電力需求側(cè)管理及智能電力監(jiān)控技術(shù)在服裝制造行業(yè)錯(cuò)峰限電中的應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

一、行業(yè)用戶用電特性分析

服裝制造業(yè)按國(guó)民生產(chǎn)行業(yè)分類可細(xì)分為：紡織服裝制造業(yè)、紡織面料鞋的制造業(yè)、制帽業(yè)。

該行業(yè)一般都由10kV變電所和0.4kV供電，其用電負(fù)荷中等或較??；生產(chǎn)性質(zhì)為三班制連續(xù)作業(yè)。服裝制造業(yè)屬于勞動(dòng)密集型企業(yè)，每個(gè)車間為一條生產(chǎn)流水線，使用的設(shè)備數(shù)量多、功率小，負(fù)荷相對(duì)比較平穩(wěn)。服裝企業(yè)非生產(chǎn)用電除辦公樓外，廠區(qū)內(nèi)都建有宿舍和食堂，非生產(chǎn)用電約占總用電量的10%左右。

服裝制造行業(yè)用戶設(shè)備分類表

 二、行業(yè)用戶參與錯(cuò)峰限電能力分析

1. 該行業(yè)用戶一般生產(chǎn)時(shí)間為7：30～21：00，在生產(chǎn)時(shí)間段負(fù)荷曲線相對(duì)穩(wěn)定，在高溫或嚴(yán)寒季節(jié)，該類企業(yè)的用電需求也有所變化，隨著溫度的變化，用電負(fù)荷將有上升，夏季高溫期間將增加35%左右的空調(diào)負(fù)荷。服裝制造行業(yè)的辦公、生活用電約占總用電的10%左右，生產(chǎn)用電以車間為單位，每個(gè)車間的上下道工序相互銜接，錯(cuò)峰時(shí)只能以車間為單位進(jìn)行限電。

2. 緊急錯(cuò)峰限電，可停用非生產(chǎn)性負(fù)荷和生產(chǎn)性負(fù)荷，可以快速響應(yīng)錯(cuò)峰實(shí)施。該行業(yè)用電負(fù)荷中等偏小，緊急錯(cuò)峰限電效果較好。

3. 階段性錯(cuò)峰，該行業(yè)用戶可以通過(guò)組織部分生產(chǎn)車間停產(chǎn)讓電的方式開(kāi)展，階段性錯(cuò)峰效果較好。

三、行業(yè)用戶參與錯(cuò)峰限電技術(shù)方案

（一）缺口等級(jí)Ⅳ級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰：

執(zhí)行錯(cuò)峰指令，大型服裝廠對(duì)辦公用電、生活用電等部分非生產(chǎn)用電限電、部分車間停產(chǎn)，保證企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性。中小型服裝廠每周開(kāi)六停一。

2. 緊急錯(cuò)峰：

接到錯(cuò)峰指令后快速停用辦公用電（電腦、打印機(jī)、照明、空調(diào)、電梯）等非生產(chǎn)性負(fù)荷，然后根據(jù)指令釋放負(fù)荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。

（二）缺口等級(jí)Ⅲ級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰：

執(zhí)行錯(cuò)峰指令，大型服裝廠對(duì)辦公用電、生活用電等部分非生產(chǎn)用電限電、部分生產(chǎn)車間停產(chǎn)，保證企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性。中小型服裝廠每周開(kāi)六停二。

2. 緊急錯(cuò)峰：

接到錯(cuò)峰指令后快速停用生產(chǎn)輔助設(shè)備和部分生產(chǎn)車間的孔壓機(jī)、裁剪機(jī)、縫紉機(jī)、粘合機(jī)、斷布機(jī)等生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行限電。然后根據(jù)指令釋放負(fù)荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。

（三）缺口等級(jí)Ⅱ級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰：

執(zhí)行錯(cuò)峰指令，大型服裝廠對(duì)辦公用電、生活用電等部分非生產(chǎn)用電限電、部分生產(chǎn)車間停產(chǎn)，保證企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性。中小型服裝廠每周開(kāi)六停三。

2. 緊急錯(cuò)峰：

在執(zhí)行Ⅲ級(jí)方案的基礎(chǔ)上，繼續(xù)停用部分生產(chǎn)車間進(jìn)行限電，完成錯(cuò)峰指標(biāo)。然后根據(jù)指令釋放負(fù)荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。

（四）缺口等級(jí)Ⅰ級(jí)參與方案

1. 階段性錯(cuò)峰：

執(zhí)行錯(cuò)峰指令，企業(yè)停產(chǎn)，非生產(chǎn)用電只留門衛(wèi)、消防、職工生活等用電。

2. 緊急錯(cuò)峰：

在執(zhí)行Ⅱ級(jí)方案的基礎(chǔ)上，繼續(xù)停用部分生產(chǎn)車間進(jìn)行限電，直至企業(yè)停產(chǎn)，非生產(chǎn)用電只留門衛(wèi)、消防、職工生活等用電以完成錯(cuò)峰指標(biāo)。然后根據(jù)指令釋放負(fù)荷恢復(fù)正常生產(chǎn)。

四、行業(yè)用戶參與錯(cuò)峰限電風(fēng)險(xiǎn)及注意事項(xiàng)

1. 服裝制造業(yè)屬于勞動(dòng)密集型企業(yè)，一般每個(gè)車間的工人數(shù)大都超過(guò)一百人，大型服裝企業(yè)每個(gè)車間工人數(shù)一般超過(guò)五百人。由于服裝企業(yè)的生產(chǎn)車間均為全封閉，因此夏季空調(diào)負(fù)荷很大，在需要限電時(shí)企業(yè)為保證產(chǎn)品質(zhì)量和工人不停工，優(yōu)先考慮停用生產(chǎn)設(shè)備，保留空調(diào)用電和照明用電。

2. 服裝制造行業(yè)的企業(yè)接到訂單后，給予的生產(chǎn)時(shí)間都很短，需集中力量生產(chǎn)，如企業(yè)參與錯(cuò)峰限電后，影響訂單的完成情況，造成不能按合同及時(shí)交貨，特別是以外貿(mào)訂單為主的企業(yè)，將面臨很大的考驗(yàn)。

3. 服裝企業(yè)都是勞動(dòng)密集型企業(yè)，工人薪資都是按基本工資加計(jì)件提成的模式確定，如企業(yè)參與錯(cuò)峰限電后，有部分工人被迫停工，影響其工資收入，zui終導(dǎo)致工人流失，給原本就招工難的服裝行業(yè)雪上加霜。

因此，該行業(yè)用戶參與錯(cuò)峰時(shí)，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況，科學(xué)、合理地編制內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案，主動(dòng)配合錯(cuò)峰實(shí)施，杜絕惡性事故發(fā)生，主動(dòng)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任同時(shí)將損失降到zui低。

五、智能電力監(jiān)控的功能與應(yīng)用

5.1項(xiàng)目概況

蘇州某紡織制造廠變配電系統(tǒng)主要由工廠一樓高壓電機(jī)出線和三樓配電室進(jìn)行變配電管理，共計(jì)一個(gè)高壓出線回路，32個(gè)低壓出線回路，高壓出線回路，工廠三樓配電室提供整個(gè)常熟滌綸的生產(chǎn)所需電力。監(jiān)控值班室設(shè)置在工廠的二樓監(jiān)控室。

5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以監(jiān)控主機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

1）站控管理層

站控管理層針對(duì)電能管理系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。

監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。

打印機(jī)：系統(tǒng)召喚打印或自動(dòng)打印圖形、報(bào)表等。

UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行，提供足夠的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層設(shè)備為CP134U-I擴(kuò)展卡。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。

通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場(chǎng)總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測(cè)量?jī)x表?yè)?dān)負(fù)著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至監(jiān)控主機(jī)。

5.3系統(tǒng)功能

上位機(jī)軟件為Acrel-3000電能管理系統(tǒng)組態(tài)軟件，該軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與監(jiān)測(cè)的軟件，zui大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)功能。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面，可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各電參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ)。系統(tǒng)還提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)曲線分析，符合用戶設(shè)計(jì)需要的報(bào)表、事件記錄和故障報(bào)警等功能。整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)所有回路用電量的采集和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、電力監(jiān)控與電能管理功能。

①數(shù)據(jù)采集和顯示

現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量并采集回路數(shù)據(jù)信息，上位機(jī)軟件再對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)或周期采集并存儲(chǔ)，可以自由設(shè)置采集的時(shí)間周期，zui小的系統(tǒng)支持的采集周期。可以隨時(shí)查看任一表計(jì)的瞬時(shí)表值、累計(jì)量等信息，記錄時(shí)間間隔內(nèi)電力儀表的電壓、電流、功率因數(shù)和有功電度等。這些參數(shù)信息可以自動(dòng)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于查詢。

系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面，便于普通的現(xiàn)場(chǎng)值班人員查看并記錄相關(guān)信息，系統(tǒng)一次圖不僅顯示了線路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，還實(shí)時(shí)顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數(shù)。所有數(shù)據(jù)信息都定期的保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

②遠(yuǎn)程抄表

系統(tǒng)對(duì)所有采集到的數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)的顯示，并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，因此可以手動(dòng)查詢每個(gè)回路的所有實(shí)時(shí)及歷史電參量數(shù)據(jù)，并以表格的形式展現(xiàn)給用戶，便于打印、保存。

③電能報(bào)表與棒圖

系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表并有報(bào)表打印功能，并可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，同時(shí)這些報(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出。

系統(tǒng)還可以根據(jù)生成的電能報(bào)表，對(duì)每一回路的用電量根據(jù)時(shí)間不同形成年用電棒圖、月用電棒圖以及每日的用電棒圖，便于查看。

④電流、功率趨勢(shì)曲線

對(duì)于所有回路，不僅可以對(duì)電流、功率進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與監(jiān)測(cè)，并可以根據(jù)保存的歷史數(shù)據(jù)做成趨勢(shì)曲線，可以查看實(shí)時(shí)和歷史變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)電力負(fù)荷容量，并可對(duì)電力故障進(jìn)行查詢，保證電力負(fù)荷的安全運(yùn)行。

⑤事件記錄與報(bào)警

主要用于查看歷史報(bào)警信息；幫助用戶進(jìn)行事故查詢與追憶；支持歷史查詢，打印等功能。實(shí)時(shí)報(bào)警信息會(huì)即時(shí)彈出，提醒用戶所進(jìn)行的操作。并對(duì)所有操作具有自動(dòng)事件記錄功能。

六、主要監(jiān)控產(chǎn)品

（1）高壓回路或低壓進(jìn)線回路選ACR330ELH儀表

該表為電能質(zhì)量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測(cè)量；4DI+3DO（DO3做過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、不平衡報(bào)警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸：120×120mm，開(kāi)孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜。

（2）低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220EL電力儀表

該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì)；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開(kāi)孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜。

（3）低壓出線柜選ARD系列

該表測(cè)量三相電流、定值查詢、定值整定、過(guò)載、斷相（不平衡）、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護(hù)功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護(hù)、SOE記錄、多種起動(dòng)模式、RS485通訊接口、MODbus協(xié)議/Profibus-DP協(xié)議可選。

（4）節(jié)能產(chǎn)品可選導(dǎo)軌表或APF有源濾波裝置

照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測(cè)量；單相電能計(jì)量。

ARD

DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計(jì)量。

DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、zui大需量統(tǒng)計(jì)；電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于動(dòng)力柜。

ANAPF系列有源電力濾波裝置，以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載的諧波和無(wú)功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個(gè)和當(dāng)前諧波分量和無(wú)功分量對(duì)應(yīng)的反向分量并實(shí)時(shí)注入電力系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償。

七、設(shè)備清單

參考文獻(xiàn)：

[1]安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)解決方案.2013.1版.

[2]服裝制造行業(yè)錯(cuò)峰限電技術(shù)指導(dǎo)．

 作者簡(jiǎn)介：

徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娏ΡO(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，: 2880157857