涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：結合某軋鋼廠的現狀和電能管理軟件的優(yōu)勢應用，在節(jié)能降耗方面利用電能管理軟件對軋鋼廠電能損耗進行實時監(jiān)控，為實現能源優(yōu)化配置和節(jié)能降耗管理提供了大量數據，從而為大型能耗企業(yè)的節(jié)能降耗實施奠定了基礎。

關鍵詞：軋鋼廠;能耗;電能管理軟件;數據監(jiān)測

0引言

面對鋼鐵行業(yè)“嚴冬"時期的沖擊，我國鋼鐵行業(yè)在新形勢下有了巨大的調整，降本增效逐漸成為大型能耗企業(yè)的風向標，其中，節(jié)能降耗是降本增效中的重中之重。當前現代化軋鋼廠的生產活動又呈現出更偏向于智能化的發(fā)展趨勢，這就要求廠內電氣設備的管理工作具有更加先進的水平，重視廠內電氣設備的維護及管理，保證企業(yè)在運作過程中能夠有效節(jié)能降耗。包鋼軌梁廠面對嚴峻的市場形勢，深挖內潛，不斷加強基礎管理，大力開展對標升級，提升鋼軌等高效產品質量，持續(xù)打好降本增效攻堅戰(zhàn)。從 2017年 1 月份起，軌梁廠為了節(jié)能降耗開始試行日工資標準，這就要求了電氣車間從電能精益方面細化出實際和班產噸鋼電費的差異，從而為節(jié)能降耗提供了指導思想。

1軟件功能應用

某軋鋼廠于1969年1月23日投產，是我國重要的鋼軌和型鋼生產基地之一。 該廠通過不斷引進先進設備，淘汰落后工藝，改進技術裝備，已變?yōu)橐粋€全新的現代化工廠，現擁有兩條生產線，一條是2006年9月 投 產 的 1#中型萬能軋鋼生產線 ，另一條是 2013年1月投產的2#大型萬能軋鋼生產線，年生產能力為210萬t。以2#線為例，電氣自動化部2#線10kV供電系統由51#變電所單獨分為4路供電，1#和 2#進線供給輔傳動，3#進線電源供給BD1、BD2主傳動，4#進線電源進線供給CCS主傳動。

軌梁廠2015年電耗水平是82.1 kW-h/t鋼 ，全年平均噸鋼電耗是89kW*h，由于 2#線總裝機容量大，噸鋼電耗要比 1#線高。以上數據說明軌梁廠在2015年的電耗水平，但是今年完成 31.2元/t，電氣自動化部要采取有效的措施。以上對標數據均來自軌梁廠新引進的電量監(jiān)控平臺。

為了進行能源成本控制和能源調度，制定節(jié)能降耗計劃，對企業(yè)能源消耗水平和分布進行統計分析和全面管理，實現能源系統的持續(xù)經濟運行，降低能源使用成本并正確高效地對電能進行管理，我廠引進了一套電力管理軟件。該管理軟件具備電能計量 、分時計費管理功能、電力需量管理功能、能耗分析、能效監(jiān)測、能效評估、能效展示、節(jié)能設備管理、節(jié)能知識庫，多種能源和生產數據采集和轉發(fā)功能、電能質量管理和電力故障診斷分析功能。

1.1數據采集

10 kV的數據采集記錄每一回路U、I、kW、kvar、PF、f、kWh、kvarh等全電量數據(帶時間標識），采集異常報警信號和非電量信號，采集電力能效監(jiān)測終端的全部信息、事件順序記錄信息等信號。能夠對全站所有電能監(jiān)測終端進行周期性的掃描和巡檢，數據采集周期可自定義設置，采集的全部數據應帶有完整的數據質量狀態(tài)標致并存放在專用數據庫中。

圖1 通用管理機專用數據庫

1.2數據完整性管理和數據捕捉

針對前置數據采集服務器異常斷電導致的數據缺失，數據采集程序應具有完整的數據完整性檢查功能，能夠對缺失的數據自動進行數據補招。帶規(guī)約轉換的數據采集服務器，支持不低于30天的數據存儲功能，當計算機異常掉電導致數據缺失時，計算機恢復運行自動進行數據斷點續(xù)傳，保證數據的完整性。監(jiān)控軟件還應具有主備數據庫，數據一致性檢查與同步功能，保證主備數據庫數據的完整性和一致性。

圖2 數據庫維護工具

1.3運行監(jiān)視與控制功能

(1)遙測、遙信、遙控、遙調、遙視

管理軟件具有基本的遙測、遙信、遙控、遙調、遙視功能，滿足電力系統反措要求，具有相應的閉鎖和事故預防措施，具有對被選擇的被控對象信息及狀態(tài)提示、操作員和監(jiān)護員登錄、被控對象的所屬終端及編號確認、控制執(zhí)行等一系列過程。遙控和遙調具有完善的操作密碼驗證和監(jiān)護員機制，可靈活設置不同的操作權限，操作要在具有控制權限的工作站和操作員登陸并輸人操作密碼后方可進行。操作員需具有相應的操作權限，在同一時間只能對同一設備進行操作。

圖3 線路監(jiān)控日報曲線

(2)單線路、單點監(jiān)測

管理軟件具有豐富的數據展示界面，支持以數據 、表格、棒圖、曲線、模擬表盤等多種方式進行數據展示，直觀展示電力系統一次系統結構圖、變壓器監(jiān)測圖、線路運行監(jiān)控圖等多種圖形界面，如針對線路監(jiān)測，可采用圖表、圖形與數據相結合的方式展示10 kV線路的基本信息，實時運行數據、實時與歷史功率曲線、顯示當年累計節(jié)約電量及排名，年累計發(fā)送無功、月累計發(fā)送無功等數據。

圖4 線路監(jiān)測年報

(3)設備在線狀態(tài)監(jiān)測

圖5 線路監(jiān)測月報

按照用電設備監(jiān)測終端的實際組網結構，直觀展示整體通訊結構，并通過浮動畫面的形式，直觀展示廠區(qū)各類重點用能設備的基本信息、運行狀態(tài)、重要用能參數、電能質量等參數。顯示所有節(jié)能裝置的在線狀態(tài)，為設備維護提供依據。對服務器狀態(tài)和通訊鏈路進行監(jiān)測，通過網絡拓撲結構圖監(jiān)視服務器，實現對主站系統健康狀況的實時監(jiān)控，及時發(fā)現系統出現的風險，包括CPU負荷、內存使用情況、磁盤存儲、網絡IO等。通過對定點數據采集情況的統計分析，為通訊鏈路的穩(wěn)定性做出評估，進一步分析出數據采集斷點的原因。

圖6 線路監(jiān)測日報

1.4基礎數據查詢與對比分析

能夠展示和分析電力能效監(jiān)測終端的基本信 息 ，趨勢曲線、事件波形等。通過把每個節(jié)點的裝置基本信息、事件、波形分析、趨勢曲線放在同一個界面里，使用戶同時看到相關信息，用戶可以根據自己分析的需要很方便地跳轉到相應的功能頁面查看詳細信息，給用戶提供較好的體驗。提供對節(jié)能裝置任意測點(裝置的定點數據、統計數據)的查詢分析，并能夠以excel的格式導出。

1.5設備運行分析與離線設備統計

統計節(jié)能裝置的日投運率、月投運率、日利用小時數、月利用小時數、年利用小時數，并以報表的形 式展示。統計節(jié)能裝置的投運狀態(tài)，將未投運設備明細以列表的形式展示，未投運設備按照日、月為周期分別統計。

管理軟件具有設備通信狀態(tài)在線監(jiān)測功能，實時在線監(jiān)測各個監(jiān)測點設備的通信狀態(tài)，以列表的形式顯示監(jiān)測節(jié)點設備的節(jié)點狀態(tài)、開始時間和更新時間，用戶可以清楚地掌握監(jiān)測設備節(jié)點的通信狀態(tài)和數據更新時間，統計節(jié)能設備的離線情況。

圖7 日報表示例

1.6能效分析報表

通過以報表的形式展示投運后低壓側電壓、電流、有功、無功、功率因數，投運前功率因數、功率因數提升率、負載率等信息，分析功率因數的提升情況 ；統計每天臺區(qū)或者線路裝置安裝點功率因數的值及發(fā)生時刻、最小值及發(fā)生時刻、功率因數大于 0.95及小于 0.9的時間、平均功率因數。電力需求側軟件的報表功能應包括：日報表、周報表、月報表、年報表、時段報表。動態(tài)報表模板。各種跨時段報表以及相關的最值和差值報表。報表上的采樣數據可經授權的操作人員進行修改。

2 電量分析統計的實現

軌梁廠生產各區(qū)域電能消耗量原來一直是通過人工手抄電表的方式進行統計匯總，采集點不全面，人工抄表統計的數值誤差大。控制電能的消耗要先從基礎數據的準確度上人手。電氣自動化部自主研發(fā)的電量監(jiān)測系統平臺，實現了全廠設備耗電量的網絡監(jiān)控，提高電量數據采集的準確度。通過電量分析系統匯總的數據分析，電能消耗的設備是主傳動設備。其次是MCC所帶設備，主要是液壓系統。第三是輔傳動系統，就是運輸輥道等設備。主傳

動改造投資較大，所以我們決定從MCC系統人手進行能源控制改進。電能分析系統后臺數據直接傳送到廠OA網，在OA網顯示每個班組的電耗信息。方便實時掌握生產用電情況。

圖8 能效分析報表

圖9 電能消耗查詢系統

圖10 總體一覽表

通過電量檢測平臺，我們還可以根據產量和電耗計算出實際噸鋼電費、班產噸鋼電費以及小時耗電量。一些需要特殊定額的項目也可以根據電能查詢功能對電量進行核算和統計。

作者簡介：涂志燕，女，現任于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電能管理系統的研發(fā)與應用。