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    淺談煤礦企業(yè)能耗在線(xiàn)監測系統的設計

    2024-06-24 14:01:15  來(lái)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(dòng)力的同時(shí)也消耗著(zhù)大量能源!半p碳”目標這一國家戰略給煤礦企業(yè)生產(chǎn)提出了挑戰,也為其技術(shù)升級、節能增效提供了機遇和驅動(dòng)力。能耗“雙控”是實(shí)現“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(jìn)行在線(xiàn)監測、精細管理、科學(xué)決策是實(shí)現能耗“雙控”、節能增效的基礎。

    關(guān)鍵詞:高能耗;能耗雙控;大數據采集;能耗核算;數字化轉型

    0、引言

    根據《國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》規劃部署的碳達峰、碳中和路線(xiàn),各行業(yè)相繼提出碳達峰和碳中和的目標和實(shí)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)綠色礦山建設規范》要求各礦企應建立礦山生產(chǎn)全過(guò)程能耗核算體系,通過(guò)采取節能減排措施,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(guān)于推進(jìn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設的通知》提升能源統計監測能力,健全能耗統計監測和計量體系,加強用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設。

    1、概況

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

    結合陜西煤業(yè)要求,以行業(yè)發(fā)展現狀為背景,以各礦需求為切入點(diǎn),以切實(shí)解決問(wèn)題為目標,同時(shí)響應國家相關(guān)政策,開(kāi)發(fā)節能環(huán)保能耗在線(xiàn)監測管理平臺,幫助企業(yè)對能耗情況進(jìn)行在線(xiàn)監測、精細管理,對污染排放情況,及時(shí)進(jìn)行污染預防,避免超標排放,滿(mǎn)足各類(lèi)環(huán)保要求,提高運維工作效率,逐步實(shí)現清潔生產(chǎn)。

    煤礦企業(yè)生產(chǎn)本身是一個(gè)復雜系統,生產(chǎn)鏈條長(cháng),耗能設備多,耗能種類(lèi)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)節進(jìn)行智能化改造,對能耗監管投入略顯不足。

    本文就是基于礦區實(shí)際情況,構建一套能耗監管系統,通過(guò)本系統的實(shí)施,對全礦區的所有能源數據進(jìn) 行監測、計量、管理、分析、預測,構建全礦各部門(mén)、各能耗設備的水、電、熱量、柴油等能源記錄數據的歷史數據庫,并把相關(guān)數據上傳至股份公司以及省市平臺。

    2、研究方向及內容

    2.1 能耗單元的實(shí)時(shí)計量統計管理

    本研究將實(shí)時(shí)采集各級用能單位或高耗設備能耗信息,自動(dòng)完成計量、記錄、統計及定制報表等功能。對全礦區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(jìn)行分層管理。

    2.2 構建數據模型,實(shí)時(shí)預警

    重要設備、重要工序、各級用能單位,結合有效產(chǎn)出數據,構建數字化能耗以及能效模型,進(jìn)行同比、環(huán)比及對標分析,實(shí)現能耗預警。

    2.3 建立節能技改數據支撐

    基于長(cháng)期的能源能耗監測數據,終形成能源大數據診斷報告,結合全礦區生產(chǎn)工藝,為中長(cháng)期節能技改方案提供強大的數據和決策支撐。

    2.4 建立能耗管理指標依據

    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據的依據。

    2.5 能耗管理決策分析

    通過(guò)一定時(shí)間的數據累積,從不同角度對能源消耗情況進(jìn)行分析預測,提供防止能源浪費、降低能耗、合理規劃使用能源的決策支持。

    2.6 系統管理與信息發(fā)布

    快速、準確地提供各種能耗數據信息,可通過(guò)智能化綜合管控平臺統一發(fā)布。

    2.7 各類(lèi)平臺對接

    可提供相對應接口,實(shí)現與省能管平臺無(wú)縫對接。

    3 、系統功能體系結構設計

    3.1 系統設計原則

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

    能耗數據采集原則為:

    各類(lèi)能源總關(guān)口,即重要用能單位配置。

    在能耗統計分析中具有重要意義的用能單位或設備。在數據接口開(kāi)放的情況下,計量數據盡量從現有系統中采集,降低投資成本。

    3.2 系統網(wǎng)絡(luò )架構

    圖 1 系統網(wǎng)絡(luò )整體架構圖

    能耗在線(xiàn)監測管理系統監測點(diǎn)分布在礦區范圍內不同地點(diǎn),分布范圍廣且分散;谝陨咸攸c(diǎn)系統網(wǎng)絡(luò )結構采用分布式結構,以光纖環(huán)網(wǎng)為骨干網(wǎng)(部分使用現有4G網(wǎng)絡(luò )) 星型電氣連接各個(gè)子系統,系統通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)或I/0方式連接檢測設備。

    系統采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式。管理層應用服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)交換機與數據庫服務(wù)器連接,通過(guò)與信息管理系統網(wǎng)絡(luò )的聯(lián)網(wǎng),支持和股份公司能耗平臺、省市監管平臺,礦區綜合管控平臺無(wú)縫對接,支持遠程客戶(hù)瀏覽訪(fǎng)問(wèn)。

    系統管理層根據礦測能耗監測和管理需要,分別實(shí)現能源數據采集、存諸、分析、計算,提供能耗統計、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(wù)功能模塊,另外,還有系統管理、信息設置、能源系統建模等系統功能模塊的開(kāi)發(fā),同時(shí)實(shí)現同股份公司平臺以及省平臺的無(wú)縫對接。

    3.3系體軟件加構及功能

    圖 2 系統軟件體系架構圖

    能耗在線(xiàn)監測管理子系統從全礦組織架構、各生產(chǎn)環(huán)節、能耗設備角度、分別進(jìn)行能源數據采集、存儲、分析、計算,為管理人員提供能耗統計、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(wù)功能模塊,另外,還有系統管理、信息設置、能源系統建模等系統功能模塊。

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

    數據平臺層:主要負責數據存儲、分類(lèi)、計算等。業(yè)務(wù)應用層:主要完成各種能源信息的統計、分析,包括能耗統計、能耗分析、能耗預警、對標分析、綜合報表管理、數據查詢(xún)等。

    4、系統主要功能

    4.1 信息管理層主要功能如下

    計劃調度。實(shí)現生產(chǎn)計劃、設備及備件計劃管理。提供與陜煤股份層系統的接口,實(shí)現系統對接。

    能效管理。滿(mǎn)足企業(yè)需求,實(shí)現能效管理。

    設備管理。滿(mǎn)足企業(yè)需求,實(shí)現設備管理。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(dòng)力指標管理。主要包括動(dòng)力控制指標的管理。

    綜合報表管理?梢愿鶕髽I(yè)需求,自動(dòng)生成所需的報表,也可根據自身需求定制頁(yè)面和編輯報表。報表主要包括能源動(dòng)力相關(guān)的各類(lèi)制式報表,包括各類(lèi)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(hù)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(shí)現能源管理的信息共享。

    4.2 集中監控層主要功能如下:

    動(dòng)態(tài)圖形監控:設置動(dòng)態(tài)工藝流程畫(huà)面及單臺主機流程畫(huà)面, 圖形動(dòng)畫(huà)顯示,實(shí)時(shí)顯示各工位號參數及設備運行狀態(tài),對于涉及面比較廣的子系統,可以設置多個(gè)畫(huà)面。

    實(shí)時(shí)數據監控:在工藝流程畫(huà)面顯示數據的基礎上,實(shí)現柵格形式匯總實(shí)時(shí)顯示各工藝參數,設備狀態(tài),柵格底色應根據所顯示數據的歸屬分類(lèi)不同而加以區別,做到一目了然,以便于操作人員集中監視系統狀態(tài)。

    遠程操作:對所有設備進(jìn)行遠程遙控操作,通過(guò)鼠標實(shí)現對現場(chǎng)設備(啟/停)、電動(dòng)閥(開(kāi)/閉)進(jìn)行操作,根據權限設密碼保護。

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

    實(shí)時(shí)趨勢圖:實(shí)時(shí)顯示各工藝參數的變化趨勢,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(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)工藝參數變化情況;

    報表: 設班報、日報、月報、年報,分別按分類(lèi)報表及匯總報表并實(shí)時(shí)打印,報表設置可根據需求進(jìn)行調整功能,可根據實(shí)際需要和臨時(shí)變動(dòng),隨時(shí)對報表數據的篩選和計算公式、函數參量進(jìn)行調整。

    數據采集 諸存 記錄和發(fā)布:系統具有各種工藝參數、設備狀態(tài)、計量數據的采集、諸存、記錄功能。各種信息按照不同功能要求分別寫(xiě)入實(shí)時(shí)歷史數據庫或管理數據庫,供能源管理系統軟件使用。系統監控畫(huà)面和相關(guān)信息可以通過(guò)WEB方式發(fā)布,以便于管理人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)和遠程瀏覽。

    系統管理:統一管理操作人員、維護工程師、能源管理人員等相關(guān)人員的安全操作權限,以保證本系統的安全保密性,防止非法用戶(hù)對生產(chǎn)控制和重要數據的侵害;

    能源管理系統通過(guò)開(kāi)放的以太網(wǎng)OPC標準接口實(shí)現與其它管理系統的集成。

    5、安科瑞企業(yè)能源管控系統概述

    安科瑞企業(yè)能源管控系統采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監控和數據化管理,監測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況,通過(guò)數據分析、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(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統計、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、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。

    6、應用場(chǎng)所

    鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠(chǎng)、電廠(chǎng)、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區、醫院、學(xué)校、酒店、寫(xiě)字樓以及汽車(chē)制造、機電設備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

    7、系統結構

    現場(chǎng)通過(guò)廠(chǎng)區局域網(wǎng)和平臺通訊,平臺搭建在客戶(hù)自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后,客戶(hù)可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方,通過(guò)有權限的賬號登陸網(wǎng)頁(yè)以及手機APP查看各處的運行情況。

    系統可分為三層:即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和平臺管理層。

    現場(chǎng)設備層:主要是連接于網(wǎng)絡(luò )中用于水、電、氣等參量采集測量的各類(lèi)型的儀表等,也是構建該配電、耗水、耗氣系統必要的基本組成元素。肩負著(zhù)采集數據的重任,這些設備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò )電力儀表、溫濕度控制器、開(kāi)關(guān)量監測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。

    網(wǎng)絡(luò )通訊層:包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據,并可進(jìn)行規約轉換,數據存儲,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器,智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)將數據存儲在本地,待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據,保證服務(wù)器端數據不丟失。

    平臺管理層:包含應用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數據服務(wù)器,一般應用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

    平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計,詳細拓撲結構如下:

    8、系統功能

    平臺采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監控和數據化管理。實(shí)時(shí)監測企業(yè)各類(lèi)能源的消耗情況,通過(guò)數據分析、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能潛力,為節能改造提供數據依據。

    8.1平臺登錄

    在瀏覽器打開(kāi)云平臺鏈接、輸入賬戶(hù)名和權限密碼,進(jìn)行登錄,防止未授權人員瀏覽有關(guān)信息。

    8.2大屏展示

    用戶(hù)登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁(yè)面,展示企業(yè)及各區域的能耗折標、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況,點(diǎn)擊區域展示該區域的分類(lèi)能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

    8.3首頁(yè)

    首頁(yè)展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類(lèi)能耗等企業(yè)級統計數據。

    8.4數據監控

    對企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控。以便企業(yè)用戶(hù)能夠實(shí)時(shí)的監測各個(gè)點(diǎn)位的運作情況,同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)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據支撐。

    • 能源實(shí)時(shí)監控:對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,確保用能環(huán)節的持續穩定運行,顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò )圖、能源計量網(wǎng)絡(luò )圖等功能。
      • 能流圖:需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示;當能源參數越限報警,可提供報警重要性等級分類(lèi),同時(shí)支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報、系統彈窗報警提示等;
      • 配電圖:將配電房真實(shí)情況畫(huà)入配電圖,實(shí)時(shí)展示接入的門(mén)禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數、門(mén)禁水浸狀態(tài)及能耗數據。
      • 實(shí)時(shí)統計:實(shí)時(shí)統計工廠(chǎng)、車(chē)間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值;
      • 數據展示:通過(guò)實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史曲線(xiàn)展示不同區域、不同設備的不同的能耗參數;
    • 檢測:對能源報警信息進(jìn)行集中顯示,可以對報警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作,可以對報警參數進(jìn)行在線(xiàn)設置,當能源參數越限報警,可提供報警重要性等級分類(lèi),具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報、系統彈窗等報警提示;

    8.5視頻監控

    接入攝像頭,實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內實(shí)際情況。

    8.6變壓器監控

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

    8.8儀表實(shí)時(shí)監控

    展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)參數變化,以曲線(xiàn)圖的方式展示。

    8.8能源中控

    將所有有關(guān)能源的能源參數集中在一個(gè)看板中,能從多個(gè)維度對比分析,實(shí)現各個(gè)產(chǎn)業(yè)線(xiàn)的對比,幫助領(lǐng)導掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗,能源成本,標煤排放等的情況。

    8.9用能統計

    從能源使用種類(lèi)、監測區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設備、班組、分項等維度,采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業(yè)用能統計、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jì)分析,折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統計,找出能源使用過(guò)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(guò)程中的浪費。

    8.10成本分析

    統計各個(gè)監測節點(diǎn)(工廠(chǎng)、車(chē)間)的當年、季度、月、周、日各類(lèi)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)品單耗統計

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

    8.12績(jì)效分析

    對各類(lèi)能源使用、消耗、轉換,按班組、區域、車(chē)間,產(chǎn)線(xiàn)、工段、設備等進(jìn)行日、周、月、年、指定時(shí)段績(jì)效統計按照能源計劃或定額制定的績(jì)效指標進(jìn)行KPI比較考核,幫助企業(yè)了解內部能效水平和節能潛力,評定能源消耗是否合理。

    8.13運行監測

    系統對區域、工段、設備能源消耗進(jìn)行數據采集,監測設備及工藝運行狀態(tài),如溫度、濕度、流量、壓力、速度等,并支持變配電系統一次運行監視?芍苯訌膭(dòng)態(tài)監測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數據,支持按能源種類(lèi)、車(chē)間、工段、時(shí)間等維度查詢(xún)相關(guān)能源用量。

    8.14自定義能耗報表

    用戶(hù)可通過(guò)自定義報表頭與列,靈活生產(chǎn)各種報表,查看企業(yè)各個(gè)節點(diǎn)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(shí)段(日、月、年)的同比、環(huán)比分析,分類(lèi)、分時(shí)段、分項(地點(diǎn)、機構、設備)統計圖形對比分析(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(xiàn)路損耗情況、設備運行情況、運維情況等進(jìn)行仔細的統計分析,讓用戶(hù)更加了解系統的運行情況,并為用戶(hù)提供數據基礎,方便用戶(hù)發(fā)現設備異常,從而找出改善點(diǎn),以及針對用能情況挖掘節能潛力。

    8.18能耗設備用能

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

    8.18線(xiàn)損分析

    根據節點(diǎn)、能源分類(lèi),查詢(xún)各個(gè)節點(diǎn)線(xiàn)路上的能源損耗數據,及時(shí)發(fā)現能量在使用過(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問(wèn)題,提醒用戶(hù)及時(shí)進(jìn)行干預。

    8.19碳排放管理

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

    8.20電能質(zhì)量監測

    實(shí)時(shí)監測諧波含量、三相不平衡度、功率因數等,確保功率因數不低于供電局考核指標,避免被罰款和設備出現故障。

    8.21運維管理

    系統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,巡檢人員執行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現問(wèn)題消缺,進(jìn)行故障報修、跟進(jìn)維修進(jìn)度,滿(mǎn)足日常巡檢、設備維修保養需要。

    8.22報警管理

    針對于電氣正常開(kāi)展、限電和能耗雙控,實(shí)現電參量異常報警、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(guò)高。支持分級分類(lèi)報警,可對報警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

    8.23能耗抄表

    可自定義時(shí)間段抄儀表的抄表值以及差值,可自定義抄表的分類(lèi)分項。

    8.24能耗分析自定義時(shí)間抄表

    可自定義時(shí)間段內各個(gè)拓撲節點(diǎn)的能耗值,可自定義抄表能耗值的的分類(lèi)分項。

    8.25容需量報表

    提供容需量報表,實(shí)時(shí)展示容量需量?jì)r(jià)格的變化情況,幫助企業(yè)實(shí)現容改需,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(jìn)行統計分析,為企業(yè)分時(shí)用電,優(yōu)化成本效益提供數據支持。

    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(jìn)行歸檔,可快速查詢(xún)相關(guān)文檔。對儀表臺賬進(jìn)行系統管理,支持文件的上傳和下載。

    8.28 3D可視化大屏

    對場(chǎng)景進(jìn)行虛擬仿真,展示各區域運行及能源消耗情況,可實(shí)現分層預覽、轉場(chǎng)展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果,支持模型與監測點(diǎn)位的自定義綁定。

    8.29 3D子系統

    對各動(dòng)力子系統進(jìn)行虛擬仿真,展示子系統的動(dòng)力管線(xiàn)、設備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及能源消耗情況,可實(shí)現動(dòng)態(tài)的能源流向效果。

    8.30工業(yè)組態(tài)

    可通過(guò)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測數據。

    8.31自定義駕駛艙

    可通過(guò)圖形化的操作方式自定義駕駛艙,以折線(xiàn)圖、餅圖、表格等圖形展示采集數據及各類(lèi)統計數據,數據源包括API、數據庫查詢(xún)、MQTT、Excel等方式。

    8.32基礎數據管理

    對系統的項目、探測器、設備型號、電參量、節點(diǎn)、能源、公示、及相關(guān)參數進(jìn)行配置、修改、刪除等管理、進(jìn)行用戶(hù)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,方便用戶(hù)按能源分類(lèi)、區域、車(chē)間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線(xiàn)比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、事件記錄、運行監視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

    8.34知識產(chǎn)權證書(shū)

    9、系統硬件配置

    應用場(chǎng)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(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監控和數據化管理,監測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況。

    智能網(wǎng)關(guān)

    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)議的數據接入,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)數據;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(jìn)線(xiàn)

    AM5SE-F

    三段式過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、兩段式零序101過(guò)流/反時(shí)限過(guò)流保護、兩段式零序102過(guò)流/反時(shí)限過(guò)流保護、重合閘、后加速過(guò)流保護、過(guò)負荷保護、PT斷線(xiàn)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(guò)電壓保護、零序過(guò)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(xiàn)

    配電變壓器

    AM5SE-T

    三段式過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、兩段式零序101過(guò)流保護、兩段式零序102過(guò)流保護、101反時(shí)限過(guò)流保護、102反時(shí)限過(guò)流保護、過(guò)負荷保護、PT斷線(xiàn)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(dòng)機(2000KW以下)

    AM5SE-M

    過(guò)流一段保護(啟動(dòng)中、已運行)、過(guò)流二段

    保護、反時(shí)限過(guò)流保護、兩段式負序過(guò)流/負序

    反時(shí)限過(guò)流保護、兩段式零序過(guò)流保護、熱過(guò)載保護、過(guò)負荷保護、堵轉保護、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)保護、低電壓保護、非電量保護、PT斷線(xiàn)告警、控制回路故障告警、零序過(guò)壓告警、FC閉鎖、電壓不平衡保護、相序保護、電壓斷相保護、過(guò)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(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、后加速過(guò)流保護、進(jìn)線(xiàn)備投/母聯(lián)備投/聯(lián)切備投/自適應備投、PT斷線(xiàn)告警、控制回路故障告警、母線(xiàn)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(shí)限過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、兩段式零序過(guò)流保護、欠電壓保護、過(guò)電壓保護、零序過(guò)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(xiàn)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(dòng)速斷保護、比率制動(dòng)差動(dòng)保護

    主變

    AM5SE-TB

    三段式過(guò)流保護(帶復合電壓、帶方向閉鎖)、反時(shí)限過(guò)流保護、零序過(guò)流保護、間隙零序電流保護、零序電壓保護、過(guò)負荷保護、啟動(dòng)通風(fēng)、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并列監測

    AM5SE-UB

    PT并列、低電壓告警、PT斷線(xiàn)告警、過(guò)電壓告警、零序過(guò)壓告警

    大功率異步電機

    AM5SE-MD

    電機差動(dòng)速斷保護、比率差動(dòng)保護、啟動(dòng)中過(guò)流一段保護、已運行定時(shí)限過(guò)流保護、過(guò)負荷保護、零序過(guò)流保護、過(guò)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(dòng)速斷保護、比率制動(dòng)差動(dòng)保護

    主變公共測控、進(jìn)線(xiàn)公共測控

    AM5SE-K

    20路遙信、10路開(kāi)出、遙測

    35kV/10kV/6kV 弧光保護

    ARB5-M

    測量所有的常用電力參數,如三相電流、電壓,有功、無(wú)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(shí)時(shí)電力監控系統。

    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(jìn)行時(shí)鐘、費率時(shí)段等參數設置,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(shù)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(shí)現數據交換。

    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(jìn)線(xiàn)柜電能質(zhì)量在線(xiàn)監測

    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(wú)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(dòng)/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(diǎn)波形采樣、定時(shí)錄波、電能質(zhì)量合格率統計,波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看,內存32G,16DO+22DI,2RS485+1RS232+1GPS,+3以太網(wǎng)接口+1WiFi+1USB接口支持U盤(pán)到處數據,支持61850協(xié)議。

    35kV/10kV/6kV間隔智能操控、節點(diǎn)測溫

    ASD500

    液晶屏顯示一次回路動(dòng)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、柜內照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時(shí)、高壓柜內電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)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(dòng)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(shí)時(shí)及需量,本月和上月峰值,電流、電壓不平衡度,66種報警類(lèi)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(jìn)線(xiàn)

    APM810

    三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;實(shí)時(shí)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(lèi)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計,正反向無(wú)功電能統計;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);電流規格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級,無(wú)功電能精度2級

    0.4kV無(wú)功補償

    ARC

    測量I、U、Hz、cosΦ,具備過(guò)電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過(guò)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(shí)時(shí)及需量,本月和上月峰值,電流、電壓不平衡度,66種報警類(lèi)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(wú)功功率補償裝置并聯(lián)在整個(gè)供電系統中,能根據電網(wǎng)中負載功率因數的變化控制電力電容器投切進(jìn)行補償,具有多種補償形式,可根據電網(wǎng)的實(shí)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全數字控制方式,并聯(lián)在系統中,兼補諧波和無(wú)功;可對2~51次諧波進(jìn)行全補償或指定特定次諧波進(jìn)行補償;具備完善的橋臂過(guò)流保護、直流過(guò)壓保護、裝置過(guò)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(wù)與數據處理功能;支持IOS、安卓、PC多平臺交互;具備超前和滯后的功率因數校正功能,可將三相不平衡負荷調整至平衡;具備動(dòng)態(tài)過(guò)溫降載功能,較大限度的保證濾波器的持續運行;具備智能風(fēng)扇轉速控制功能,根據負荷率和環(huán)境溫度智能控制風(fēng)扇轉速,降低損耗;具備動(dòng)態(tài)擴容功能。

    0.4kV出線(xiàn)

    AEM82

    三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統計,正反向無(wú)功電能統計;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);電流規格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級,無(wú)功電能精度2級

    ARD3M

    ARD3智能電動(dòng)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(dòng)機,可與接觸器、電動(dòng)機起動(dòng)器等電器元件構成電動(dòng)機控制保護單元,有遠程自動(dòng)控制、現場(chǎng)直接控制、面板指示、信號報警、現場(chǎng)總線(xiàn)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(jìn)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計,總正反向有功電能統計,總正反向無(wú)功電能統計;紅外通訊;電流規格: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(wú)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(jìn)出線(xiàn)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(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器的數據。裝置帶有一路485接口,可將采集到的溫度數據上傳到監控。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(dòng)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。

    柜內環(huán)境溫濕度

    AHE

    無(wú)線(xiàn)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傳輸的數據,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(dòng)修正功能;各參數可設;斷電后數據可保存10年以上;可根據需要擴展遠程控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)功能;可在120℃下長(cháng)期工作,水解穩定;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(wú)累計誤差;電子部分平時(shí)可不工作,可在讀表瞬間工作;直讀燃氣表無(wú)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(wú)機械齒輪,無(wú)磁傳感器,耐磨、耐腐蝕、防攻擊;電壓低或受到攻擊破壞時(shí)自動(dòng)報警;溫度傳感器斷路、短路時(shí)自動(dòng)報警;流量和溫度分段,準確度高;溫度的冷熱端采用數字方法修正和校準,誤差接近于0;根據流速智能降耗;數據多重備份自動(dòng)糾錯技術(shù);低功耗

    10、結論

    本系統基于礦區現有相關(guān)能耗數據和增加新的能耗采集點(diǎn),結合大數據分析平臺,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管系統。填補數據服務(wù)于現場(chǎng)現場(chǎng)能耗監測的空白,充分挖掘煤礦海量數據的價(jià)值,起到數字化轉型示范作用。符合國家煤礦數字化轉型發(fā)展規劃,是典型的數字化轉型案例。

    同時(shí)通過(guò)一套完善的能管系統,運用目前的數據采集技術(shù),把各個(gè)區域的能耗數據串聯(lián)起來(lái),綜合監測、綜合分析、綜合管控,綜合管理。實(shí)現節能減排、實(shí)現國家2030“碳達峰”戰略性政策目標。主要體現在以下幾點(diǎn):

    在接入現有電力計量系統的基礎上,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(jìn)行分層監管。

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

    對生產(chǎn)過(guò)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(jìn)行監測,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(jìn)行核算。

    面向重要設備、重要工序、各級用能單位構建數字化能耗及碳排放模型,進(jìn)行同比、環(huán)比及對標分析,實(shí)現適時(shí)預警。

    結合有效產(chǎn)出數據,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。

    利用監管系統積累的大數據,對礦業(yè)公司更多層級的能耗、能效及碳排放情況進(jìn)行預測,為管理部門(mén)決策提供參考。

    參考文獻

    1. 陳永光.邢涵.王鵬.基于礦區的能耗在線(xiàn)監測研究[J].工程建設.2023.6(9):126-128
    2. 廖大強.數據采集技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)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(jiǎn)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。


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