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    淺談煤礦企業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計

    2024-06-24 14:01:15  來源:安科瑞陳芳芳

    摘要:煤礦企業(yè)在為國民經(jīng)濟發(fā)展提供核心動力的同時也消耗著大量能源!半p碳”目標這一國家戰(zhàn)略給煤礦企業(yè)生產(chǎn)提出了挑戰(zhàn),也為其技術升級、節(jié)能增效提供了機遇和驅動力。能耗“雙控”是實現(xiàn)“雙碳”目標的必由之路,而對煤礦企業(yè)能耗及碳排放情況進行在線監(jiān)測、精細管理、科學決策是實現(xiàn)能耗“雙控”、節(jié)能增效的基礎。

    關鍵詞:高能耗;能耗雙控;大數(shù)據(jù)采集;能耗核算;數(shù)字化轉型

    0、引言

    根據(jù)《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和 2035 年遠景目標綱要》規(guī)劃部署的碳達峰、碳中和路線,各行業(yè)相繼提出碳達峰和碳中和的目標和實施方案,“30、 60”也成為了煤炭等能源生產(chǎn)企業(yè)的指導目標。

    《自然資源部煤炭行業(yè)綠色礦山建設規(guī)范》要求各礦企應建立礦山生產(chǎn)全過程能耗核算體系,通過采取節(jié)能減排措施,控制并減少單位產(chǎn)品能耗、物耗、水耗,減少“三 廢”排放。陜西省發(fā)改委和生態(tài)環(huán)境廳也要求各礦企按照《陜西省綠色礦山管理辦法》《關于推進用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的通知》提升能源統(tǒng)計監(jiān)測能力,健全能耗統(tǒng)計監(jiān)測和計量體系,加強用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設。

    1、概況

    陜西煤業(yè)《“雙碳”工作行動方案(暫行)》等文件中要求:各單位要提高節(jié)能管理信息化水平,要開展能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設,應用信息化手段推動環(huán)保和能源 管理與節(jié)能降耗工作,深挖生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)能減排空間,確保階段性節(jié)能目標實現(xiàn)。

    結合陜西煤業(yè)要求,以行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀為背景,以各礦需求為切入點,以切實解決問題為目標,同時響應國家相關政策,開發(fā)節(jié)能環(huán)保能耗在線監(jiān)測管理平臺,幫助企業(yè)對能耗情況進行在線監(jiān)測、精細管理,對污染排放情況,及時進行污染預防,避免超標排放,滿足各類環(huán)保要求,提高運維工作效率,逐步實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

    煤礦企業(yè)生產(chǎn)本身是一個復雜系統(tǒng),生產(chǎn)鏈條長,耗能設備多,耗能種類多,產(chǎn)生的工業(yè)“三廢”多。當前煤礦企業(yè)側重于對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行智能化改造,對能耗監(jiān)管投入略顯不足。

    本文就是基于礦區(qū)實際情況,構建一套能耗監(jiān)管系統(tǒng),通過本系統(tǒng)的實施,對全礦區(qū)的所有能源數(shù)據(jù)進 行監(jiān)測、計量、管理、分析、預測,構建全礦各部門、各能耗設備的水、電、熱量、柴油等能源記錄數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)庫,并把相關數(shù)據(jù)上傳至股份公司以及省市平臺。

    2、研究方向及內(nèi)容

    2.1 能耗單元的實時計量統(tǒng)計管理

    本研究將實時采集各級用能單位或高耗設備能耗信息,自動完成計量、記錄、統(tǒng)計及定制報表等功能。對全礦區(qū)用能情況按照高耗能設備、重要工序、辦公樓宇、各級用能單位進行分層管理。

    2.2 構建數(shù)據(jù)模型,實時預警

    重要設備、重要工序、各級用能單位,結合有效產(chǎn)出數(shù)據(jù),構建數(shù)字化能耗以及能效模型,進行同比、環(huán)比及對標分析,實現(xiàn)能耗預警。

    2.3 建立節(jié)能技改數(shù)據(jù)支撐

    基于長期的能源能耗監(jiān)測數(shù)據(jù),終形成能源大數(shù)據(jù)診斷報告,結合全礦區(qū)生產(chǎn)工藝,為中長期節(jié)能技改方案提供強大的數(shù)據(jù)和決策支撐。

    2.4 建立能耗管理指標依據(jù)

    在精細管理、降耗提效的方針下,為煤礦企業(yè)管理建立健全能耗量化管理數(shù)據(jù)的依據(jù)。

    2.5 能耗管理決策分析

    通過一定時間的數(shù)據(jù)累積,從不同角度對能源消耗情況進行分析預測,提供防止能源浪費、降低能耗、合理規(guī)劃使用能源的決策支持。

    2.6 系統(tǒng)管理與信息發(fā)布

    快速、準確地提供各種能耗數(shù)據(jù)信息,可通過智能化綜合管控平臺統(tǒng)一發(fā)布。

    2.7 各類平臺對接

    可提供相對應接口,實現(xiàn)與省能管平臺無縫對接。

    3 、系統(tǒng)功能體系結構設計

    3.1 系統(tǒng)設計原則

    系統(tǒng)采用分散采集、綜合監(jiān)控、集中管理的模式。系統(tǒng)設計遵循可靠性、兼容性、規(guī)范性、經(jīng)濟性、可擴展性等原則。

    能耗數(shù)據(jù)采集原則為:

    各類能源總關口,即重要用能單位配置。

    在能耗統(tǒng)計分析中具有重要意義的用能單位或設備。在數(shù)據(jù)接口開放的情況下,計量數(shù)據(jù)盡量從現(xiàn)有系統(tǒng)中采集,降低投資成本。

    3.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構

    圖 1 系統(tǒng)網(wǎng)絡整體架構圖

    能耗在線監(jiān)測管理系統(tǒng)監(jiān)測點分布在礦區(qū)范圍內(nèi)不同地點,分布范圍廣且分散;谝陨咸攸c系統(tǒng)網(wǎng)絡結構采用分布式結構,以光纖環(huán)網(wǎng)為骨干網(wǎng)(部分使用現(xiàn)有4G網(wǎng)絡) 星型電氣連接各個子系統(tǒng),系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線或I/0方式連接檢測設備。

    系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務器)模式。管理層應用服務器通過以太網(wǎng)交換機與數(shù)據(jù)庫服務器連接,通過與信息管理系統(tǒng)網(wǎng)絡的聯(lián)網(wǎng),支持和股份公司能耗平臺、省市監(jiān)管平臺,礦區(qū)綜合管控平臺無縫對接,支持遠程客戶瀏覽訪問。

    系統(tǒng)管理層根據(jù)礦測能耗監(jiān)測和管理需要,分別實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)采集、存諸、分析、計算,提供能耗統(tǒng)計、能耗預警、同比/環(huán)比分析、能流圖、能源看板、能源報表等業(yè)務功能模塊,另外,還有系統(tǒng)管理、信息設置、能源系統(tǒng)建模等系統(tǒng)功能模塊的開發(fā),同時實現(xiàn)同股份公司平臺以及省平臺的無縫對接。

    3.3系體軟件加構及功能

    圖 2 系統(tǒng)軟件體系架構圖

    能耗在線監(jiān)測管理子系統(tǒng)從全礦組織架構、各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、能耗設備角度、分別進行能源數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、計算,為管理人員提供能耗統(tǒng)計、能耗預警、同比/環(huán)比分析、能耗分析、對標分析、能流圖、能源看板、能源報表等業(yè)務功能模塊,另外,還有系統(tǒng)管理、信息設置、能源系統(tǒng)建模等系統(tǒng)功能模塊。

    邊緣數(shù)據(jù)采集層:主要完成各類能耗數(shù)據(jù)和有效產(chǎn)出數(shù)據(jù)采集。邊緣采集器向下需要支持常見的工業(yè)通信接口和協(xié)議,向上需要支持云平臺數(shù)據(jù)通信協(xié)議。

    數(shù)據(jù)平臺層:主要負責數(shù)據(jù)存儲、分類、計算等。業(yè)務應用層:主要完成各種能源信息的統(tǒng)計、分析,包括能耗統(tǒng)計、能耗分析、能耗預警、對標分析、綜合報表管理、數(shù)據(jù)查詢等。

    4、系統(tǒng)主要功能

    4.1 信息管理層主要功能如下

    計劃調度。實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、設備及備件計劃管理。提供與陜煤股份層系統(tǒng)的接口,實現(xiàn)系統(tǒng)對接。

    能效管理。滿足企業(yè)需求,實現(xiàn)能效管理。

    設備管理。滿足企業(yè)需求,實現(xiàn)設備管理。主要包括生產(chǎn)設備及計量設備基礎信息、運行信息、操作記錄、預警、故障等管理。

    動力指標管理。主要包括動力控制指標的管理。

    綜合報表管理。可以根據(jù)企業(yè)需求,自動生成所需的報表,也可根據(jù)自身需求定制頁面和編輯報表。報表主要包括能源動力相關的各類制式報表,包括各類生產(chǎn)及消耗報表等。

    綜合管理。主要包括平面管理、流程管理、制度管理、資料管理、用戶管理、權限管理、交接班管理、生產(chǎn)管理、幫助管理等。

    WEB 發(fā)布。實現(xiàn)能源管理的信息共享。

    4.2 集中監(jiān)控層主要功能如下:

    動態(tài)圖形監(jiān)控:設置動態(tài)工藝流程畫面及單臺主機流程畫面, 圖形動畫顯示,實時顯示各工位號參數(shù)及設備運行狀態(tài),對于涉及面比較廣的子系統(tǒng),可以設置多個畫面。

    實時數(shù)據(jù)監(jiān)控:在工藝流程畫面顯示數(shù)據(jù)的基礎上,實現(xiàn)柵格形式匯總實時顯示各工藝參數(shù),設備狀態(tài),柵格底色應根據(jù)所顯示數(shù)據(jù)的歸屬分類不同而加以區(qū)別,做到一目了然,以便于操作人員集中監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)。

    遠程操作:對所有設備進行遠程遙控操作,通過鼠標實現(xiàn)對現(xiàn)場設備(啟/停)、電動閥(開/閉)進行操作,根據(jù)權限設密碼保護。

    預警及報警功能:有關參數(shù)超限報警及設備故障報警,發(fā)出聲光提示,可實時指令打印,有中文提示并自動記錄。報警根據(jù)緊要程度、事故等級區(qū)別對待,通過不同的報警提示音和顏色加以區(qū)別。并設立維修模式,保障在維修、檢測狀態(tài)下,可以關閉自動報警功能。

    實時趨勢圖:實時顯示各工藝參數(shù)的變化趨勢,如流量、溫度、壓力、電流、頻率等,有助運行操作人員和管理人員實時掌握生產(chǎn)工藝參數(shù)變化情況;

    報表: 設班報、日報、月報、年報,分別按分類報表及匯總報表并實時打印,報表設置可根據(jù)需求進行調整功能,可根據(jù)實際需要和臨時變動,隨時對報表數(shù)據(jù)的篩選和計算公式、函數(shù)參量進行調整。

    數(shù)據(jù)采集 諸存 記錄和發(fā)布:系統(tǒng)具有各種工藝參數(shù)、設備狀態(tài)、計量數(shù)據(jù)的采集、諸存、記錄功能。各種信息按照不同功能要求分別寫入實時歷史數(shù)據(jù)庫或管理數(shù)據(jù)庫,供能源管理系統(tǒng)軟件使用。系統(tǒng)監(jiān)控畫面和相關信息可以通過WEB方式發(fā)布,以便于管理人員通過網(wǎng)絡訪問和遠程瀏覽。

    系統(tǒng)管理:統(tǒng)一管理操作人員、維護工程師、能源管理人員等相關人員的安全操作權限,以保證本系統(tǒng)的安全保密性,防止非法用戶對生產(chǎn)控制和重要數(shù)據(jù)的侵害;

    能源管理系統(tǒng)通過開放的以太網(wǎng)OPC標準接口實現(xiàn)與其它管理系統(tǒng)的集成。

    5、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

    安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析,為企業(yè)加強能源管理,提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據(jù)和支持。

    6、應用場所

    鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

    7、系統(tǒng)結構

    現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊,平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后,客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方,通過有權限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。

    系統(tǒng)可分為三層:即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡通訊層和平臺管理層。

    現(xiàn)場設備層:主要是連接于網(wǎng)絡中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等,也是構建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負著采集數(shù)據(jù)的重任,這些設備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監(jiān)測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。

    網(wǎng)絡通訊層:包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關、網(wǎng)絡交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù),并可進行規(guī)約轉換,數(shù)據(jù)存儲,并通過網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器,智能網(wǎng)關可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地,待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

    平臺管理層:包含應用服務器、WEB服務器和數(shù)據(jù)服務器,一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。

    平臺采用分層分布式結構進行設計,詳細拓撲結構如下:

    8、系統(tǒng)功能

    平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況,通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業(yè)加強能源管理,提高能源利用效率和節(jié)能潛力,為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

    8.1平臺登錄

    在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼,進行登錄,防止未授權人員瀏覽有關信息。

    8.2大屏展示

    用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面,展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況,點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關信息。

    8.3首頁

    首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

    8.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

    對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠實時的監(jiān)測各個點位的運作情況,同時能更快的掌握點位的報警,并為企業(yè)削峰填谷、調整負載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

    • 能源實時監(jiān)控:對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測,確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行,顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡圖、能源計量網(wǎng)絡圖等功能。
      • 能流圖:需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進行實時展示;當能源參數(shù)越限報警,可提供報警重要性等級分類,同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等;
      • 配電圖:將配電房真實情況畫入配電圖,實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。
      • 實時統(tǒng)計:實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值;
      • 數(shù)據(jù)展示:通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設備的不同的能耗參數(shù);
    • 檢測:對能源報警信息進行集中顯示,可以對報警閾值信息進行相關處理操作,可以對報警參數(shù)進行在線設置,當能源參數(shù)越限報警,可提供報警重要性等級分類,具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示;

    8.5視頻監(jiān)控

    接入攝像頭,實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況。

    8.6變壓器監(jiān)控

    展示各電壓器的負載情況,從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析,找出更好的運行模式。根據(jù)運行模式調整負載,從而降低用電單耗,使電能損失降低。

    8.8儀表實時監(jiān)控

    展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化,以曲線圖的方式展示。

    8.8能源中控

    將所有有關能源的能源參數(shù)集中在一個看板中,能從多個維度對比分析,實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比,幫助領導掌控整個工廠的能源消耗,能源成本,標煤排放等的情況。

    8.9用能統(tǒng)計

    從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度,采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析,折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計,找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方,從而調整能源分配策略,減少能源使用過程中的浪費。

    8.10成本分析

    統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)點(工廠、車間)的當年、季度、月、周、日各類能源消耗費用,其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。

    8.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計

    與企業(yè)MES系統(tǒng)對接,通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢圖,并進行同比和環(huán)比分析。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標對標,以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調整生產(chǎn)工藝,從而降低能耗。

    8.12績效分析

    對各類能源使用、消耗、轉換,按班組、區(qū)域、車間,產(chǎn)線、工段、設備等進行日、周、月、年、指定時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核,幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力,評定能源消耗是否合理。

    8.13運行監(jiān)測

    系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設備能源消耗進行數(shù)據(jù)采集,監(jiān)測設備及工藝運行狀態(tài),如溫度、濕度、流量、壓力、速度等,并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視?芍苯訌膭討B(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù),支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關能源用量。

    8.14自定義能耗報表

    用戶可通過自定義報表頭與列,靈活生產(chǎn)各種報表,查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗,單耗,成本,綜合能耗等信息,并同比、環(huán)比報表,支持導出報表。

    8.15同比、環(huán)比

    提供能耗成本的圖形對比分析,包括分時段(日、月、年)的同比、環(huán)比分析,分類、分時段、分項(地點、機構、設備)統(tǒng)計圖形對比分析(柱狀圖、餅圖、堆積圖等)。

    同比

    環(huán)比

    8.16分析報告

    以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況等進行仔細的統(tǒng)計分析,讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況,并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎,方便用戶發(fā)現(xiàn)設備異常,從而找出改善點,以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

    8.18能耗設備用能

    監(jiān)控耗能設備運行、停機及異常狀態(tài),及時解決設備故障停運導致無法正常生產(chǎn)。

    8.18線損分析

    根據(jù)節(jié)點、能源分類,查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題,提醒用戶及時進行干預。

    8.19碳排放管理

    按照區(qū)域對碳排放總量的變化趨勢進行統(tǒng)計,并進行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進行計算,并結合減排指標實現(xiàn)超標預警,提升區(qū)域減排水平,促進碳達峰目標實現(xiàn)。

    8.20電能質量監(jiān)測

    實時監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等,確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標,避免被罰款和設備出現(xiàn)故障。

    8.21運維管理

    系統(tǒng)支持設備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設備運維管理,方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工,巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺,進行故障報修、跟進維修進度,滿足日常巡檢、設備維修保養(yǎng)需要。

    8.22報警管理

    針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控,實現(xiàn)電參量異常報警、電氣火災隱患報警、能耗超標報警、限電報警等,幫助企業(yè)提前預警,避免發(fā)生火災事故和被罰款導致用能成本過高。支持分級分類報警,可對報警進行派發(fā)與閉環(huán)處理。

    8.23能耗抄表

    可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值,可自定義抄表的分類分項。

    8.24能耗分析自定義時間抄表

    可自定義時間段內(nèi)各個拓撲節(jié)點的能耗值,可自定義抄表能耗值的的分類分項。

    8.25容需量報表

    提供容需量報表,實時展示容量需量價格的變化情況,幫助企業(yè)實現(xiàn)容改需,降低基本電費。

    8.26復費率報表

    對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析,為企業(yè)分時用電,優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

    8.28文檔管理

    對國標、能源管理制度、能源指標體系等文件進行歸檔,可快速查詢相關文檔。對儀表臺賬進行系統(tǒng)管理,支持文件的上傳和下載。

    8.28 3D可視化大屏

    對場景進行虛擬仿真,展示各區(qū)域運行及能源消耗情況,可實現(xiàn)分層預覽、轉場展示、風格切換、智能巡檢等效果,支持模型與監(jiān)測點位的自定義綁定。

    8.29 3D子系統(tǒng)

    對各動力子系統(tǒng)進行虛擬仿真,展示子系統(tǒng)的動力管線、設備的實時狀態(tài)及能源消耗情況,可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果。

    8.30工業(yè)組態(tài)

    可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖,展示設備運行狀態(tài)及能源消耗情況,可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù)。

    8.31自定義駕駛艙

    可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙,以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

    8.32基礎數(shù)據(jù)管理

    對系統(tǒng)的項目、探測器、設備型號、電參量、節(jié)點、能源、公示、及相關參數(shù)進行配置、修改、刪除等管理、進行用戶添加和授權管理、合同管理。

    8.33手機APP

    APP支持Android、iOS操作系統(tǒng),方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、事件記錄、運行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

    8.34知識產(chǎn)權證書

    9、系統(tǒng)硬件配置

    應用場景

    型號

    圖 片

    保護功能

    企業(yè)能源管控平臺

    Acrel-8000

    安科瑞企業(yè)能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況。

    智能網(wǎng)關

    Anet-2E8S1

    8路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1998、DL/T645-2008、CJT188-2004、OPC UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入,ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT 等協(xié)議上傳,支持不同協(xié)議向多平臺轉發(fā)數(shù)據(jù);輸入電源:AC/DC 220V,導軌式安裝。

    ANet-2E4SM

    4路RS485 串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1998、DL/T645-2008、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模塊)輸入電源:DC 12 V ~36 V 。支持4G擴展模塊,485擴展模塊。

    ANet-485

    M485模塊:4路光耦隔離RS485

    ANet-M4G

    M4G模塊:支持4G全網(wǎng)通

    35kV/10kV/6kV進線

    AM5SE-F

    三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流/反時限過流保護、兩段式零序102過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、頻率保護、FC閉鎖、失壓跳閘、逆功率保護、過電壓保護、零序過壓保護;斷路器遙控分/合閘操作;故障錄波;獨立的操作回路;檢同期;U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。

    35kV/10kV/6kV饋線

    配電變壓器

    AM5SE-T

    三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流保護、兩段式零序102過流保護、101反時限過流保護、102反時限過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、非電量保護、FC 閉鎖;斷路器遙控分/合閘操作;故障錄波;獨立的操作回路;U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。

    電動機(2000KW以下)

    AM5SE-M

    過流一段保護(啟動中、已運行)、過流二段

    保護、反時限過流保護、兩段式負序過流/負序

    反時限過流保護、兩段式零序過流保護、熱過載保護、過負荷保護、堵轉保護、啟動時間過長保護、低電壓保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、零序過壓告警、FC閉鎖、電壓不平衡保護、相序保護、電壓斷相保護、過電壓保護;斷路器遙控分/合閘操作;故障錄波;獨立的操作回路;U、I、P、Q、Ep、

    Eq等電參量測量。

    35kV/10kV/6kV母聯(lián)

    AM5SE-B

    兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備投/母聯(lián)備投/聯(lián)切備投/自適應備投、PT斷線告警、控制回路故障告警、母線充電保護;斷路器遙控分/合閘操作;故障錄波;獨立的操作回路檢同期。

    35KV/10kV/6kV電容器

    AM5SE-C

    兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警;斷路器遙控分/合閘操作;故障錄波;獨立的操作回路;U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。

    主變

    AM5SE-D2

    兩圈變差動速斷保護、比率制動差動保護

    主變

    AM5SE-TB

    三段式過流保護(帶復合電壓、帶方向閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、間隙零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調壓、斷路器遙控分合閘、故障錄波、全電量測量、獨立操作回路、遙控升檔/降檔/急停、變壓器檔位測量;U、1、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。

    PT并列監(jiān)測

    AM5SE-UB

    PT并列、低電壓告警、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警

    大功率異步電機

    AM5SE-MD

    電機差動速斷保護、比率差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨立操作回路、故障錄波、全電量測量;U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。

    主變保護

    AM5SE-D3

    三圈變差動速斷保護、比率制動差動保護

    主變公共測控、進線公共測控

    AM5SE-K

    20路遙信、10路開出、遙測

    35kV/10kV/6kV 弧光保護

    ARB5-M

    測量所有的常用電力參數(shù),如三相電流、電壓,有功、無功功率,電度,諧波等,并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能,非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。

    ARB5-E

    DIN35mm導軌式安裝結構,體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設置,精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T18215-2002、GB/T18883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2008對電能表的各項技術要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

    ARB5-S

    三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通訊。

    35kV/10kV/6kV進線柜電能質量在線監(jiān)測

    APView500

    相電壓電流+零序電壓零序電流,電壓電流不平衡度,有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波,諧波(電壓/電流 63 次諧波、50 組間諧波、35 組高次諧波、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子)、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降(故障源定位)、電壓中斷、沖擊電流、1024點波形采樣、定時錄波、電能質量合格率統(tǒng)計,波形實時顯示及故障波形查看,內(nèi)存32G,16DO+22DI,2RS485+1RS232+1GPS,+3以太網(wǎng)接口+1WiFi+1USB接口支持U盤到處數(shù)據(jù),支持61850協(xié)議。

    35kV/10kV/6kV間隔智能操控、節(jié)點測溫

    ASD500

    液晶屏顯示一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫濕度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕、預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出

    35kV/10kV/6kV傳感器

    ATE400

    合金片固定,CT感應取電,啟動電流大于5安培,測溫范圍-50-125℃,測量精度±1℃;傳輸距離空曠150米

    35kV/10kV/6kV間隔

    電參量測量

    APM810

    三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In,四象限電能,實時及需量,本月和上月峰值,電流、電壓不平衡度,66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄,2-63次諧波,2DI+2DO,RS485/Modbus,LCD顯示

    低壓進線

    APM810

    三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;實時及需量;本月和上月峰值;電流、電壓不平衡度;負載電流柱狀圖顯示;66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示

    AEM96

    三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統(tǒng)計,正反向無功電能統(tǒng)計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級

    0.4kV無功補償

    ARC

    測量I、U、Hz、cosΦ,具備過電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過大保護功能,可控制電容器的投切,RS485/Modbus協(xié)議

    APM810

    三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In,四象限電能,實時及需量,本月和上月峰值,電流、電壓不平衡度,66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄,2-63次諧波,2DI+2DO,RS485/Modbus,LCD顯示

    ANSVC

    ANSVC低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中,能根據(jù)電網(wǎng)中負載功率因數(shù)的變化控制電力電容器投切進行補償,具有多種補償形式,可根據(jù)電網(wǎng)的實際情況,合理選用補償形式。

    0.4kV有源濾波

    AnSin-□-M

    Ⅰ型

    采用DSP+FPGA全數(shù)字控制方式,并聯(lián)在系統(tǒng)中,兼補諧波和無功;可對2~51次諧波進行全補償或指定特定次諧波進行補償;具備完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能;基于谷歌Fliutter框架構建的遙信、遙控軟件平臺,具備遠程服務與數(shù)據(jù)處理功能;支持IOS、安卓、PC多平臺交互;具備超前和滯后的功率因數(shù)校正功能,可將三相不平衡負荷調整至平衡;具備動態(tài)過溫降載功能,較大限度的保證濾波器的持續(xù)運行;具備智能風扇轉速控制功能,根據(jù)負荷率和環(huán)境溫度智能控制風扇轉速,降低損耗;具備動態(tài)擴容功能。

    0.4kV出線

    AEM82

    三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統(tǒng)計,正反向無功電能統(tǒng)計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級

    ARD3M

    ARD3智能電動機保護器適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動機,可與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元,有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。

    ANHPD300

    對用電設備產(chǎn)生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有吸收作用,能濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形,對諧波噪聲進行消化和吸收,防止保護裝置誤跳閘,保證用電設備正常運行。

    DTSD1352

    三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,分相正向有功電能統(tǒng)計,總正反向有功電能統(tǒng)計,總正反向無功電能統(tǒng)計;紅外通訊;電流規(guī)格:經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級

    變壓器繞組溫度檢測

    ARTM-8

    8路溫度巡檢,熱電阻信號輸入,RS485接口,2路繼電器輸出,預埋PT100

    變壓器接頭測溫

    低壓進出線柜接頭測溫

    ARTM-Pn-E

    可以嵌入式安裝低壓柜面板上,每臺裝置可以接收60個無線傳感器的數(shù)據(jù)。裝置帶有一路485接口,可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。2路告警出口,全電參量測量

    ATE400

    合金片固定,CT感應取電,啟動電流大于5(A),測溫范圍-50-125℃,測量精度±1℃;傳輸距離空曠150米

    配套附件

    AKH-0.66

    測量型互感器,采集交流電流信號

    AKH-0.66L

    剩余電流互感器,采集剩余電流信號。

    柜內(nèi)環(huán)境溫濕度

    AHE

    無線溫濕度傳感器,溫度精度:±1℃,濕度精度:±百分之3RH,發(fā)射頻率:5min,傳輸距離:200m,電池壽命:≥3年(可更換)

    ATC600

    兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳,ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù),1路485,2路報警出口。

    智能遠傳水表

    物聯(lián)網(wǎng)水表 LXSY-O-M/NB

    電子直讀式,高清晰液晶顯示,具備誤差自動修正功能;各參數(shù)可設;斷電后數(shù)據(jù)可保存10年以上;可根據(jù)需要擴展遠程控制閥門開關功能;可在120℃下長期工作,水解穩(wěn)定;抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕,阻燃性能好;水資源免遭二次污染

    智能遠傳

    燃氣表

    燃氣表

    直接讀取燃氣表的窗口值,無累計誤差;電子部分平時可不工作,可在讀表瞬間工作;直讀燃氣表無需初始化;表計地址可以靈活設定

    冷熱量表

    冷熱量表

    流量計量無機械齒輪,無磁傳感器,耐磨、耐腐蝕、防攻擊;電壓低或受到攻擊破壞時自動報警;溫度傳感器斷路、短路時自動報警;流量和溫度分段,準確度高;溫度的冷熱端采用數(shù)字方法修正和校準,誤差接近于0;根據(jù)流速智能降耗;數(shù)據(jù)多重備份自動糾錯技術;低功耗

    10、結論

    本系統(tǒng)基于礦區(qū)現(xiàn)有相關能耗數(shù)據(jù)和增加新的能耗采集點,結合大數(shù)據(jù)分析平臺,以低碳發(fā)展為目標,以智慧礦山建設為導向,構建了一套能耗及碳排放監(jiān)管系統(tǒng)。填補數(shù)據(jù)服務于現(xiàn)場現(xiàn)場能耗監(jiān)測的空白,充分挖掘煤礦海量數(shù)據(jù)的價值,起到數(shù)字化轉型示范作用。符合國家煤礦數(shù)字化轉型發(fā)展規(guī)劃,是典型的數(shù)字化轉型案例。

    同時通過一套完善的能管系統(tǒng),運用目前的數(shù)據(jù)采集技術,把各個區(qū)域的能耗數(shù)據(jù)串聯(lián)起來,綜合監(jiān)測、綜合分析、綜合管控,綜合管理。實現(xiàn)節(jié)能減排、實現(xiàn)國家2030“碳達峰”戰(zhàn)略性政策目標。主要體現(xiàn)在以下幾點:

    在接入現(xiàn)有電力計量系統(tǒng)的基礎上,對公司的用電情況按照高耗能設備、重要工序、辦公樓宇、各級用能單位進行分層監(jiān)管。

    將各類鍋爐的用電、燒煤燃氣情況,以及膠輪車的耗油量納入監(jiān)管系統(tǒng)。盡管水、壓空、蒸汽作為含能工質折成標準煤后占比相對較小,但為了分析供排水、壓風、鍋爐等系統(tǒng)的能效,也對其進行采集計量。

    對生產(chǎn)過程中附帶產(chǎn)生的煤矸石、礦井水、瓦斯、二氧化碳等工業(yè)“三廢”進行監(jiān)測,并綜合考慮地面綠化對二氧化碳的吸收情況,對礦業(yè)公司整體碳排放量進行核算。

    面向重要設備、重要工序、各級用能單位構建數(shù)字化能耗及碳排放模型,進行同比、環(huán)比及對標分析,實現(xiàn)適時預警。

    結合有效產(chǎn)出數(shù)據(jù),為重要設備、重要工序構建能效模型,分析設備運行狀態(tài),為礦業(yè)公司經(jīng)濟運行提供依據(jù)。

    利用監(jiān)管系統(tǒng)積累的大數(shù)據(jù),對礦業(yè)公司更多層級的能耗、能效及碳排放情況進行預測,為管理部門決策提供參考。

    參考文獻

    1. 陳永光.邢涵.王鵬.基于礦區(qū)的能耗在線監(jiān)測研究[J].工程建設.2023.6(9):126-128
    2. 廖大強.數(shù)據(jù)采集技術[M].北京:清華大學出版社,2022.
    3. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與選型手冊.2022.05版.
    4. 安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2020.08版.

    作者簡介:陳芳芳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為工業(yè)能源管理系統(tǒng)。


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