摘要:针对传统的煤矿电能管理主要是由专人人工抄表存在抄收数据繁琐统计困难煤矿用电分析等方面数据缺乏电量蜂谷比不合理等问题。某煤矿应用电能管理系统实现电能计量和电能资源运行监管能清晰描述煤矿的用能情况并采用预警管理以大数据管理等系统管理功能大大地提高了电量蜂谷比实现了煤矿的有效节能。
随着我国国民经济的快速发展电能供应B趋紧张电能消耗也越来越大煤矿企业既是产能大户又是耗能大户为实现煤矿企业内部挖潜降低生产成本节约能源、节约用电巳刻不容缓。
传统的煤矿用电管理比较粗放如带式输送机、刮板输送机、泵站、潜水泵等设备在尤人工作时常空载运行造成比较严重的浪费。对此以某煤矿为例通过对电能管理系统网络的搭建数据采集、分析以及管理平台建设等大大地提高了电量峰容比有效地实现了节能了较好的效果。
某煤矿公司井下地质条件复杂涌水量大排水耗电量较大。主运输系统未实现满负荷运行有压风、通风、采掘、水源热泵等诸多大型耗电设备。在地面有110kV变电站、提升机房、压风机房、洗衣机房、洗煤厂、员工大厦、综合办公楼、机采车间及井下-500和-690配电室、主运带式输送机等区域等电能浪费现象相当严重。
为了有效降低电能消耗提高设备运行效率,某煤矿利用电能管理系统对全公司生产、生活用电进行自动监测和数据分析即采用强化用电定额的管理合理进行电能调度做好调荷避峰工作促进电能资源的优化配置以提高负荷率、用电峰谷比和功率因数降低各种损耗减少电费开支。
矿井电能管理系统采用分层分布式网络结构具有良好的性与实时性主要由现场设备层(电能计量终端)、通信管理层(数据采集终端)和主控层(电能管理平台)3部分组成见图1。
图1 某矿井电能管理系统架构图
2.2 数据的原始采集
数据采集利用智能电能计量终端全矿井安装智能电量计量终端100台实时采集各主要用电设备用电量。电能质量监控终端其计量精度出厂控制为0.2S级。具有RS-485现场总线通信、开入与开出功能能实现遥信、遥测、遥控功能配合开出功能实现远程断电功能电能质量统计分析及扩展Modbus-RTU协议。主要对35kV变电站-500变电所以及-690变电所等区域全部改造安装电能质量监控终端。
2.3
各电能计量终端就近接入电能分站电能分站可以借助工业以太环网通过以太网口就近接入工业以太网并传输到能控。
35kV变电站、-500变电所以及-690变电所供电等区域改造安装完毕的电能质量监控终端全部通过RS-485通信方式接入矿用一般型或者矿用隔爆兼本质型电能监控分站(电参数计量分站)通过接入已有光纤环网把电能数据传送至地面电能监控实现变电所用电情况的电能质量远程监控。
电参数计量分站主要完成井下高低压供电系统电能质量监控终端与地面能源管理监控系统间的数据交换实现辖区当地监控等功能通过下行信道自动抄收并存储具有通信功能的智能仪表、质量监控终端、采集模块以及各类载波通信终端的电量数据并采集外部RS-485表数据其下行信道RS-485串行通信通道。同时通过上行信道与主站或手持设备进行数据交换其上行信道采用公用通信网支持客户端、服务器两种通信模式以模块化设计通过换通信模块直接改变通信方式符合IEC电工相关标准也符合用电信息系统主站与集中器通信协议、技术条件和型式规范。
3 电能管理系统
3.1 综合性管理与控制
生产用电管理如图2所示即按照某煤矿电能管理的实际要求电能管理系统实现电能参量的实时采集与网络化传输对电能能源进行综合性管理与控制。
可实现以下功能
1)实现尖峰、峰、平、谷各段能源管理对各段电量进行监管调整负荷分配。
2)有自动抄表计量功能复费率分时计费负荷曲线管理功能。
3)有事件及查询功能数据采集查询分析功能实时监视和报警功能长时间大负荷监控功能等电能调度监视功能档案管理 功能统计分析功能报表管理、存储、打印功能以及提供电量消耗对比图可直接显示不同结算单位的用电量消耗情况以及某些结算单位所消耗电量在全部消耗中的比重。还有电费支出对比图可直接显示不同结算单位在同一段时间内的电费支出情况以及某些结算单位支出电费在全部电费支出中的比例。
图2 生产用电管理图
3.2 采用预警管理
对各能源指标设定区间值 对于区间值内的曲线趋势预警对于过区间值的告警处理 并对系统设备运行故障情况进行分级预警 并提供故障处理预案,见图3。
图3 预报警管理图
通过对电能数据(包括统计数据和预测数据)周期性的集中与报告实际能源消耗与根据实际生产参数计算出的预期能源消耗进行比较可提高能源数据测量和计算的性能源管理机构据此进行计划、观测和控制为节能技术项目的实施做出规划。由于根据生产计划和电能预测协调电能供应和控制可做到既能满足生产过程的能量需求又合理避免负荷高峰。
能源还根据实时能源数据库与历史能源数据库对各个能源核算单位针对不同的生产和运行状态采用数据挖掘模型或多元统计方法计算出能源预测提出能源消耗趋势。
3.3采用大数据对耗能设备管理
能源管控及调度示意图如图4所示。主要是对设备的运行状态及使用寿命进行预测及预警为设备的计划检修提供依据并对设备利用率、作业率、运行记录、故障记录等进行智能分析。
图4 能源管控及调度示意图
4 安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案
4.1概述
用户端消耗着整个电网80%的电能,用户端智能化用电管理对用户、、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系,推广用户端智能仪表、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:的表计,智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。
安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计,以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况,便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯,有效节约电能,为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。
4.2应用场所
(1)办公(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(宾馆饭店、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、数据等);
(6)交通运输建筑(机场、车站、码头建筑等)。
4.3系统结构
4.4系统功能
4.4.1实时监测
系统人机界面友好,以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态,实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息,动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地等合、分状态,以及有关故障、告警等信号。