浅谈电能管理系统在自来水厂节能降耗中的应用

摘要：企业电力管理系统是响应国家节能降耗和精细能源管理号召的产物，旨在提高终端电力效率，改变电力模式，同时满足同样的电力功能，实现电力和设备风险预警，减少电力消耗和电力需求，实现安全用电、节约资源和环境保护，实现“安全用电、经济用电、有序用电、智能用电"的用电目标。2014年10月，第四水厂南站（即第七水厂）启动电力管理系统研究项目，shou批工厂配电网建立7个监测点，集中管理电力和电力指标。通过收集7个监控点，实现24小时在线监控和历史数据读取和故障异常报警功能，为安全用电提供准确有效的数据依据，确保正常生产，及时反馈现场电力指标信息；为水厂系统的实施提供参考。

关键词：电能管理；安全用电；在线实时量控

一电能管理系统功能

该系统包括两部分:软件平台和硬件采集终端。采集终端主要实现远程抄表功能和防盗功能，实时测量现场电能监控器，采集终端直接将数据传回服务器，将数据保存到数据库中，通过C/S或B/S可以查询数据。一般来说，它主要具有以下功能：（见图1）

图1北京自来水集团能效管理系统系统

1在线实时监控功能

（1）实现远程用电数据（三相电流、线电压、相电压、电量、功率因数、频率、负荷率、有功功率、无功功率、温度）的采集功能。

（2）采集终端设备参数可远程设置，实现软件独立冻结数据，系统每5分钟自动采集数据，以曲线和图表的形式显示。

（3）具有自动和人工实时召测功能。

（4）具有全部、分组、单个主要设备抄录功能。

（5）具有自动路由功能，完成用电终端通信。无需人工干预。

2电能质量实时监控功能

（1）自动检查企业电能质量，显示功率因数、线电压偏差、相电压偏差、线（相）电压不平衡、电流不平衡、频率偏差、电压（电流）相位角、电压（电流）谐波含量、谐波畸变率等。

（2）上述数据的统计分析；通过图表和曲线显示，为电力管理者提供实时数据支持，便于控制企业的电力状态，发现电力短板。

3异常报警功能

（1）为提高供电可靠性，系统自动采集电能指标异常事件（如频率、温度、电流超过上限、零线电流、谐波等指标）。

（2）实现大数据处理、数据分析、统计和提交在线故障报警页面，实现电力安全可靠。安全是一个很大的好处。

（3）实现电能数据的历史(日、月、年)查询、统计、分析；电力、电费的统计。(4)

（4）决策分析及报表功能。

二电能管理系统拓扑结构

“电力管理系统"由两部分组成，一是电力管理数据中心，二是配电系统的数据采集系统。(见图2)

图2系统逻辑结构图

（1）电能管理数据中心是系统的核心，包括主站系统、数据库系统、数据处理和信息发布系统，即我们通常所说的平台。主站系统：用户接收配电系统传感器采集的数据并进行分析，*最终将数据存储到数据库中；同时向工厂传感器发布指令，要求所需的数据。数据库系统：主要用于存储电能指标数据和数据处理系统的处理结果。数据处理系统：将采集到的电能数据处理成电能管理信息，系统集现代电能管理理念和电力技术于一体，相当于电力用户的电能ERP。该系统包括应用服务器、数据分析模型、信息显示模型、智能电力模型等。信息发布系统：向网络服务器发布水厂管理信息，相关人员可通过登录互联网获取电能管理信息。该系统包括网络服务器、网络应用程序、信息安全系统等。

（2）数据采集系统:收集分布在七厂配电网中的电能数据，将电压、电流、温度的拟信号转换为数字信号，将电能数据传输到数据主站；主要设备有电能监控器、485通信服务器、485通信网络、GPRS通信网络等。系统将各种传感器连接成网络，与主站系统连接，形成上图下半部分。

三电能管理系统软件

“电力管理系统"软件功能主要包括电力在线（实时）管理、电力分析、辅助决策、有序电力、设备运行管理等主要功能，可模块化定制开发，提供企业ERP系统接口。

“电能管理系统"的功能界面如下：（见图3）

主页显示企业整体配电网运行环境和电能参数，检测配电网是否安全可靠。显示异常信息和报警功能，为企业用户提供可靠的预测数据。

图3“电能管理系统"功能界面

1电能运行图

电能运动图反映了当前配电区域内电能的运动情况和各取样点的实时电能指标，如电量统计、总负荷、总功率因数、负荷率、三相电流、电压、零线电流和负荷的实时统计。通过这个页面，我们可以充分了解自己配电网中购买的电能的传输和运动情况。以下是图例:(见图4)

图4电能运行图

2用电结构图

它反映了各用电点的用电结构，即监测点的生产、办公、生活等用电比例。通过图表，可以客观地反映监测点用电结构的合理性，指导用电的合理分配，使用电更加合理有序。以下是图例：（见图5）

图5用电结构图

3实时电力运行图

通过对电能数据的实时采集、分析和统计，从负荷、功率因数、电流、电压等方面反映电力指标、电力质量指标的变化和异常情况以及监测点的功耗，为电力管理人员提供电力安全标准和维护依据，实现安全用电，防止事故发生。以下是图例：（见图6）

图6电力实时运行图

四第七水厂电气管理系统工作目标

第七水厂位于丰台区马家堡以西，日供水能力2.2万立方米，保证南城东至方庄西至洋桥区的供水压力。在第七水厂建立电能管理体系，实现电能管理的可测量、可评估、可评估和可持续改进。通过数据说话，通过与自身历史情况和能效标准的比较，实现“量控"。

五工作内容

第七水厂供电系统为10KV高压两路供电，共有2台SCB9-800/10变压器，报装容量850KVA。电力管理系统在第七水厂设置7个监测点，分别为413(办公照明总)、414-1（1）配水机电源、414-2（2*配水机电源）、423-1（3）配水机电源、423-2(热泵)401(进线)、402(进线)集中管理电能和电能指标。通过有线网络通道采集54个运行参数(电流、电压、功率、温度等)。)，然后通过无线GPRS将采集到的数据传输到第四水厂服务器，保存到oracle数据库中，实现24小时在线监控和历史数据读取以及故障异常报警功能。手机和电脑可以通过B/S结构在任何地方登录软件系统。(见图7)

图7 第七水厂供电系统

六安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案

1概述

用户端消耗整个电网80%的电能，用户端智能用电管理对用户可靠、安全、节约用电具有重要意义。构建智能用电服务体系，全面推进用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括:先进的计算机、智能建筑、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等。

通过对用户端用电情况的细分和统计，安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各种用电消耗情况，便于找出高能耗点或不合理的能耗习惯，有效节约用电，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支持。

2应用场所

（1）办公建筑(商务办公、大型公共建筑等))；

（2）商业建筑（商场、金融机构建筑等）；

（3）旅游建筑(酒店、娱乐场所等)))；

（4）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；

（5）通信建筑(邮电、通信、广播、电视、数据中心等)。)；

（6）交通建筑（机场、车站、码头建筑等）。

3系统结构

4系统功能

实时监控、电能统计报告、详细电参查询、运行报告、变压器运行监控、实时报警、历史事件查询

电能质量监控；遥控操作；用户权限管理；通讯状态图；视频监控；用户报告；APP支持；

5系统硬件配置清单

六小结

（1）现场用电数据可通过电能平台数据统计实时采集。如发现电流不平衡等用电问题，应加强检测，通知维修人员检查现场负荷，解决问题，消除安全风险。

（2）有针对性地治理用电短板，在解决问题的基础上节约投资。

（3）当工厂功率因数高，能够满足供电公司的评价标准时，根据终端设备功率因数低的实际情况，可以检测现有电容器补偿是否过度补偿或欠补偿，提高整体标准，达到降低电费的目的。同时，可考虑对特定设备进行现场补偿，以提高设备的使用寿命。

（4）根据厂区实际生产时间和工艺，建议合理利用现行电价政策。采用“移峰填谷"。、通过“错峰填谷"等方式降低企业生产成本。

（5）根据现有监测数据，现有两台变压器一台运行，一台备用。同时，如果负荷不高，可以使用一台变压器和三台配水机，节省生产成本。对于夏季管网压力低、配水设备可能超负荷运行的问题，选择合理的运行方式可以保证供水安全。可以考虑在未来的改造中降低变压器的容量。随着系统的长期运行，针对系统提供的异常报警和检测到的相关问题，优化电力结构或生产工艺，提供相关的制度保障，预测电力环境的变化趋势，指导生产经营。

【参考文献】

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[2]朱成章，徐任武，需求侧管理[M].中国电力出版社.1999年01期

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[7]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版