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0 引言
根據《節約能源法》、《節約用電管理辦法》等法律、法規的規定，以及加快建設資源節約型、huanjingyouhaoxingshehuideyaoqiu，jinyibujiaqiangqiyeyongdianxuqiuceguanli，tigaodiannengliyongxiaolvyinqilegefangdeguanzhu，guojiazhijianzongjuheguojiabiaozhunhuaguanliweiyuanhuifabuleGB/T8222-2008《用電設備電能平衡通則》，浙江、上海等地2009年已陸續開展企業電能平衡測試。上海市經信委在2009、2010年nian連lian續xu兩liang年nian發fa布bu了le重zhong點dian用yong電dian企qi業ye電dian能neng平ping衡heng工gong作zuo的de通tong知zhi。電dian能neng平ping衡heng是shi研yan究jiu與yu分fen析xi一yi定ding數shu量liang的de電dian能neng進jin入ru用yong電dian體ti係xi後hou的de分fen布bu與yu利li用yong情qing況kuang，即ji用yong電dian體ti係xi的de各ge個ge環huan節jie有you效xiao利li用yong了le多duo少shao電dian能neng，損sun失shi了le多duo少shao電dian能neng。目mu的de是shi通tong過guo普pu查zha、統計、測試、jisuandengshouduan，jieshiqiyezaizhenggeshengchanguochengzhonggegeyongdianhuanjiedediannengshiyongqingkuang，yanjiufenxinaxieshihelishiyong，naxieshibuhelishiyong，naxiesunshishibiyaode，naxiesunshishibubiyaode。zaicijichushangzhaochushiyongzhongdewenti，zhidingjiediancuoshihezhenggaiguihua。tongguogaizaojiushebei，jiaqiangkexueguanli，caiyongxinchanpin、新工藝、新技術、新材料等手段降低產品用電單耗，使企業電能利用率提高到一個新的水平。現實意義有：摸清用電設備家底，全麵了解設備運行狀況以及損耗所在；掌握用電水平；找出企業設備和管理中的薄弱環節，製定節電規劃；使用電管理人員和具體測試人員的技術素質得到提高，培養一批技術管理人員。
1 電能平衡的基本概念及原則
電能平衡是供電電量在用電係統內的輸送、轉換、利用進行考核、測量、分析和研究，並建立供給電量、有效電量和損失用電量之間平衡關係的全過程。
有功電能平衡測試的方法有兩種：
正zheng平ping衡heng法fa又you稱cheng直zhi接jie平ping衡heng法fa，即ji運yun用yong測ce試shi和he計ji算suan方fang法fa直zhi接jie求qiu得de用yong電dian體ti係xi的de輸shu入ru有you功gong電dian量liang和he有you效xiao利li用yong電dian量liang，而er體ti係xi損sun失shi的de有you功gong電dian量liang即ji為wei二er者zhe之zhi差cha。
反(fan)平(ping)衡(heng)法(fa)又(you)稱(cheng)間(jian)接(jie)平(ping)衡(heng)法(fa)，即(ji)運(yun)用(yong)測(ce)試(shi)和(he)計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)直(zhi)接(jie)求(qiu)得(de)用(yong)電(dian)體(ti)係(xi)的(de)輸(shu)入(ru)有(you)功(gong)電(dian)量(liang)和(he)體(ti)係(xi)損(sun)失(shi)的(de)各(ge)項(xiang)有(you)功(gong)電(dian)量(liang)，而(er)體(ti)係(xi)有(you)效(xiao)利(li)用(yong)電(dian)量(liang)即(ji)為(wei)二(er)者(zhe)之(zhi)差(cha)。
電能平衡的原則是：電能平衡的理論基礎是能量守恒定律，是電能“收入”與“支出”的平衡；diannengpinghengshinengliangpinghengerbushigonglvpingheng。suoyidianliangyingshiyongdiannengbiaoceding，duiyuwendingfuhekeliyongshurugonglvyushuchugonglvlaiqiuqidiannengliyonglv。qiyediannengpinghengshizaiqiyezhengchangshengchanqingkuangxiajinxingde，tafanyingdebuyidingshiqiyeyongdianshebeideedingxiaolv，ershishijiyunxingzhuangkuangshideshiyongxiaolv。diannengpinghengkequyongmouyidaibiaori、某正常生產月、某正常生產季度或某一年的用電量來進行平衡，一般企業電能平衡的時間取代表年。企業電能平衡的測算誤差不得超過10%。
2 電能平衡方法
通過對工業企業內部的主要電器設備，如變壓器、電機（如泵、風機、空壓機）、照明設備、電纜、電熱設備、整流設備、空調製冷設備等電器及整個配電係統，采用智能電工儀器進行實時監測，采集設備與係統的電流、溫度、功率、功率因素、有功電度、無功電度等用電信息，建立工業企業電能平衡信息管理係統。係統拓撲結構如下：
係統管理根據工業企業現場情況，采用現場總線、光纖環網或無線通訊（Zigbee物聯網）中的一種或多種結合，優化組網方式；實現配電智能監控，用電設備信息集抄和管理。減輕專職人員工作量，提高工效。
3 管理係統功能
3.1人機交互界麵
係統具有友好的全中文人機交互界麵。標準的變配電係統具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網絡的接線情況；龐大的係統具有多畫麵切換及畫麵導航的功能；分散的配電係統具有空間地理平麵的係統主畫麵。
係統主畫麵的一次接線圖顯示工程名稱、開關櫃編號、回路編號及回路名稱等信息，其中回路的名稱可由係統級管理員自定義更改；畫麵還可顯示SOE事件實時記錄窗口、係統功能快捷鍵、當前操作人員、係統當前時間及係統運行天數等信息；空間地理平麵的主畫麵顯示了該工程區域內各變電箱的地理位置等信息。
係統主畫麵可直觀顯示各回路的運行狀態，並具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示於人機交互界麵並實時刷新，如變壓器進線，重要出線的電壓、電流、功率、頻率等；一般出線的三相電流信息等；還可通過調用重要回路子畫麵查看該回路的詳細電參量信息。
3.2用戶管理
係統提供了多級管理權措施，對不同級別的用戶賦予不同權限，從而保證係統在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令後方可完成該操作。
係統一般保留最高管理權限―係統管理員，係統級管理員可完成該係統所設計的所有操作動作，還具有添加新用戶，分配用戶權限，刪除用戶等功能。
3.3采集處理與控製
係統可實時和定時采集現場設備的各電參量及開關量狀態（包括三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能、溫度、開關位置、設備運行狀態等），將采集到的數據或直接顯示、或通過統計計算生成新的直觀的數據信息再顯示（總係統功率、負荷最大值、功率因數上下限等），並對重要信息量進行數據庫存儲。對現場設備的操作（如合/分閘控製、電容投切等）可進行本地手動操作和遠程控製操作等，並具有權限保護，防誤閉鎖功能，可根據開關量和模擬量的組合實現閉鎖。
3.4趨勢曲線分析
xitongduicaijidediancanliangjinxingfenleishibiebingjiangbiyaocanliangcunchuzhishujuku，duisuoyoucanliangcunchukedaliangnian，diannengcanliangdecunchukedasannianyishang，bingkegenjuyonghuxuqiujiyingjianpeizhigenggaicunchushijian。
係xi統tong提ti供gong了le實shi時shi曲qu線xian和he曆li史shi趨qu勢shi兩liang種zhong曲qu線xian分fen析xi界jie麵mian，通tong過guo調tiao用yong相xiang關guan回hui路lu實shi時shi曲qu線xian界jie麵mian分fen析xi該gai回hui路lu當dang前qian的de運yun行xing負fu荷he狀zhuang況kuang。如ru通tong過guo調tiao用yong某mou配pei出chu回hui路lu的de實shi時shi曲qu線xian可ke分fen析xi該gai回hui路lu的de電dian氣qi設she備bei所suo引yin起qi的de信xin號hao波bo動dong情qing況kuang。係xi統tong的de曆li史shi趨qu勢shi即ji係xi統tong對dui所suo有you已yi存cun數shu據ju均jun可ke查zha看kan其qi曆li史shi趨qu勢shi，方fang便bian工gong程cheng人ren員yuan對dui監jian測ce的de配pei電dian網wang絡luo進jin行xing質zhi量liang分fen析xi。
3.5用電設備能效管理
係統可以記錄變壓器負載率和損耗；電纜損耗和線損率；電動機效率和機組能效比；電動機和泵效率；電動機和風機效率；電動機效率和空壓機負載率；電動機效率；照明容量、數量和年耗電量；電熱設備負載率和損耗；整流設備損耗和用電量等用電設備信息。
3.6電能管理與報表打印
係xi統tong具ju有you標biao準zhun的de電dian能neng報bao表biao格ge式shi並bing可ke根gen據ju用yong戶hu需xu求qiu設she計ji符fu合he其qi需xu要yao的de報bao表biao格ge式shi，係xi統tong可ke自zi動dong統tong計ji。可ke自zi動dong生sheng成cheng各ge種zhong類lei型xing的de實shi時shi運yun行xing運yun行xing報bao表biao、曆史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印係統記錄的所有數據值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據複費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數可自行設置；係統設計還可根據用戶需求量身定製滿足不同要求的報表輸出功能。
3.7事件記錄和故障報警
係統對所有用戶操作、開關變位、參can量liang越yue限xian及ji其qi它ta用yong戶hu實shi際ji需xu求qiu的de事shi件jian均jun具ju有you祥xiang細xi的de記ji錄lu功gong能neng，包bao括kuo事shi件jian發fa生sheng的de時shi間jian位wei置zhi，當dang前qian值zhi班ban人ren員yuan事shi件jian是shi否fou確que認ren等deng信xin息xi，對dui開kai關guan變bian位wei、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設備發送控製指令或提示值班人員迅速排除故障。
4 電能平衡步驟
4.1普查
從電網進戶點開始，按供電路徑查清電氣設備、用電設備的家底。如變壓器、線路、電動機、風機、水泵、空壓機、製冷機等主要用電設備的容量、型號、主要性能參數、分布、工況等情況逐台登記，建立台賬，畫出全廠用電的線路圖。
4.2基礎測試
根據《上海市工業企業電能平衡信息管理係統》suoyaoqiutianxiedexiangmujinxingjichuceshi，jichuceshizhuyaoyikaoqiyexianchangpeibeidedianliheregongyibiaojinxing。qizhong，yunxingshujuzhongdepingjundianliuyaonengdaibiaogaishebeidezhengchangshengchanshidepingjunzhi，xugenjuxianchangdianliyibiao（電流表）結合設備運行特點通過統計方法進行確定。
4.3鎖定重點
根據普查台賬和初步測試結果填寫《上海市工業企業電能平衡信息管理係統》軟件，鎖定節能潛力重點。
4.4係統測試評估
duisuodingzhongdiandexitongyunyongzhuanyeceshiyiqishebeijinxingxianchangceshi，zaiceshidejichushangjiehexitongrichangyunxingjilushujuheyunxingtedian，duixitongjienengqianlijinxinglianghuafenxi，tichujiejuefangan，bingjinxingjingjixingbijiao。
4.5整改
針對普查中和測算分析中發現的問題，製定整改規劃。做到邊查邊改，邊測邊改，堵塞浪費漏洞，並落實節電措施。
5 測試內容和範圍
5.1基礎測試
基礎測試主要利用現場儀表和便攜式儀表進行，測試範圍原則上要包括變壓器、配電線路、電動機、電熱設備、整流設備和照燈具等所有供配電係統和用電係統，以運行的電數據為主。電力變壓器要求全部測試，電纜要求采集16mm2以上的電纜數據。填寫軟件時小於5.5kw的電動機設備和小於8kw的電熱和整流設備可批量填寫軟件。
5.2係統診斷
診(zhen)斷(duan)測(ce)試(shi)以(yi)電(dian)機(ji)係(xi)統(tong)為(wei)主(zhu)，通(tong)過(guo)測(ce)試(shi)結(jie)合(he)企(qi)業(ye)曆(li)史(shi)記(ji)錄(lu)，深(shen)入(ru)分(fen)析(xi)係(xi)統(tong)的(de)節(jie)能(neng)潛(qian)力(li)，提(ti)高(gao)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao)方(fang)案(an)並(bing)進(jin)行(xing)投(tou)資(zi)回(hui)報(bao)分(fen)析(xi)。根(gen)據(ju)本(ben)次(ci)電(dian)能(neng)平(ping)衡(heng)的(de)工(gong)作(zuo)要(yao)求(qiu)，每(mei)個(ge)企(qi)業(ye)至(zhi)少(shao)完(wan)成(cheng)2個電機係統的節能診斷評估，對於年耗電量大於50萬kwh的泵、風機和空壓機係統、年耗電量大於100萬kwh的製冷空調係統和年耗電量大於30萬kwh的其他電機係統作為重點，根據基礎測試的結果和對節能潛力初步分析確定節能潛力最大的兩個係統進行診斷評估。
6 電力監控儀表在電能平衡中的應用
7 電能平衡工作成果
7.1促進企業供用電設備的管理，幫助進一步摸清了家底。量化了各類型用電設備的耗電情況，見下圖。
7.2提供節能技改項目的實施數據
以上海近2年工業企業電能平衡試點為例，共完成各類節能診斷項目21個（其中，泵係統5個，空壓機係統6個，製冷機係統項目4個，照明係統1個，電加熱項目4個，21個診斷項目的總節能潛力為1588萬kwh/年，占總節能量的86.55%，診斷項目的節能潛力占企業總耗電量的6.27%。預計投入3581萬元，年經濟效益1076萬元，平均投資回收期3.33年。
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項目 |
光明乳品八廠 |
愛知鍛造 |
石化PVA廠 |
上海鍋爐廠 |
東海輪胎 |
海立鑄造 |
上海電機廠 |
申美飲料 |
總計 |
|
年總能耗(tce) |
11381 |
14135 |
87151 |
21631 |
15073 |
16202 |
26499 |
24558 |
216630 |
|
年總電耗(萬kWh) |
1715 |
2585 |
4047 |
2860 |
1145 |
3933 |
3871 |
5187 |
25342 |
|
預見節電量(萬kWh) |
166 |
358 |
260 |
282 |
62 |
305 |
315 |
89 |
1836 |
|
預見節電量(tce) |
670 |
1445 |
1050 |
1141 |
249 |
1231 |
1271 |
359 |
7416 |
|
預見節能率(%) |
9.67 |
13.84 |
6.42 |
9.87 |
5.39 |
7.74 |
8.13 |
1.71 |
7.24 |
|
新增節能量(萬kWh) |
166 |
358 |
260 |
186 |
62 |
95 |
310 |
89 |
1524 |
|
新增節能量(tce) |
670 |
1445 |
1050 |
751 |
249 |
382 |
1250 |
359 |
6157 |
|
新增節能率(%) |
9.67 |
13.84 |
6.42 |
6.50 |
5.39 |
2.40 |
8.00 |
1.71 |
6.01 |
|
診斷項目節能潛力(萬kWh) |
143.17 |
356.23 |
222.62 |
262.15 |
54.00 |
274.96 |
211.11 |
64.00 |
1588 |
|
診斷項目年經濟效益(萬元) |
92.98 |
230.97 |
135.60 |
217.63 |
34.40 |
181.00 |
143.94 |
39.00 |
1076 |
|
診斷項目投資額(萬元) |
199.51 |
641.93 |
1051.20 |
529.28 |
61.82 |
592.00 |
446.50 |
58.50 |
3581 |
|
診斷項目平均回收期(年) |
2.15 |
2.78 |
7.752.43 |
1.80 |
3.27 |
3.10 |
1.50 |
3.33 |
|
|
診斷項目節能率(%) |
8.35 |
13.78 |
5.50 |
9.17 |
4.72 |
6.99 |
3.10 |
1.23 |
6.27 |
8 報價方案
單位：元（RMB）
|
名稱 |
型號 |
單位 |
麵價 |
備注 |
|
監控主機 |
IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設 |
台 |
8500 |
均可用戶自備，以當時市場價格為準，該報價僅供參考 |
|
顯示器 |
三星19寸液晶顯示器 |
台 |
3000 |
|
三星22寸液晶顯示器 |
台 |
3800 |
|
打印機 |
HP LaserJet 1020 A4 |
台 |
2500 |
|
EPSON-LQ1600KIIIH A3 |
台 |
4000 |
|
UPS電源 |
山特C1KS |
台 |
5000 |
|
山特C2KS |
台 |
6500 |
|
通訊線纜 |
五類線 |
米 |
4.6 |
|
屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0 |
米 |
5.6 |
|
光纖（多模） |
米 |
6.6 |
|
通訊機櫃 |
1200×600×600 |
麵 |
3000 |
|
2200×600×600 |
麵 |
5000 |
|
光電轉換 |
HTB-1000 |
隻 |
750 |
遠距離傳輸 |
|
終端盒 |
隻 |
60 |
|
尾纖 |
麵 |
50 |
|
耦合器 |
麵 |
50 |
|
熔接點 |
個 |
50 |
|
通訊轉換 |
擴展卡ACRNET-PCI/4 |
塊 |
3000 |
擴展卡 |
|
串口服務器ACRNET-PORT(2口) |
隻 |
3000 |
串口服務器 |
|
串口服務器ACRNET-PORT(4口) |
隻 |
5500 |
|
通訊前置機ACRNET-UC02(2口) |
隻 |
4000 |
通訊前置機 |
|
通訊前置機ACRNET-UC04(4口) |
隻 |
6000 |
|
通訊前置機ACRNET-UC08(8口) |
隻 |
11500 |
|
通訊管理機ACRHMI |
台 |
30000 |
人機界麵 |
|
組網設備 |
網絡交換機EDS-208 |
台 |
3000 |
局域組網 |
|
網絡交換機EDS-408 |
台 |
8500 |
|
監控軟件 |
Acrel監控組態軟件V6.0 |
係統組態軟件
圖形組態軟件
電能管理軟件
數據庫軟件 |
套 |
3萬 |
設備數量1～10 |
|
4萬 |
設備數量11～20 |
|
6萬 |
設備數量21～40 |
|
8萬 |
設備數量41～80 |
|
10萬元以上 |
設備數量80以上 |
|
雙機版 |
|
套 |
|
單機價格×1.5 |
|
數據轉發 |
每+1用戶 |
套 |
3000 |
|
|
Web發布 |
每+1用戶（總用戶數≤5） |
套 |
5000 |
|
|
電力儀表 |
ACR330ELH |
台 |
4860 |
|
|
ACR220EL |
台 |
3880 |
|
|
保護器 |
ARD3 |
台 |
|
根據不同額定電流 |
|
導軌式
電能表 |
DTSD1352 |
台 |
2050 |
|
|
DDSF1352 |
台 |
600 |
|
|
溫度巡檢儀 |
ARTM-8 |
台 |
1620 |
根據不同控製路數 |
|
四遙單元 |
ARTU-P32 |
台 |
3200 |
|
|
ARTU-M32 |
台 |
3800 |
|
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互感器 |
AKH-0.66/K |
台 |
|
根據不同規格 |
注：電力儀表和導軌式安裝電表可按上述報價的70%優惠供應。
9 結束語
在信息化快速發展的今天，采用現場總線、光纖環網或無線通訊（Zigbee物聯網）中的一種或多種結合，優化組網方式，實現配電智能監控，用電設備的信息集抄和管理。做好電能平衡工作，它可以做到小到一條線路、一yi個ge變bian電dian所suo的de主zhu變bian及ji各ge個ge電dian壓ya等deng級ji的de電dian能neng平ping衡heng，大da到dao整zheng個ge企qi業ye的de電dian能neng平ping衡heng。它ta不bu僅jin減jian少shao了le大da量liang的de人ren力li和he物wu力li，還hai能neng及ji時shi發fa現xian問wen題ti，為wei計ji算suan電dian能neng平ping衡heng的de準zhun確que性xing和he及ji時shi性xing提ti供gong保bao證zheng。
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