电力能耗在浙江春风动力有限公司的应用

为了稳步推进双碳目标，在能源消费强度和消费总量的“双控”背景下，企业需要考虑如何应对能耗双控以保障正常生产。现有大部分企业依然采用电、水、气、冷、热等各种能源供应系统“单独规划、单独设计、独立运行”的模式。普遍存在计量检测到配备不足;计量设备计量精度不高、计量数据不准确;人工抄表可靠性低;难以良好监测和评估主要耗能设备的用能效率;缺少决策数据支持，对于节能评估无法提供可靠参考数据;缺乏良好的企业能效评估指标体系，能耗管理措施难以落地等情况。本文介绍的企业能源管控平台，采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、超大限度地利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。

1、概述

浙江春风动力股份有限公司是春风控股集团的子公司，成立于1989年，是一家专业从事全地形越野车(ATV、UTV、SSV)、大排量摩托车及配套水冷发动机产品研发的股份有限公司，公司总部设在杭州余杭经济开发区，公司拥有完整、科学的质量管理体系。公司的诚信、实力和产品质量获得业界的认可。

通过搭建企业能源管控平台，对企业的能源消耗、用电安全、电能质量、生产工艺、主要设备实行动态监控和数据化管理，实时监测企业、车间、产线、主要设备电、水、天然气和压缩空气等能源的消耗情况、变配电设备的运行状况、用电回路的电气安全情况、配电系统的电能质量，并通过数据分析和挖掘，对单位产品能耗、万元产值能耗、能耗成本、碳排情况等进行分析，实现用能精细化管理、提高设备运行效率、保障用电安全，为减排降耗、挖掘节能潜力提供数据支持。同时提供便捷、优良的自动化运维，从根本上解决人力成本高、工作强度大、运维效率低等问题，打造“安全、优良、绿色、低碳”的智慧工厂，为企业提供综合能源服务的新业态。

2、项目需求

项目计量体系包括厂区、车间、产线，监测区域涵盖车架、发动机、机加工、涂装、整车等车间，行政楼、研发楼等办公楼以及各配电房，监测的能源类型包括电、水、天然气和压缩空气。一期接入新增的170块电表、10块水表，其中天然气和压缩空气通过手动录入的方式进行统计。二期接入80块电表和3块水表，预计三期再接入300个计量点位。

系统需求主要包括：

用能统计

从区域、车间、生产工艺、工序、工段、设备等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业分类/分项用能情况进行统计，并进行趋势和同环比分析;

能耗预测

通过对厂区、车间的能耗使用情况进行分析，构建能耗计算模型，进行训练，调整并优化模型，采用预测算法对企业未来能耗趋势进行预测分析，为节能提供良好的决策依据;

产量统计

提供产量统计,支持手动录入及与MES对接获取产量数据;

电能质量监测

对电网中的谐波进行实时监测，并以矢量图的形式展示三相不平衡度，支持历史数据的查询;

3、系统结构

现场采用多回路计量仪表和远传水表，对用电回路和用水支路进行采集，通过RS485接口与电力物联网边缘计算网关进行通讯，实现全电力参数和流量等数据的监测、预警与存储，再由电力物联网边缘计算网关，通过以太网将数据上传至搭建在数据中心的能源管控平台上。

平台采用分层分布式结构进行设计，详细拓扑结构如下：

系统可分为三层：即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。

现场设备层：主要是380V部分的计量仪表和远程水表，通讯协议为标准modbus-rtu，用于采集用电回路全电力参数和用水支路流量的各类仪表，也是构建该配电、耗水系统必要的基本组成元素。

网络通讯层：包含电力物联网边缘计算网关、网络交换机等设备。电力物联网边缘计算网关接收现场设备层采集的数据，并可进行规约转换、数据存储，通过网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。电力物联网边缘计算网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

4、企业指标

4.1 电力指标

4.2 水指标

4.3 用能单元指标

5、系统功能

5.1 首页

首页展示企业的变配电情况、能耗数据、万元产值趋势、峰谷平用电情况、异常数量等相关信息，可直观了解企业当前的整体情况，实现数据监视实时化、能源管控精细化、企业管理数字化、节能减排全局化。

5.2 数据监控

1)电力监控

对企业各用电回路的运行状态进行实时监测，快速定位报警点位，并根据报警等级实时触发APP、手机短信、邮件、钉钉、语音播报等多种方式的报警提醒，超大程度地确保整个能源供给、转换和消耗过程的安全、可靠和稳定。

2)配电图

展示变配电系统的电气主接线图，实现对全电量参数以及开关断路器状态的实时监视，如电压、电流、频率、功率、功率因数、三相不平衡度、谐波等参数。

3)变压器监控

展示各电压器的负载情况，从而可以为变压器配备情况进行科学合理的规划。通过各种运行参数状态下用电效能的对比分析，找出合适的运行模式。根据合适的运行模式调整负载，从而降低用电单耗，使电能损耗降低。

5.3 能源管理

1)能源中控

从监测区域、车间、生产工艺、工序、工段、设备等维度，对各类能耗、单位产品能耗、成本和碳排放量进行对比分析，支持多个同级对象横向比对，帮助用户掌控整个工厂的能源消耗、能源成本、碳排放等情况。

2)能耗统计

从能源使用种类、监测区域、车间、生产工艺、工序、工段、设备等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析，找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。

3)万元产值统计

与企业MES系统对接，通过产值以及系统采集的能耗数据，计算万元产值趋势，并进行同比和环比分析，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

5.4 成本分析

1)复费率分析

对尖、峰、平、谷用电量及成本费按照年、季、月、周进行统计分析，为企业分时用电，优化成本效益提供数据支持。

2)容需量统计

提供容需量报表，实时展示容量需量价格的变化情况，帮助企业实现容改需，降低基本电费。

5.5 电能质量监测

1)三相不平衡监测

对电网中的电流/电压不平衡度进行实时监测和预警，降低线路的电能损耗，保证用电设备的安全运行，提高设备的运行效率。

5.6分析报告

1)运维报告

以年、月、日对企业的异常情况、排名、发生频次、运维情况等进行整体的统计分析，让用户清楚了解系统的运行情况，并为用户提供数据基础，方便用户快速发现设备异常，准确定位故障点，提高运维效率，支持导出成PDF文件及打印。

5.7 报警管理

针对于电气安全、限电和能耗双控，实现电参量异常报警、电气火灾隐患报警、能耗超标报警、限电报警等，帮助企业提前预警，避免发生火灾事故和被罚款导致用能成本过高。支持分级分类报警，可对报警进行派发与闭环处理。

5.8 运维管理

支持设备日常巡检计划、派工、消缺、报修、派工等设备运维管理，方便运行管理人员的制定巡检计划、派工，巡检人员执行巡检、完成工单、巡检发现问题消缺，进行故障报修、跟进维修进度，满足日常巡检、设备维修保养需要。

6、系统应用价值

6.1 企业收益

在线监测电能质量;用能安全;节省人力成本;节能降费;提高设备利用率;打破信息孤岛;持续增值

6.2 用户收益

对能源主管部门及人员(节能管理);对各级用能部门及人员(能源使用部门)

(1)实时监视能源消耗，及时发现问题，减少用能损失;

(2)掌握能耗总量、能耗成本及能耗效率指标数据;

(3)分析用能特点，为优化用能管理提供决策数据;

7、产品特点

7.1 导轨式三相电能表ADL400

有功精度：0.5S级，无功精度：2级，电压、电流精度：0.2级

电压规格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

电流规格：3×1(6)A，3×10(80)A

工作温度：-25℃~+55℃

相对湿度：≤95℅(无凝露)

通讯：RS485接口，同时支持Modbus、DL/T645规约

功能：支持2~31次谐波电压电流、发生时间、4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率上48月/90日历史冻结数据

外形尺寸：90*36*65

7.2 电能质量分析仪表APM810

有功精度：0.5S级，无功精度：2级，电压、电流精度：0.2级

电压规格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

电流规格：3×1(6)A(经互感器接入)，3×10(80)A(直接接入)

工作温度：-25℃~+55℃

相对湿度：≤95℅(无凝露)

通讯：支持2路独立485通讯，Modbus RTU规约/DL/T645-07规约可自适应，两路485可独立设置，亦可使用不同协议;波特率1200bps-19200bps可设，奇偶校验位可设

功能：支持1DI1DO;支持有功脉冲输出

外形尺寸：126*88*69，标准DIN35导轨安装

7.3 智能远传水表

可用电子直读式，具有高清晰液晶显示，直接读取和通信发送。该水表的特点包括：高灵敏度，始动流量小，计量精度高，具备误差自动修正功能;通讯方式：可通过MODBUS-RTU通讯接口进行通信，管理者可对水表各参数进行设置或修改，也可抄回表内的信息以便供管理部门进行统计、监测;断电后数据可保存10年以上;扩展功能：可根据需要扩展远程控制阀门开关功能;耐高温：可在120℃下长期工作，水解稳定;抗腐蚀：抗酸碱腐蚀性强不易被腐蚀，阻燃性能好，环保：水资源免遭二次污染

通信规约依照《CJ-T188-2004户用计量仪表数据传输技术条件》或者兼容《DL/T 645-2007》的规约

7.4 电力物联网边缘计算网关

 

8、结语

安科瑞企业能源管控平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、重大能耗设备的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、用能预测、碳排分析，为企业调整负载、调整负荷率、削峰填谷、无功补偿、更新设备提供基础数据和支持，帮助企业加强能源管理、提高设备运行效率和能源利用效率、保证设备经济运行、挖掘节能潜力，成本低，回收期短，经济效益明显，不仅可以提高企业的核心竞争力，同时是保护环境和社会可持续发展的基础和源泉，响应国家对于节能降耗的政策。

审核编辑：汤梓红