淺談電能管理系統在某軋鋼廠的應用

涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：結合某軋鋼廠的現狀和電能管理軟件的優勢應用，在節能降耗方面利用電能管理軟件對軋鋼廠電能損耗進行實時監控，為實現能源優化配置和節能降耗管理提供了大量數據，從而為大型能耗企業的節能降耗實施奠定了基礎。

關鍵詞：軋鋼廠;能耗;電能管理軟件;數據監測

0引言

面對鋼鐵行業“嚴冬"時期的沖擊，我國鋼鐵行業在新形勢下有了巨大的調整，降本增效逐漸成為大型能耗企業的風向標，其中，節能降耗是降本增效中的重中之重。當前現代化軋鋼廠的生產活動又呈現出更偏向于智能化的發展趨勢，這就要求廠內電氣設備的管理工作具有更加先進的水平，重視廠內電氣設備的維護及管理，保證企業在運作過程中能夠有效節能降耗。包鋼軌梁廠面對嚴峻的市場形勢，深挖內潛，不斷加強基礎管理，大力開展對標升級，提升鋼軌等高效產品質量，持續打好降本增效攻堅戰。從 2017年 1 月份起，軌梁廠為了節能降耗開始試行日工資標準，這就要求了電氣車間從電能精益方面細化出實際和班產噸鋼電費的差異，從而為節能降耗提供了指導思想。

1軟件功能應用

某軋鋼廠于1969年1月23日投產，是我國重要的鋼軌和型鋼生產基地之一。 該廠通過不斷引進先進設備，淘汰落后工藝，改進技術裝備，已變為一個全新的現代化工廠，現擁有兩條生產線，一條是2006年9月 投 產 的 1#中型萬能軋鋼生產線 ，另一條是 2013年1月投產的2#大型萬能軋鋼生產線，年生產能力為210萬t。以2#線為例，電氣自動化部2#線10kV供電系統由51#變電所單獨分為4路供電，1#和 2#進線供給輔傳動，3#進線電源供給BD1、BD2主傳動，4#進線電源進線供給CCS主傳動。

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#線總裝機容量大，噸鋼電耗要比 1#線高。以上數據說明軌梁廠在2015年的電耗水平，但是今年完成 31.2元/t，電氣自動化部要采取有效的措施。以上對標數據均來自軌梁廠新引進的電量監控平臺。

為了進行能源成本控制和能源調度，制定節能降耗計劃，對企業能源消耗水平和分布進行統計分析和全面管理，實現能源系統的持續經濟運行，降低能源使用成本并正確高效地對電能進行管理，我廠引進了一套電力管理軟件。該管理軟件具備電能計量 、分時計費管理功能、電力需量管理功能、能耗分析、能效監測、能效評估、能效展示、節能設備管理、節能知識庫，多種能源和生產數據采集和轉發功能、電能質量管理和電力故障診斷分析功能。

1.1數據采集

10 kV的數據采集記錄每一回路U、I、kW、kvar、PF、f、kWh、kvarh等全電量數據(帶時間標識），采集異常報警信號和非電量信號，采集電力能效監測終端的全部信息、事件順序記錄信息等信號。能夠對全站所有電能監測終端進行周期性的掃描和巡檢，數據采集周期可自定義設置，采集的全部數據應帶有完整的數據質量狀態標致并存放在專用數據庫中。

圖1 通用管理機專用數據庫

1.2數據完整性管理和數據捕捉

針對前置數據采集服務器異常斷電導致的數據缺失，數據采集程序應具有完整的數據完整性檢查功能，能夠對缺失的數據自動進行數據補招。帶規約轉換的數據采集服務器，支持不低于30天的數據存儲功能，當計算機異常掉電導致數據缺失時，計算機恢復運行自動進行數據斷點續傳，保證數據的完整性。監控軟件還應具有主備數據庫，數據一致性檢查與同步功能，保證主備數據庫數據的完整性和一致性。

圖2 數據庫維護工具

1.3運行監視與控制功能

(1)遙測、遙信、遙控、遙調、遙視

管理軟件具有基本的遙測、遙信、遙控、遙調、遙視功能，滿足電力系統反措要求，具有相應的閉鎖和事故預防措施，具有對被選擇的被控對象信息及狀態提示、操作員和監護員登錄、被控對象的所屬終端及編號確認、控制執行等一系列過程。遙控和遙調具有完善的操作密碼驗證和監護員機制，可靈活設置不同的操作權限，操作要在具有控制權限的工作站和操作員登陸并輸人操作密碼后方可進行。操作員需具有相應的操作權限，在同一時間只能對同一設備進行操作。

圖3 線路監控日報曲線

(2)單線路、單點監測

管理軟件具有豐富的數據展示界面，支持以數據 、表格、棒圖、曲線、模擬表盤等多種方式進行數據展示，直觀展示電力系統一次系統結構圖、變壓器監測圖、線路運行監控圖等多種圖形界面，如針對線路監測，可采用圖表、圖形與數據相結合的方式展示10 kV線路的基本信息，實時運行數據、實時與歷史功率曲線、顯示當年累計節約電量及排名，年累計發送無功、月累計發送無功等數據。

圖4 線路監測年報

(3)設備在線狀態監測

圖5 線路監測月報

按照用電設備監測終端的實際組網結構，直觀展示整體通訊結構，并通過浮動畫面的形式，直觀展示廠區各類重點用能設備的基本信息、運行狀態、重要用能參數、電能質量等參數。顯示所有節能裝置的在線狀態，為設備維護提供依據。對服務器狀態和通訊鏈路進行監測，通過網絡拓撲結構圖監視服務器，實現對主站系統健康狀況的實時監控，及時發現系統出現的風險，包括CPU負荷、內存使用情況、磁盤存儲、網絡IO等。通過對定點數據采集情況的統計分析，為通訊鏈路的穩定性做出評估，進一步分析出數據采集斷點的原因。

圖6 線路監測日報

1.4基礎數據查詢與對比分析

能夠展示和分析電力能效監測終端的基本信 息 ，趨勢曲線、事件波形等。通過把每個節點的裝置基本信息、事件、波形分析、趨勢曲線放在同一個界面里，使用戶同時看到相關信息，用戶可以根據自己分析的需要很方便地跳轉到相應的功能頁面查看詳細信息，給用戶提供較好的體驗。提供對節能裝置任意測點(裝置的定點數據、統計數據)的查詢分析，并能夠以excel的格式導出。

1.5設備運行分析與離線設備統計

統計節能裝置的日投運率、月投運率、日利用小時數、月利用小時數、年利用小時數，并以報表的形 式展示。統計節能裝置的投運狀態，將未投運設備明細以列表的形式展示，未投運設備按照日、月為周期分別統計。

管理軟件具有設備通信狀態在線監測功能，實時在線監測各個監測點設備的通信狀態，以列表的形式顯示監測節點設備的節點狀態、開始時間和更新時間，用戶可以清楚地掌握監測設備節點的通信狀態和數據更新時間，統計節能設備的離線情況。

圖7 日報表示例

1.6能效分析報表

通過以報表的形式展示投運后低壓側電壓、電流、有功、無功、功率因數，投運前功率因數、功率因數提升率、負載率等信息，分析功率因數的提升情況 ；統計每天臺區或者線路裝置安裝點功率因數的值及發生時刻、最小值及發生時刻、功率因數大于 0.95及小于 0.9的時間、平均功率因數。電力需求側軟件的報表功能應包括：日報表、周報表、月報表、年報表、時段報表。動態報表模板。各種跨時段報表以及相關的最值和差值報表。報表上的采樣數據可經授權的操作人員進行修改。

2 電量分析統計的實現

軌梁廠生產各區域電能消耗量原來一直是通過人工手抄電表的方式進行統計匯總，采集點不全面，人工抄表統計的數值誤差大。控制電能的消耗要先從基礎數據的準確度上人手。電氣自動化部自主研發的電量監測系統平臺，實現了全廠設備耗電量的網絡監控，提高電量數據采集的準確度。通過電量分析系統匯總的數據分析，電能消耗的設備是主傳動設備。其次是MCC所帶設備，主要是液壓系統。第三是輔傳動系統，就是運輸輥道等設備。主傳

動改造投資較大，所以我們決定從MCC系統人手進行能源控制改進。電能分析系統后臺數據直接傳送到廠OA網，在OA網顯示每個班組的電耗信息。方便實時掌握生產用電情況。

圖8 能效分析報表

圖9 電能消耗查詢系統

圖10 總體一覽表

通過電量檢測平臺，我們還可以根據產量和電耗計算出實際噸鋼電費、班產噸鋼電費以及小時耗電量。一些需要特殊定額的項目也可以根據電能查詢功能對電量進行核算和統計。

作者簡介：涂志燕，女，現任于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電能管理系統的研發與應用。