涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：結(jié)合某軋鋼廠的現(xiàn)狀和電能管理軟件的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用，在節(jié)能降耗方面利用電能管理軟件對(duì)軋鋼廠電能損耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化配置和節(jié)能降耗管理提供了大量數(shù)據(jù)，從而為大型能耗企業(yè)的節(jié)能降耗實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：軋鋼廠;能耗;電能管理軟件;數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

0引言

面對(duì)鋼鐵行業(yè)“嚴(yán)冬"時(shí)期的沖擊，我國(guó)鋼鐵行業(yè)在新形勢(shì)下有了巨大的調(diào)整，降本增效逐漸成為大型能耗企業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，其中，節(jié)能降耗是降本增效中的重中之重。當(dāng)前現(xiàn)代化軋鋼廠的生產(chǎn)活動(dòng)又呈現(xiàn)出更偏向于智能化的發(fā)展趨勢(shì)，這就要求廠內(nèi)電氣設(shè)備的管理工作具有更加先進(jìn)的水平，重視廠內(nèi)電氣設(shè)備的維護(hù)及管理，保證企業(yè)在運(yùn)作過(guò)程中能夠有效節(jié)能降耗。包鋼軌梁廠面對(duì)嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)，深挖內(nèi)潛，不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)管理，大力開(kāi)展對(duì)標(biāo)升級(jí)，提升鋼軌等高效產(chǎn)品質(zhì)量，持續(xù)打好降本增效攻堅(jiān)戰(zhàn)。從 2017年 1 月份起，軌梁廠為了節(jié)能降耗開(kāi)始試行日工資標(biāo)準(zhǔn)，這就要求了電氣車(chē)間從電能精益方面細(xì)化出實(shí)際和班產(chǎn)噸鋼電費(fèi)的差異，從而為節(jié)能降耗提供了指導(dǎo)思想。

1軟件功能應(yīng)用

某軋鋼廠于1969年1月23日投產(chǎn)，是我國(guó)重要的鋼軌和型鋼生產(chǎn)基地之一。 該廠通過(guò)不斷引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，淘汰落后工藝，改進(jìn)技術(shù)裝備，已變?yōu)橐粋€(gè)全新的現(xiàn)代化工廠，現(xiàn)擁有兩條生產(chǎn)線，一條是2006年9月 投 產(chǎn) 的 1#中型萬(wàn)能軋鋼生產(chǎn)線 ，另一條是 2013年1月投產(chǎn)的2#大型萬(wàn)能軋鋼生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力為210萬(wàn)t。以2#線為例，電氣自動(dòng)化部2#線10kV供電系統(tǒng)由51#變電所單獨(dú)分為4路供電，1#和 2#進(jìn)線供給輔傳動(dòng)，3#進(jìn)線電源供給BD1、BD2主傳動(dòng)，4#進(jìn)線電源進(jìn)線供給CCS主傳動(dòng)。

軌梁廠2015年電耗水平是82.1 kW-h/t鋼 ，全年平均噸鋼電耗是89kW*h，由于 2#線總裝機(jī)容量大，噸鋼電耗要比 1#線高。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明軌梁廠在2015年的電耗水平，但是今年完成 31.2元/t，電氣自動(dòng)化部要采取有效的措施。以上對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)均來(lái)自軌梁廠新引進(jìn)的電量監(jiān)控平臺(tái)。

為了進(jìn)行能源成本控制和能源調(diào)度，制定節(jié)能降耗計(jì)劃，對(duì)企業(yè)能源消耗水平和分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和全面管理，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的持續(xù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低能源使用成本并正確高效地對(duì)電能進(jìn)行管理，我廠引進(jìn)了一套電力管理軟件。該管理軟件具備電能計(jì)量 、分時(shí)計(jì)費(fèi)管理功能、電力需量管理功能、能耗分析、能效監(jiān)測(cè)、能效評(píng)估、能效展示、節(jié)能設(shè)備管理、節(jié)能知識(shí)庫(kù)，多種能源和生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)功能、電能質(zhì)量管理和電力故障診斷分析功能。

1.1數(shù)據(jù)采集

10 kV的數(shù)據(jù)采集記錄每一回路U、I、kW、kvar、PF、f、kWh、kvarh等全電量數(shù)據(jù)(帶時(shí)間標(biāo)識(shí)），采集異常報(bào)警信號(hào)和非電量信號(hào)，采集電力能效監(jiān)測(cè)終端的全部信息、事件順序記錄信息等信號(hào)。能夠?qū)θ舅须娔鼙O(jiān)測(cè)終端進(jìn)行周期性的掃描和巡檢，數(shù)據(jù)采集周期可自定義設(shè)置，采集的全部數(shù)據(jù)應(yīng)帶有完整的數(shù)據(jù)質(zhì)量狀態(tài)標(biāo)致并存放在專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖1 通用管理機(jī)專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)

1.2數(shù)據(jù)完整性管理和數(shù)據(jù)捕捉

針對(duì)前置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器異常斷電導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失，數(shù)據(jù)采集程序應(yīng)具有完整的數(shù)據(jù)完整性檢查功能，能夠?qū)θ笔У臄?shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)招。帶規(guī)約轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，支持不低于30天的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，當(dāng)計(jì)算機(jī)異常掉電導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失時(shí)，計(jì)算機(jī)恢復(fù)運(yùn)行自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳，保證數(shù)據(jù)的完整性。監(jiān)控軟件還應(yīng)具有主備數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)一致性檢查與同步功能，保證主備數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)工具

1.3運(yùn)行監(jiān)視與控制功能

(1)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視

管理軟件具有基本的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視功能，滿足電力系統(tǒng)反措要求，具有相應(yīng)的閉鎖和事故預(yù)防措施，具有對(duì)被選擇的被控對(duì)象信息及狀態(tài)提示、操作員和監(jiān)護(hù)員登錄、被控對(duì)象的所屬終端及編號(hào)確認(rèn)、控制執(zhí)行等一系列過(guò)程。遙控和遙調(diào)具有完善的操作密碼驗(yàn)證和監(jiān)護(hù)員機(jī)制，可靈活設(shè)置不同的操作權(quán)限，操作要在具有控制權(quán)限的工作站和操作員登陸并輸人操作密碼后方可進(jìn)行。操作員需具有相應(yīng)的操作權(quán)限，在同一時(shí)間只能對(duì)同一設(shè)備進(jìn)行操作。

圖3 線路監(jiān)控日?qǐng)?bào)曲線

(2)單線路、單點(diǎn)監(jiān)測(cè)

管理軟件具有豐富的數(shù)據(jù)展示界面，支持以數(shù)據(jù) 、表格、棒圖、曲線、模擬表盤(pán)等多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，直觀展示電力系統(tǒng)一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、變壓器監(jiān)測(cè)圖、線路運(yùn)行監(jiān)控圖等多種圖形界面，如針對(duì)線路監(jiān)測(cè)，可采用圖表、圖形與數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式展示10 kV線路的基本信息，實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)與歷史功率曲線、顯示當(dāng)年累計(jì)節(jié)約電量及排名，年累計(jì)發(fā)送無(wú)功、月累計(jì)發(fā)送無(wú)功等數(shù)據(jù)。

圖4 線路監(jiān)測(cè)年報(bào)

(3)設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)

圖5 線路監(jiān)測(cè)月報(bào)

按照用電設(shè)備監(jiān)測(cè)終端的實(shí)際組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，直觀展示整體通訊結(jié)構(gòu)，并通過(guò)浮動(dòng)畫(huà)面的形式，直觀展示廠區(qū)各類(lèi)重點(diǎn)用能設(shè)備的基本信息、運(yùn)行狀態(tài)、重要用能參數(shù)、電能質(zhì)量等參數(shù)。顯示所有節(jié)能裝置的在線狀態(tài)，為設(shè)備維護(hù)提供依據(jù)。對(duì)服務(wù)器狀態(tài)和通訊鏈路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖監(jiān)視服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)主站系統(tǒng)健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，包括CPU負(fù)荷、內(nèi)存使用情況、磁盤(pán)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)IO等。通過(guò)對(duì)定點(diǎn)數(shù)據(jù)采集情況的統(tǒng)計(jì)分析，為通訊鏈路的穩(wěn)定性做出評(píng)估，進(jìn)一步分析出數(shù)據(jù)采集斷點(diǎn)的原因。

圖6 線路監(jiān)測(cè)日?qǐng)?bào)

1.4基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢(xún)與對(duì)比分析

能夠展示和分析電力能效監(jiān)測(cè)終端的基本信 息 ，趨勢(shì)曲線、事件波形等。通過(guò)把每個(gè)節(jié)點(diǎn)的裝置基本信息、事件、波形分析、趨勢(shì)曲線放在同一個(gè)界面里，使用戶(hù)同時(shí)看到相關(guān)信息，用戶(hù)可以根據(jù)自己分析的需要很方便地跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能頁(yè)面查看詳細(xì)信息，給用戶(hù)提供較好的體驗(yàn)。提供對(duì)節(jié)能裝置任意測(cè)點(diǎn)(裝置的定點(diǎn)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))的查詢(xún)分析，并能夠以excel的格式導(dǎo)出。

1.5設(shè)備運(yùn)行分析與離線設(shè)備統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)節(jié)能裝置的日投運(yùn)率、月投運(yùn)率、日利用小時(shí)數(shù)、月利用小時(shí)數(shù)、年利用小時(shí)數(shù)，并以報(bào)表的形 式展示。統(tǒng)計(jì)節(jié)能裝置的投運(yùn)狀態(tài)，將未投運(yùn)設(shè)備明細(xì)以列表的形式展示，未投運(yùn)設(shè)備按照日、月為周期分別統(tǒng)計(jì)。

管理軟件具有設(shè)備通信狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)功能，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備的通信狀態(tài)，以列表的形式顯示監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、開(kāi)始時(shí)間和更新時(shí)間，用戶(hù)可以清楚地掌握監(jiān)測(cè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的通信狀態(tài)和數(shù)據(jù)更新時(shí)間，統(tǒng)計(jì)節(jié)能設(shè)備的離線情況。

圖7 日?qǐng)?bào)表示例

1.6能效分析報(bào)表

通過(guò)以報(bào)表的形式展示投運(yùn)后低壓側(cè)電壓、電流、有功、無(wú)功、功率因數(shù)，投運(yùn)前功率因數(shù)、功率因數(shù)提升率、負(fù)載率等信息，分析功率因數(shù)的提升情況 ；統(tǒng)計(jì)每天臺(tái)區(qū)或者線路裝置安裝點(diǎn)功率因數(shù)的值及發(fā)生時(shí)刻、最小值及發(fā)生時(shí)刻、功率因數(shù)大于 0.95及小于 0.9的時(shí)間、平均功率因數(shù)。電力需求側(cè)軟件的報(bào)表功能應(yīng)包括：日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表、時(shí)段報(bào)表。動(dòng)態(tài)報(bào)表模板。各種跨時(shí)段報(bào)表以及相關(guān)的最值和差值報(bào)表。報(bào)表上的采樣數(shù)據(jù)可經(jīng)授權(quán)的操作人員進(jìn)行修改。

2 電量分析統(tǒng)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

軌梁廠生產(chǎn)各區(qū)域電能消耗量原來(lái)一直是通過(guò)人工手抄電表的方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，采集點(diǎn)不全面，人工抄表統(tǒng)計(jì)的數(shù)值誤差大?？刂齐娔艿南囊葟幕A(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度上人手。電氣自動(dòng)化部自主研發(fā)的電量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了全廠設(shè)備耗電量的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，提高電量數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度。通過(guò)電量分析系統(tǒng)匯總的數(shù)據(jù)分析，電能消耗的設(shè)備是主傳動(dòng)設(shè)備。其次是MCC所帶設(shè)備，主要是液壓系統(tǒng)。第三是輔傳動(dòng)系統(tǒng)，就是運(yùn)輸輥道等設(shè)備。主傳

動(dòng)改造投資較大，所以我們決定從MCC系統(tǒng)人手進(jìn)行能源控制改進(jìn)。電能分析系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)直接傳送到廠OA網(wǎng)，在OA網(wǎng)顯示每個(gè)班組的電耗信息。方便實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)用電情況。

圖8 能效分析報(bào)表

圖9 電能消耗查詢(xún)系統(tǒng)

圖10 總體一覽表

通過(guò)電量檢測(cè)平臺(tái)，我們還可以根據(jù)產(chǎn)量和電耗計(jì)算出實(shí)際噸鋼電費(fèi)、班產(chǎn)噸鋼電費(fèi)以及小時(shí)耗電量。一些需要特殊定額的項(xiàng)目也可以根據(jù)電能查詢(xún)功能對(duì)電量進(jìn)行核算和統(tǒng)計(jì)。

作者簡(jiǎn)介：涂志燕，女，現(xiàn)任于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電能管理系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。