【摘 要】為了能夠進(jìn)行合理的資源配置，控制設(shè)備能耗，達(dá)到企業(yè)節(jié)能降耗的目的，開發(fā)了能效監(jiān)測系統(tǒng)。能效監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集及存儲、設(shè)備能耗統(tǒng)計(jì)、能效評估，能夠?qū)υO(shè)備的能耗進(jìn)行分析，從而為用戶對設(shè)備的管理以及節(jié)能降耗的優(yōu)化提供有力的數(shù)據(jù)支持。

【關(guān)鍵詞】能耗監(jiān)測 節(jié)能降耗 系統(tǒng)開發(fā)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源消耗量也逐年增加。煤炭企業(yè)不僅是一次能源的生產(chǎn)大戶，同時(shí)也是能源的消耗大戶。如何合理控制企業(yè)生產(chǎn)過程中的能耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本也是煤炭企業(yè)所要解決的問題[1，2]。

建立完善的能效監(jiān)測系統(tǒng)，可完成生產(chǎn)過程中設(shè)備能耗信息的采集、存儲、管理和利用，加快能源系統(tǒng)的故障和異常處理，提高對企業(yè)性能源事故的反應(yīng)能力[3，4]。

一、能效系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

能耗系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)，分為控制層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)匯聚層、執(zhí)行層、管理層和門戶層。系統(tǒng)最底層是生產(chǎn)控制層，該層主要包括各子系統(tǒng)及構(gòu)成子系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行器、開關(guān)柜、智能變配電裝置等現(xiàn)場設(shè)備。在生產(chǎn)控制層之上是網(wǎng)絡(luò)層，通過洗選中心光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的建設(shè)可以統(tǒng)一整合現(xiàn)有單功能型檢測監(jiān)控子系統(tǒng)、有線/無線調(diào)度通信系統(tǒng)，使各種功能的監(jiān)控系統(tǒng)成為一個(gè)完整綜合系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)匯聚層，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和保存，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)緊密集成。執(zhí)行層以采集整理后的各生產(chǎn)自動化及管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，建立不同層面面向現(xiàn)場的生產(chǎn)調(diào)度指揮平臺，實(shí)時(shí)監(jiān)測生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況，實(shí)現(xiàn)電量、供熱、供水、環(huán)境監(jiān)測安全生產(chǎn)分析模型。管理層主要為企業(yè)各級各類管理人員提供分析、決策的支持。最頂層是直接面向用戶統(tǒng)一的、界面友好的企業(yè)信息門戶（EIP），系統(tǒng)將綜合集成的數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)管理的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的門戶形式進(jìn)行展現(xiàn)。

二、能效系統(tǒng)通信組成

能效系統(tǒng)通信主要由以下四部分組成：能源調(diào)度中心：中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫軟件、GPRS接收器等組成；通信網(wǎng)絡(luò)：移動GPRS網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)傳組件、光纖局域網(wǎng)等組成；現(xiàn)場傳輸設(shè)備：GPRS傳輸模塊，協(xié)議采集模塊，光纖終端機(jī)，多串口服務(wù)器組成；現(xiàn)場數(shù)據(jù)計(jì)量儀表：現(xiàn)場流量計(jì)，溫濕度變送器、壓力變送器、液位計(jì)，電能質(zhì)量分析儀表、多功能全電量網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測儀表等終端組成。

三、能效系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

能效系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的能耗監(jiān)控以及節(jié)能分析，設(shè)備的能耗評估以及設(shè)備的管理和電能質(zhì)量評估。

（一）電能質(zhì)量分析。為了減少停電故障對生產(chǎn)的影響，降低生產(chǎn)成本。計(jì)劃對每個(gè)配電室進(jìn)線柜安裝Pdube在線式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。

（二）電動機(jī)變壓器故障分析。為了能夠?qū)﹄妱訖C(jī)變壓器的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)快速處理，需安裝多功能諧波分析儀器，傳感器高壓電機(jī)。

（三）變頻電機(jī)節(jié)能分析。根據(jù)電機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間變化曲線，分析變頻驅(qū)動和負(fù)載的匹配性；計(jì)算不同負(fù)荷下變頻器本身的效率；計(jì)算不同負(fù)荷下變頻器和負(fù)荷的匹配效率。

（四）能耗監(jiān)測及優(yōu)化管理：1.能耗監(jiān)測。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場各類能耗數(shù)據(jù)，將采集上來的數(shù)據(jù)通過計(jì)算來判斷當(dāng)前各種能源供應(yīng)狀態(tài)是否合理科學(xué)；2.能源平衡與節(jié)能診斷。建立能源供應(yīng)與能源使用的靜態(tài)與動平衡模型，實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)、測算系統(tǒng)的損耗量，實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)、輸配、使用的動態(tài)與靜平衡。生產(chǎn)效果評估：根據(jù)能源使用狀況，建立效果評估方法，進(jìn)一步減少能耗和輔助材料使用并增加生產(chǎn)量。節(jié)能診斷：分析源消耗內(nèi)在的相關(guān)性，通過網(wǎng)絡(luò)論和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，分析影響能耗的關(guān)鍵變量，實(shí)現(xiàn)能源消耗診斷，為采取節(jié)能的措施創(chuàng)造條件；3.重點(diǎn)用能設(shè)備管理。系統(tǒng)建立重點(diǎn)用能設(shè)備信息庫，掌握用能設(shè)備的能耗波動情況，通過數(shù)據(jù)挖掘，進(jìn)一步為設(shè)備檢修、更換提供參考；4.變頻節(jié)能監(jiān)測與評估。不同負(fù)載條件下，電機(jī)及變頻系統(tǒng)的綜合能耗測試技術(shù)，提出能效評估方法，進(jìn)而提出變頻節(jié)能在其它設(shè)備的節(jié)能潛力預(yù)測系統(tǒng)，為下一步節(jié)能提供基礎(chǔ)資料；5.大型設(shè)備的管理與預(yù)測。針對關(guān)鍵設(shè)備，高壓電動機(jī)和低壓電動機(jī)，采用加裝溫度傳感器和進(jìn)行電能質(zhì)量分析等技術(shù)措施；6.配電網(wǎng)監(jiān)測與電能質(zhì)量評估。測試配電網(wǎng)及重要負(fù)荷等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電能質(zhì)量，并進(jìn)行評估。繪制配電網(wǎng)絡(luò)圖，根據(jù)各測試點(diǎn)電能質(zhì)量測試參數(shù)，給出配電網(wǎng)整體的電能質(zhì)量狀況分析，并計(jì)算線路損耗。建立配電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、信息管理、線損管理等，實(shí)現(xiàn)電能的能量監(jiān)測和管理。

四、能效系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸

本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集前端采集現(xiàn)場各測點(diǎn)相關(guān)監(jiān)測量，經(jīng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)單元經(jīng)星型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入各自遠(yuǎn)動工作站，遠(yuǎn)動工作站把相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心集控室pSapce實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫單元，然后通過ODBC網(wǎng)橋轉(zhuǎn)存至本地ORACLE數(shù)據(jù)庫，通過配置本地ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)聽端口經(jīng)洗選中心核心交換機(jī)與其ORACLE數(shù)據(jù)庫進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

五、小結(jié)

能效監(jiān)管系統(tǒng)通過采集、存儲設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過分析設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及能耗數(shù)據(jù)，可對設(shè)備的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)快速處理，挖掘設(shè)備節(jié)能潛力，將設(shè)備的能源消耗以及節(jié)能優(yōu)化與生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了能耗控制與生產(chǎn)過程的協(xié)調(diào)一致，達(dá)到了企業(yè)生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗的目的，為企業(yè)優(yōu)化設(shè)備節(jié)能措施及節(jié)能效果評估提供技術(shù)支持和決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫藝敏，何藝.大工業(yè)用戶能效監(jiān)測平臺的設(shè)計(jì)及開發(fā)[J].廣西電力，2012，35（1）：17-20.

[2]朱潔琳，周渝慧，楊媛.基于Agent的發(fā)電廠節(jié)能減排信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[Z].北京：200993-96.

[3]鄧桂荏.計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在節(jié)能減排上的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（27）.

[4]周強(qiáng)，代家元，張友衛(wèi)，等.江蘇省火電機(jī)組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究開發(fā)[Z].杭州：2009115-117.

作者簡介：

譚明（1981-），女，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事能源統(tǒng)計(jì)以及能源管理等工作。