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劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:節(jié)能降耗是油氣生產(chǎn)企業(yè)的項(xiàng)重要社會義務(wù)和社會責(zé)任。如何實(shí)時準(zhǔn)確的對企業(yè)能耗尤其是電力能耗進(jìn)行量化的監(jiān)測,如何合理的制定節(jié)電指標(biāo),就成為了企業(yè)電力能耗 監(jiān)測所面臨的重要問題。本文通過構(gòu)建電力能耗監(jiān)測系統(tǒng),設(shè)計(jì)了套對電力設(shè)備能耗和重點(diǎn)耗能設(shè)備進(jìn)行動態(tài)跟蹤的監(jiān)測方案,使相關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)能及時了解和掌握油田節(jié)能方面的相關(guān)信息,為制定和考核節(jié)能指標(biāo)提供了數(shù)據(jù)支撐,更有利節(jié)能降耗工作的開展,保證下達(dá)任務(wù)的科學(xué)合理和快速準(zhǔn)確。
關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗;電力能耗監(jiān)測系統(tǒng)
1 引言
電力消耗是個企業(yè)能耗的重要組成部分,電力能源支出同樣也是了企業(yè)經(jīng)營成本的主要組成部分。在目前,現(xiàn)有能耗管理的狀況已滿足不了實(shí)際工作需要,在日常管理中,沒有電量分單位計(jì)量系統(tǒng)和重點(diǎn)能耗設(shè)備跟蹤系統(tǒng),信息的傳送也只能以靜態(tài)報(bào)表的方式向上報(bào),不能及時了解和掌握節(jié)能方面的動態(tài)信息。
為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,為了降低企業(yè)的投資與運(yùn)行成本,為了對節(jié)能降耗工作尤其是對企業(yè)用電節(jié)能有個明確的考核標(biāo)準(zhǔn),我們決定建設(shè)套用電監(jiān)測系統(tǒng),并通過這個系統(tǒng)的運(yùn)行,實(shí)行套對電力設(shè)備能耗和重點(diǎn)耗能設(shè)備進(jìn)行動態(tài)跟蹤的監(jiān)測方案。
2 能耗檢測系統(tǒng)的建立與應(yīng)用
在實(shí)施過程中,將所有的能耗設(shè)備建立臺帳,設(shè)置專門節(jié)能網(wǎng)頁,對重點(diǎn)耗能設(shè)備要進(jìn)行動態(tài)跟蹤,使相關(guān)部門能及時了解和掌握節(jié)能方面的相關(guān)信息,實(shí)現(xiàn)對能耗設(shè)備的合理及時的管理和跟蹤。
2.1 主要能耗設(shè)備分析
油氣生產(chǎn)單位的主要能耗集中在機(jī)采、注水、集輸三大用能系統(tǒng),包括油、氣、水、電四大類耗能。本系統(tǒng)能耗管理主要圍繞電量計(jì)量和重點(diǎn)能耗設(shè)備(注水泵、輸油泵、熱洗泵、摻水泵)這兩部分展開。
其中電量計(jì)量主要包括對各單位主變電量、注水電量、注氣電量、機(jī)采電量以及各變電所計(jì)量設(shè)備電量、線路電量數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)測。重點(diǎn)能耗設(shè)備的監(jiān)測主要包括:輸油泵、摻水泵、熱洗泵、污水泵、污油泵、加熱爐和鍋爐等設(shè)備。
2.2 能耗監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)方案
2.2.1 系統(tǒng)建設(shè)的主要思路
建立電量分單位計(jì)量數(shù)據(jù)采集和報(bào)表數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)錄入、報(bào)表生成及運(yùn)行曲線等功能;建立重點(diǎn)能耗設(shè)備相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型,通過報(bào)表、曲線的形式實(shí)現(xiàn)對能耗設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的動態(tài)跟蹤。
2.2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
能耗信息管理系統(tǒng)具體功能有:(1)重點(diǎn)能耗設(shè)備運(yùn)行動態(tài)。主要對設(shè)備的能耗情況建立單獨(dú)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表查詢、匯總等功能。(2)電量分單位計(jì)量。主要包括對各變電所主變電量、注水電量、電容器電量以及各線路電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),形成各單位耗電日報(bào)、月報(bào)及耗 電曲線。
2.2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
電量分礦計(jì)量系統(tǒng)功能;根據(jù)業(yè)務(wù)流程和用戶需求,系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)分為四項(xiàng):(1)數(shù)據(jù)采集功能,完成計(jì)算電量消耗基本數(shù)據(jù)的錄入;(2)統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能,根據(jù)特定的算法將原始數(shù)據(jù)加工成結(jié)果數(shù)據(jù);(3)數(shù)據(jù)展示功能,將成果數(shù)據(jù),以報(bào)表或曲線形式展示出來;(4)系統(tǒng)管理維護(hù)功能,包括對用戶的授權(quán)管理。
重點(diǎn)能耗設(shè)備系統(tǒng)功能;重點(diǎn)能耗設(shè)備(如地面工程中注水泵、輸油泵的運(yùn)行參數(shù)以及 中轉(zhuǎn)站和聯(lián)合站的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)),建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型,編制數(shù)據(jù)采集界面,由相關(guān)單位進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入,zui終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、報(bào)表和曲線生成等功能。
2.2.4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要可以分為三大部分:di部分系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集。主要實(shí)現(xiàn)將各個能耗監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的日數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中。第二部分?jǐn)?shù)據(jù)的處理。將原始數(shù)據(jù)處理成分單位的日、旬、月數(shù)據(jù),并組織成所需使用的各種數(shù)據(jù)實(shí)體。第三部分?jǐn)?shù)據(jù)的展示。將成果數(shù)據(jù),通過報(bào)表、曲線等展示方式,將能耗直觀的展示出來。
數(shù)據(jù)的采集:數(shù)據(jù)采集主要是對能耗監(jiān)測系統(tǒng)中需要錄入的數(shù)據(jù)建立采集界面,并給錄入人員配置相應(yīng)的用戶權(quán)限,完成采集應(yīng)用部署。
數(shù)據(jù)的處理:數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)是把數(shù)據(jù)從原始數(shù)據(jù)到成果數(shù)據(jù)組織的過程,是通過編制存儲過程和視 圖來實(shí)現(xiàn)的。存儲過程用于完成整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)組織和報(bào)表庫的生成,對于每個報(bào)表都有個數(shù)據(jù)庫和個存儲過程來支持。它從源數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)數(shù)據(jù)、進(jìn)行必要的計(jì)算形成成果數(shù)據(jù),供報(bào)表、曲線展示使用。本系統(tǒng)采用了視圖作為數(shù)據(jù)調(diào)用的手段,其結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)是建立在對表的查詢基礎(chǔ)上的,從而節(jié)省了繁瑣的計(jì)算時間,為其他工作提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)源。
數(shù)據(jù)的展示:曲線是展示數(shù)據(jù)的種重要方法,它具有形象直觀的點(diǎn),以便讓觀測者根據(jù)結(jié)果對所關(guān)心內(nèi)容作前期的預(yù)測。為此開發(fā)了曲線的展示功能,查詢?nèi)藛T通過耗電曲線可以 目了然的查看、分析電量數(shù)據(jù),并提出科學(xué)合理的能耗控制方案。
3 安科瑞重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)及應(yīng)用功能
3.1 平臺的架構(gòu)
重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)采用“家平臺+省級平臺+重點(diǎn)用能單位接入端系統(tǒng)”的架構(gòu),重點(diǎn)用能單位端能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到省級平臺,再由省級平臺上傳至家平臺。沒有建設(shè)省級平臺的,重點(diǎn)用能單位端能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)直接上傳到家平臺。
重點(diǎn)用能單位“接入端系統(tǒng)”部署在重點(diǎn)用能單位內(nèi)部,由重點(diǎn)用能單位負(fù)責(zé)建設(shè)。主要功能是,通過計(jì)量儀表、工控系統(tǒng)等采集、匯總本單位能耗數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)上傳至省級平臺,或直接上傳至家平臺。
圖1 安科瑞重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)組成示意圖
3.2 平臺的應(yīng)用功能
重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)為節(jié)能主管部門、用能單位及社會公眾服務(wù),需要提供在線監(jiān)測、總量控制、節(jié)能目標(biāo)考核、碳排放管理等節(jié)能綜合管理功能,提供能效水平分析、能源利用狀況報(bào)告上報(bào)、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)展示等企業(yè)服務(wù)功能,同時還需要提供節(jié)能法規(guī)政策、節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品推廣等公眾服務(wù)功能。
3.2.1數(shù)據(jù)采集
可通過Modbus(GB/T19582)、DL/T645、CJ/T188等協(xié)議,從現(xiàn)場儀表采集需要的能耗實(shí)時數(shù)據(jù);可從數(shù)據(jù)采集器獲取數(shù)據(jù):通過Modbus TCP(GB/T19582)、MQTT、HTTPS等標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議從數(shù)據(jù)采集器獲取能耗實(shí)時數(shù)據(jù);可從自動化信息系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù):通過OPC協(xié)議從重點(diǎn)用能單位的自動化信息系統(tǒng)采集需要的能耗實(shí)時數(shù)據(jù);支持手工填報(bào)數(shù)據(jù):對于不具備在線采集條件的數(shù)據(jù),應(yīng)提供手工填報(bào)數(shù)據(jù)上傳的模式。能耗在線監(jiān)測端設(shè)備應(yīng)提供數(shù)據(jù)接入的軟件配置工具,支持上述多種標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的軟件配置界面,配置完畢后,在能耗在線監(jiān)測端設(shè)備可運(yùn)行基于SQL、OPC、Modbus、DL/T645、CJ/T188協(xié)議的數(shù)據(jù)接入執(zhí)行模塊,按照配置制定的規(guī)則,定時從數(shù)據(jù)采集點(diǎn)獲取數(shù)據(jù),送入數(shù)據(jù)處理模塊,進(jìn)行必要的運(yùn)算處理,生成符合規(guī)范要求的上傳數(shù)據(jù),再送入數(shù)據(jù)上傳模塊進(jìn)行編碼上傳。
3.2.2數(shù)據(jù)上傳
按照重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范定義的系統(tǒng)平臺接口協(xié)議規(guī)范的要求,將用能企業(yè)的基礎(chǔ)信息、計(jì)量器具信息、用能數(shù)據(jù)及能效數(shù)據(jù)上傳至省級或家平臺,上傳數(shù)據(jù)經(jīng)過HTTPS協(xié)議加密傳輸。如果數(shù)據(jù)傳輸失敗或超時(網(wǎng)絡(luò)故障),將重發(fā)數(shù)據(jù),直至接收成功反饋消息。
3.2.3數(shù)據(jù)處理及存儲
實(shí)時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)可按照企業(yè)要求的時長、周期進(jìn)行存儲、備份并保證數(shù)據(jù)存儲的性和可靠性;可按照企業(yè)管理需要進(jìn)行分類查詢,方便快捷;本地歷史數(shù)據(jù)應(yīng)存儲6個月以上,并可以方便導(dǎo)出。
3.2.4平臺功能
企業(yè)除了滿足zf文件要求的用能數(shù)據(jù)上傳的任務(wù)外,還可以建設(shè)套本地的能源管理系統(tǒng),實(shí)時掌握企業(yè)用能情況,為企業(yè)節(jié)能降耗、節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)服務(wù),具體軟件功能:能耗實(shí)時監(jiān)測;能夠?qū)Ω鞣N能源(水、電、氣、熱等)利用的全過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析,建立能源平衡,并進(jìn)行平衡分析;統(tǒng)計(jì)企業(yè)、車間、生產(chǎn)線、重點(diǎn)用能設(shè)備的逐時、駐日、逐月用能情況;對企業(yè)能耗情況按照家標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)需要進(jìn)行分解如總能耗、分類能耗、分項(xiàng)能耗、區(qū)域能耗、產(chǎn)值能耗、產(chǎn)品能耗或人均能耗,統(tǒng)計(jì)計(jì)算后進(jìn)行初步分析,實(shí)現(xiàn)定額管理,能夠進(jìn)行初步的能源需求預(yù)測,初步能源審計(jì)功能,可以對企業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、去向,綜合能耗(產(chǎn)值、單位產(chǎn)品)、節(jié)能量(包括減排情況)進(jìn)行匯總分析,并進(jìn)行有針對性的對標(biāo)(地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)歷史數(shù)據(jù))。
3.3重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測設(shè)備選型
應(yīng)用場合 | 型號 | 功能 |
照明箱 | 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(jì),總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),總正反向無功電能統(tǒng)計(jì);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 |
AEW100 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功、無功電能計(jì)量,2-31次分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)測量;支持復(fù)費(fèi)率、歷史電能記錄;支持RS485通訊、470MHz無線通訊、紅外通訊;有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
動力柜 | ACR220EL | LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、S、PF、F);四象限電能計(jì)量RS485/Modbus可選復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì);4DI+2DO |
配電箱 | ARCM300T-Z | 三相(I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz)單回路剩余電流監(jiān)測,4路溫度監(jiān)測,1路繼電器輸出,4路開關(guān)量輸入,時間記錄,內(nèi)置時鐘,點(diǎn)陣式LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊,可選用2G/4G/NB通訊方式 |
智能網(wǎng)關(guān) | ANet系列網(wǎng)關(guān) | ARM32位處理器;內(nèi)存>64M;電子硬盤容量>128M;功耗<10W;RS-485接口數(shù)量:2/4/8個,光耦隔離;帶百兆網(wǎng)口;帶4G通訊;支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)SML格式及AES加密;電磁兼容4級 |
表1 重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測設(shè)備選型表
4 結(jié)束語
該系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了對電量能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容的能耗動態(tài)監(jiān)測,并設(shè)置了專門的節(jié)能信息管理網(wǎng)頁。通過本系統(tǒng)的研制開發(fā),有以下的結(jié)論和認(rèn)識:
通過電力能耗監(jiān)測軟件的投入使用使得企業(yè)用電的實(shí)際使用情況和變化趨勢變得目了然,大大節(jié)省了工作人員的人力負(fù)擔(dān),可以及時高效的反應(yīng)電力負(fù)荷變化情況。
綜上所述,本系統(tǒng)是套靈活、高效的集采集、傳輸、加工、存儲和使用等體化的電力能耗管理平臺。系統(tǒng)對耗電及重點(diǎn)能耗設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行動態(tài)跟蹤,使節(jié)能管理人員能夠方便實(shí)時的監(jiān)測耗能的變化情況,對于數(shù)據(jù)反映出的問題及時做出判斷,提出科學(xué)合理的節(jié)能解決方案,實(shí)現(xiàn)實(shí)效節(jié)能。
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[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版.
作者簡介:
劉細(xì)鳳,女,主要研究方向?yàn)橹攸c(diǎn)能耗監(jiān)測系統(tǒng)在油田節(jié)能中的應(yīng)用。