分布式電氣化監(jiān)控在企業(yè)電氣化中的應(yīng)用研究

屠哲仁

摘要：為了能夠更大的滿足電網(wǎng)及大型工業(yè)企業(yè)的管理需求，并可以掌握企業(yè)電氣化能量消耗信息，進而在企業(yè)企劃部或者能量檢測方面來實現(xiàn)對整個體系的能量分析，與此同時也可進一步優(yōu)化節(jié)能需要采取的措施。進而通過對電網(wǎng)及其企業(yè)實行分布式電氣化監(jiān)控，來幫助企業(yè)全方位實時了解整個企業(yè)電網(wǎng)的生產(chǎn)運行狀態(tài)、變化發(fā)展趨勢以及潛在問題。

關(guān)鍵詞：分布式;工業(yè)企業(yè);電氣化監(jiān)控;能量管理

據(jù)數(shù)據(jù)顯示我國的能源的利用率只有1/3，這與發(fā)達(dá)國家相比我們比他們晚了十多年，據(jù)能源報告顯示我們之間相差10個百分點。所以現(xiàn)在能否充分并合理的利用能源，并使我國經(jīng)濟能夠進一步發(fā)展是當(dāng)前我們必須要解決的問題。與其他能源相比，電力能源在運輸、供應(yīng)方面具有特殊性，但往往人們在用電這一部分沒有充分認(rèn)識到這點的重要性。因此，建立一個智能的電網(wǎng)來解決終端用戶電能消耗及節(jié)能等方面的問題是十分必要的。這主要是因為終端用戶特別是大型工礦企業(yè)他們的能源利用不夠?qū)I(yè)化，不能物盡其能。從某種程度上來說，建立一個分布式電氣化監(jiān)控系統(tǒng)配合能量管理系統(tǒng)可以使去解決大型工業(yè)企業(yè)出現(xiàn)的以下的四個問題：

第一，可以為一些采用分散布局企業(yè)對其生產(chǎn)車間和機器設(shè)備的電能消耗進行監(jiān)控，這樣就更方便企業(yè)管理。

第二，分布式電氣化監(jiān)控可以在電網(wǎng)的管理上能為企業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)的電能。

第三，通過使用分布式電氣化監(jiān)控可以在電網(wǎng)出現(xiàn)問題不能正常供電時使用自備電源或儲能設(shè)備供應(yīng)電量，確保企業(yè)生產(chǎn)過程中供電的穩(wěn)定和生產(chǎn)運行的連續(xù)性。

第四，實行分布式企業(yè)級電氣監(jiān)控就是為了使生產(chǎn)排產(chǎn)和能量消耗管理和控制一體化，同時也是符合國家產(chǎn)業(yè)政策可以低消耗、高節(jié)能和精細(xì)化去生產(chǎn)。

一、分布式電氣化監(jiān)控

對空間上分散分布的各個企業(yè)的所有用電的電氣化設(shè)備進行統(tǒng)一的管理和保護主要是為了使分散式電氣化監(jiān)控系統(tǒng)的專業(yè)化的電力能源管理慢慢的滲透到工業(yè)企業(yè)的電氣化設(shè)備的用電系統(tǒng)中，可以讓終端用電用戶能夠安全、穩(wěn)定并放心的用電。同時，在工業(yè)企業(yè)的用電設(shè)備進行檢測和保護，并對生產(chǎn)過程中用到的電氣化設(shè)備在電氣過程控制的問題進行解決。采用分布式電氣化監(jiān)控系統(tǒng)可以診斷技術(shù)方面的問題，另外也可以研究出具有開發(fā)具有將檢測和防護于一體的中低壓控制裝置。并在協(xié)調(diào)控制時，將企業(yè)的配變所、配電柜和車間等地方的用電，完成電能調(diào)節(jié)、用電保護、檢測運行狀態(tài)和能源消耗量等過程，同時也可以進行遠(yuǎn)程指令控制及計劃指令的變更來實現(xiàn)在整個企業(yè)電氣化中檢測及控制通過數(shù)字化就可預(yù)知。分布式電氣化系統(tǒng)不但是企業(yè)設(shè)備的防干擾能力能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，而且適應(yīng)各個企業(yè)使用，安裝方便。

通常統(tǒng)計數(shù)據(jù)就是使用通信方式把所得到的信息發(fā)給總服務(wù)器，不過也存在一些這樣的企業(yè)，他們布線簡單或者處在高電磁污染的區(qū)域內(nèi)無法進行通信，面對這種情況，企業(yè)應(yīng)及早的設(shè)計通信信道并且在使內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)具有的多變性和拓展性。如果企業(yè)建立的地方是地勢復(fù)雜但沒有高電磁污染，我們可以應(yīng)用無線通信方式，無線通信具有周期短、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點企業(yè)可以放心使用。從能量管理角度出發(fā)，為了能更好的統(tǒng)計工業(yè)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)交換，設(shè)計分散式、智能的具有自我檢測保護機制的CAN通信總線。如圖下所示，為了更好地進行信號采集，這個智能檢測的裝置具有檢測控制于一身的特點，并且在生產(chǎn)現(xiàn)場的電氣化設(shè)備電能消耗會在總服務(wù)器統(tǒng)一匯總，同時檢測控制設(shè)備采用高性能的工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)進行分布式組網(wǎng)，最終建成較完善分布式電氣監(jiān)控系統(tǒng)，進而促進大型工業(yè)企業(yè)的發(fā)展。

二、圖模一體化數(shù)據(jù)平臺

由上圖可知在企業(yè)進行生產(chǎn)時必須具有清晰準(zhǔn)確的對象和流程，而常規(guī)的監(jiān)控系統(tǒng)在檢測方面只能在圖像上看到面向量測點，這與現(xiàn)實生產(chǎn)操作不能相互對應(yīng)，如果想要克服這一難點就必須建立涂抹一體化數(shù)據(jù)平臺。在平臺上我們可以有效地查找信息而且還可以進行組織、存儲和訪問信息。我們可以把搜集及組織的信息和數(shù)據(jù)模型作為基礎(chǔ)，并結(jié)合實時數(shù)據(jù)庫與存儲數(shù)據(jù)庫在按照企業(yè)模型的屬性值來建立相應(yīng)表結(jié)構(gòu)。總而言之，實現(xiàn)圖模一體化可以為企業(yè)在電氣化控制方面提供數(shù)據(jù)，另外，在對這些數(shù)據(jù)處理的同時也可進行轉(zhuǎn)存生成新的數(shù)據(jù)庫，這樣也為企業(yè)能量分析及管理提供數(shù)據(jù)支撐。

三、能量分析和管理

為了能夠弄清企業(yè)電網(wǎng)潮流分布可以對潮流進行統(tǒng)計分析，找出存在的不合理地方并改正電網(wǎng)潮流中出現(xiàn)的問題，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對負(fù)荷的分布進行重新分配使其平衡，要充分利用電力資源創(chuàng)造更大的價值，讓生產(chǎn)效率盡可能的提高。與此同時，節(jié)約能源優(yōu)化生產(chǎn)操作技術(shù)也是被企業(yè)電網(wǎng)潮流計算在內(nèi)的。一些企業(yè)在日常生產(chǎn)時，其電氣化設(shè)備自帶分布式電源，采用改進前推回代法計算含分布式電源且可能存在弱環(huán)網(wǎng)的企業(yè)潮流企業(yè)負(fù)荷預(yù)測結(jié)合產(chǎn)品制造過程的各種能源消耗狀態(tài)，每年節(jié)假日企業(yè)放假及當(dāng)?shù)氐臍夂驕囟鹊纫凰赜绊懢蜁沟貌杉臄?shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，這樣會使企業(yè)在負(fù)荷分析變得模糊不清，如果采用聚類分析法進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練預(yù)測，這不但可以為企業(yè)提供精確的數(shù)據(jù)還可以為節(jié)約能源提供方便。由此可見，采用分布式電氣化監(jiān)控系統(tǒng)對能源管理、節(jié)能調(diào)度及企業(yè)電氣化設(shè)備的運行提供了有效的信息，可以讓企業(yè)在生產(chǎn)過程中提供穩(wěn)定、連續(xù)的電能，不會因局部出現(xiàn)問題而影響整體生產(chǎn)操作。

總結(jié)

自改革開往以后，我國的大中小型企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模也在逐漸的擴大，而各個工業(yè)企業(yè)在企業(yè)電氣化中對生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備控制要求也變得越來越高，使得電氣化管理越來越受供電部門以及各個企業(yè)的重視。為了能夠使企業(yè)在生產(chǎn)過程中可以安全穩(wěn)定用電并節(jié)約用電采用分布式電氣化監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。在系統(tǒng)運行過程中，需要分布安裝各種設(shè)備主要起到保護、控制、監(jiān)測和調(diào)節(jié)的作用，然后利用計算機系統(tǒng)將各個智能設(shè)備通過現(xiàn)場總線通信方式進行連接連，其目的是為了實現(xiàn)企業(yè)在電氣化設(shè)備運行中進行自動化控制和能量管理，來達(dá)到節(jié)能生產(chǎn)的目標(biāo)。

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（作者單位：俊能能源科技（南京）有限公司）