贝之瑞PDM用电能效管理系统在太原高新区供热公司的应用

1．项目概述

太原高新区供热公司是隶属于太原高新区管委会的国有企业，负责整个高新区范围内单位和居民的冬季供暖服务，供暖设备以国产为主，关键部件由国外引进，生产控制引进进口DCS控制系统，并装有变频调速装置等其他节电设备。

由于供热系统用电的特殊性，用电负荷波动很大，每个供热周期内前期与后期设备运行效率相差很多，各阶段变压器使用率也不同，通过合理调整运行方式和用电结构实现节能降耗的空间很大。另外，供热公司大功率电机很多，且普遍安装变频调速设备，导致系统谐波问题严重，经常发生设备无法正常启动，开关、电容器损坏的事故。因此，在经过多次考察和调研后决定安装我公司用电管理系统，达到优化运行方式和用能结构实现合理用电、节约用电，有效降低用电成本以及谐波在线监测、分析的双重目的。

系统实施后，企业管理人员随时通过计算机直观看到各生产环节主要设备的运行情况和相关运行参数，及时发现运行中出现的问题，研究分析哪些是合理使用，哪些是不合理使用，哪些损失是必要的，哪些损失是不必要的。在此基础上找出使用中的问题，制定节电措施和整改规划。
同时系统在线采集并自动生成各种用电数据统计、分析报表，及时向管理人员提供整体、各工序以及班组电能消耗统计分析数据，解决企业没有专职的能源统计、管理人员的问题，有效提高能源管理效率和水平。

2．系统架构及项目实施情况

图1：系统架构图

根据企业生产用电结构，选择对1#主变、2#主变、500KVA箱变和1#锅炉、5#锅炉、1#循环泵、3#循环泵共7条回路的用电数据进行采集和监测。
系统在线监测各回路用电数据，当出现异常状况时可发出报警信号，供运行值班人员及时发现问题并做调整。

3．系统主要功能

3.1电能消耗过程的信息化、可视化

系统在线监测整个企业的用电实时数据和电能消耗动态信息，并将这些数据与相对应的设备、车间、班组生产数据相结合，现场运行管理人员可了解和掌握生产环节和重点设备的实时能耗状况、单位能耗数据、能耗变化趋势和实时运行参数等信息；
 

图2：电气系统模拟接线图

3.2企业用电信息统计、管理

系统可自动生成多种用电及能耗信息统计图形、曲线和报表，如以日、周、月、年为周期的电能消耗统计报表及生产单耗统计报表，为用户提供全面有效节能信息，包括电能消耗结构分析、用电成本分摊、峰谷用电构成等，评估某一节能措施的效果和 关联影响等，为节能管理和考核提供决策依据，对企业能源消耗结构和方式的改进、优化提出方案和建议；
 

图3：用电统计报表及柱状图

3.3历史用电数据数据对比、分析

系统具有强大的历史能耗/能效数据追溯和分析功能，可在不同时段下生成各种能耗/能效数据报表和曲线，帮助用户了解真实用电状况，掌握最大负荷和最小负荷 的发生时间，及时发现生产工艺、运行方式和用电结构存在的深层次问题，为实施错峰填谷、改善三相平衡度，提高负荷率，降低用电最大需量提供依据；
 

3.4电能质量及谐波监测

电力电子技术在电气化铁路、电解工厂、电弧炉冶炼和电机变频调速等领域的广泛应用，在提高生产效率的同时也产生了大量的谐波污染电网，导致谐波和电能质量问题的发生。谐波的主要危害：
 - 非线性、冲击性和不对称性负荷会使公用电网电能质量变坏，企业无法正常生产，废品率上升，造成停电事故和重大经济损失；
 - 谐波电压或负序电压会引起电力系统自动装置误动作；
 - 谐波电压会使电力变压器、供电线路及电机发热，损耗增加，设备故障率上升；3%的负序电压会使电动机的寿命减半；
 - 电力系统中运行的电容器30%以上的事故是谐波造成的，谐波会造成电容器故障、发热，甚至会发生“鼓肚”爆炸事故。
 - 电力系统的谐波和电压偏差严重干扰通信和计算机系统的正常工作，通信网络中50%以上的数据丢失事故是电能质量问题引起的；
 - 电源中谐波成份会引起电能计量误差和电费收取的公正性。
 

图5：谐波分量图
 

系统在线监测电能质量和谐波分量，通过谐波分量图和趋势图，使用户及时了解真实用电环境，避免谐波危害和电能质量问题的发生，降低供电系统谐波和无功损耗。通常购置谐波监测设备需要较大的投资，本系统能同时实现电能消耗状况以及谐波监测、分析的双重功能。

4．项目实施效果

系统投入运行后，供热公司运行部负责人对系统评价很高，称有了这套系统后，在办公室里就能掌握下面所有用电设备的参数信息和运行情况，可以及时发展问题采取措施；系统提供的各种统计、分析数据，一方面可以帮助相关部门了解当前运行情况进行分析、决策，另一方面给公司内部能效管理、考核提供了依据，物有所值。
系统实施后,供热公司通过系统监测、分析的运行数据，对用电结构进行了优化，加强了对班组用电的管理和考核，并根据电动机运行效率的合理调整了运行方式，收到了5.8%的节电效果。