浅谈电能管理系统在某轧钢厂的应用

面对钢铁行业“严冬”时期的冲击，我国钢铁行业在新形势下有了巨大的调整，降本增效逐渐成为大型能耗企业的风向标，其中，节能降耗是降本增效中的重中之重。当前现代化轧钢厂的生产活动又呈现出更偏向于智能化的发展趋势，这就要求厂内电气设备的管理工作具有更加好的水平，重视厂内电气设备的维护及管理，保证企业在运作过程中能够有效节能降耗。包钢轨梁厂面对严峻的市场形势，深挖内潜，不断加强基础管理，大力开展对标升级，提升钢轨等  产品质量，持续打好降本增效攻坚战。从 2017年 1 月份起，轨梁厂为了节能降耗开始试行日工资标准，这就要求了电气车间从电能精益方面细化出实际和班产吨钢电费的差异，从而为节能降耗提供了指导思想。

1软件功能应用

       某轧钢厂于1969年1月23日投产，是我国重要的钢轨和型钢生产基地之一。 该厂通过不断引进好设备，淘汰落后工艺，改进技术装备，已变为一个全新的现代化工厂，现拥有两条生产线，一条是2006年9月 投 产 的 1#中型轧钢生产线 ，另一条是 2013年1月投产的2#大型轧钢生产线，年生产能力为210万t。以2#线为例，电气自动化部2#线10kV供电系统由51#变电所单独分为4路供电，1#和 2#进线供给辅传动，3#进线电源供给BD1、BD2主传动，4#进线电源进线供给CCS主传动。 

       轨梁厂2015年电耗  好水平是82.1 kW-h/t钢 ，全年平均吨钢电耗是89kW*h，由于 2#线总装机容量大，吨钢电耗要比 1#线高。以上数据说明轨梁厂在2015年的电耗水平，但是今年完成 31.2元/t，电气自动化部要采取有效的措施。以上对标数据均来自轨梁厂新引进的电量监控平台。

       为了进行能源成本控制和能源调度，制定节能降耗计划，对企业能源消耗水平和分布进行统计分析和管理，实现能源系统的持续经济运行，降低能源使用成本并正确  地对电能进行管理，我厂引进了一套电力管理软件。该管理软件具备电能计量 、分时计费管理功能、电力需量管理功能、能耗分析、能效监测、能效评估、能效展示、节能设备管理、节能知识库，多种能源和生产数据采集和转发功能、电能质量管理和电力故障诊断分析功能。

1.1数据采集

      10 kV的数据采集记录每一回路U、I、kW、kvar、PF、f、kWh、kvarh等全电量数据(带时间标识），采集异常报警信号和非电量信号，采集电力能效监测终端的全部信息、事件顺序记录信息等信号。能够对全站所有电能监测终端进行周期性的扫描和巡检，数据采集周期可自定义设置，采集的全部数据应带有完整的数据质量状态标致并存放在数据库中。

图1 通用管理机数据库

1.2数据完整性管理和数据捕捉

       针对前置数据采集服务器异常断电导致的数据缺失，数据采集程序应具有完整的数据完整性检查功能，能够对缺失的数据自动进行数据补招。带规约转换的数据采集服务器，支持不低于30天的数据存储功能，当计算机异常掉电导致数据缺失时，计算机恢复运行自动进行数据断点续传，保证数据的完整性。监控软件还应具有主备数据库，数据一致性检查与同步功能，保证主备数据库数据的完整性和一致性。

图2 数据库维护工具

1.3运行监视与控制功能

(1遥测、遥信、遥控、遥调、遥视 

       管理软件具有基本的遥测、遥信、遥控、遥调、遥视功能，满足电力系统反措要求，具有相应的闭锁和事故预防措施，具有对被选择的被控对象信息及状态提示、操作员和监护员登录、被控对象的所属终端及编号确认、控制执行等一系列过程。遥控和遥调具有完善的操作密码验证和监护员机制，可灵活设置不同的操作权限，操作要在具有控制权限的工作站和操作员登陆并输人操作密码后方可进行。操作员需具有相应的操作权限，在同一时间只能对同一设备进行操作。

图3 线路监控日报曲线

(2)单线路、单点监测 

       管理软件具有丰富的数据展示界面，支持以数据 、表格、棒图、曲线、模拟表盘等多种方式进行数据展示，直观展示电力系统一次系统结构图、变压器监测图、线路运行监控图等多种图形界面，如针对线路监测，可采用图表、图形与数据相结合的方式展示10 kV线路的基本信息，实时运行数据、实时与历史功率曲线、显示当年累计节约电量及排名，年累计发送无功、月累计发送无功等数据。 

(3)设备在线状态监测

图5 线路监测月报

       按照用电设备监测终端的实际组网结构，直观展示整体通讯结构，并通过浮动画面的形式，直观展示厂区各类重点用能设备的基本信息、运行状态、重要用能参数、电能质量等参数。显示所有节能装置的在线状态，为设备维护提供依据。对服务器状态和通讯链路进行监测，通过网络拓扑结构图监视服务器，实现对主站系统健康状况的实时监控，及时发现系统出现的风险，包括CPU负荷、内存使用情况、磁盘存储、网络IO等。通过对定点数据采集情况的统计分析，为通讯链路的稳定性做出评估，进一步分析出数据采集断点的原因。

图6 线路监测日报

1.4基础数据查询与对比分析

       能够展示和分析电力能效监测终端的基本信 息 ，趋势曲线、事件波形等。通过把每个节点的装置基本信息、事件、波形分析、趋势曲线放在同一个界面里，使用户同时看到相关信息，用户可以根据自己分析的需要很方便地跳转到相应的功能页面查看详细信息，给用户提供较好的体验。提供对节能装置任意测点(装置的定点数据、统计数据)的查询分析，并能够以excel的格式导出。 

1.5设备运行分析与离线设备统计

       统计节能装置的日投运率、月投运率、日利用小时数、月利用小时数、年利用小时数，并以报表的形 式展示。统计节能装置的投运状态，将未投运设备明细以列表的形式展示，未投运设备按照日、月为周期分别统计。 

       管理软件具有设备通信状态在线监测功能，实时在线监测各个监测点设备的通信状态，以列表的形式显示监测节点设备的节点状态、开始时间和更新时间，用户可以清楚地掌握监测设备节点的通信状态和数据更新时间，统计节能设备的离线情况。 

图7 日报表示例

1.6能效分析报表 

        通过以报表的形式展示投运后低压侧电压、电流、有功、无功、功率因数，投运前功率因数、功率因数提升率、负载率等信息，分析功率因数的提升情况 ；统计每天台区或者线路装置安装点功率因数的  大值及发生时刻、  小值及发生时刻、功率因数大于 0.95及小于 0.9的时间、平均功率因数。电力需求侧软件的报表功能应包括：日报表、周报表、月报表、年报表、时段报表。动态报表模板。各种跨时段报表以及相关的  值和差值报表。报表上的采样数据可经授权的操作人员进行修改。 

2 电量分析统计的实现

       轨梁厂生产各区域电能消耗量原来一直是通过人工手抄电表的方式进行统计汇总，采集点不，人工抄表统计的数值误差大。控制电能的消耗要先从基础数据的准确度上人手。电气自动化部自主研发的电量监测系统平台，实现了全厂设备耗电量的网络监控，提高电量数据采集的准确度。通过电量分析系统汇总的数据分析，电能消耗  大的设备是主传动设备。其次是MCC所带设备，主要是液压系统。第三是辅传动系统，就是运输辊道等设备。主传 

         动改造投资较大，所以我们决定从MCC系统人手进行能源控制改进。电能分析系统后台数据直接传送到厂OA网，在OA网显示每个班组的电耗信息。方便实时掌握生产用电情况。

图8 能效分析报表

图9 电能消耗查询系统

图10 总体一览表

       通过电量检测平台，我们还可以根据产量和电耗计算出实际吨钢电费、班产吨钢电费以及小时耗电量。一些需要特殊定额的项目也可以根据电能查询功能对电量进行核算和统计。