的真正執行。為用能設備建立運行記錄檔案，長期跟蹤記錄設備運行過程中的能效分析評估結果，結合設備維護保養記錄，為設備的運行維護提供依據。

能耗數據實時監測和預警

  通過智能儀表以技術手段實現自動化全實時、高密度的實時用能監測，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實時監視現場儀表的回傳數據，對能耗進行合理的管控和預警，及時發現并改正運行中存在的用電異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。

1 結束語

  該項目所采用的Acrel-500能源管理系統已經于2017年7月正式投入運行，整個系統運行穩定、安全。系統為各用能回路安裝計量裝置，建立能源管理體系，制定用能績效考核方案，通過計算機網絡和信息化技術，對用能回路進行用能量計量，提供了大量實時、準確的能耗數據，摸清能源流向、了解能源組成，同時通過能源管理軟件提供的各類圖表、報表，為管理者進行內部計量考核、安全用電做出了數據依據用，方便用戶的找到用能不合理之處，指導用戶進行有針對性的管理措施和節能改造措施。