WOES智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)依托各類鋼鐵廠信息化系統(tǒng)，構建鋼鐵行業(yè)用能可視化平臺，實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)用能精細化管理,提升各分廠能效水平，降低各分廠能源消耗。結合山西某鋼鐵公司智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)的建設和運維，重點探討智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)在能耗統(tǒng)計、電能質(zhì)量、能效分析、空運轉(zhuǎn)分析和對比分析等方面的應用研究，并對平臺建設帶來的節(jié)能進行了分析。
隨著鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展程度的日益成熟，其裝備水平、工藝技術，完全具備了能源管理系統(tǒng)集合整理、智慧調(diào)度控制的條件。另一方面，企業(yè)對能源系統(tǒng)集控有強烈的需求。因此，針對大型鋼鐵企業(yè)的能源監(jiān)測管理系統(tǒng)的構建，已經(jīng)在如火如荼地展開。近年來，政府部門對建鋼鐵行業(yè)節(jié)能的重視度越來越高，相繼出臺了一系列關于鋼鐵節(jié)能方面的規(guī)定和技術性的規(guī)范。推動既有鋼鐵行業(yè)節(jié)能改造、新建鋼鐵節(jié)能達標和建立鋼鐵能耗監(jiān)測分析管理系統(tǒng)，從設備、工藝和管理三方面推動鋼鐵行業(yè)節(jié)能。山西省也在積極推動各地高耗能企業(yè)實行能源管理平臺，實現(xiàn)節(jié)能降耗。山西某鋼鐵公司于2021年4月建設一套萬洲智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)，經(jīng)過一年的使用，在鋼鐵能源管控方面發(fā)揮了巨大的節(jié)能價值。
1建設范圍
山西某鋼鐵公司下分廠主要由煉鐵分廠、煉鋼分廠、軋鋼分廠、制氧分廠和電廠組成。主要消耗的能源為電、自來水、氧氣、氮氣、中水、處理水、煤氣、蒸汽。
企業(yè)管理者仍然在探尋進一步節(jié)能降耗的途徑。為加強鋼鐵廠的能源監(jiān)測與收費管理，充分考慮該校區(qū)整體節(jié)能監(jiān)管體系的發(fā)展需求、現(xiàn)有的設備監(jiān)控系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)、企業(yè)能源管理部門的具體需求，將建設智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)，實現(xiàn)能耗自動統(tǒng)計、故障預警、綜合節(jié)能分析診斷等功能，解決目前存在的用能管理漏洞和用能、電費成本過髙、錯峰管理的問題。
（1）通過對該企業(yè)智能優(yōu)化系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)各個分廠各能源分類精確計量和能源運行監(jiān)測功能，對今后能源管理提供數(shù)據(jù)保障和決策依據(jù)；
（2）通過WOES系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)計費管理，記錄總關口電帯使用狀況，韜確收出管理，促進豐動節(jié)能，提忘人員的節(jié)能恵識；
（3）通過WOES系統(tǒng)可以隨時隨地對企業(yè)的能源管理系統(tǒng)進行訪問，并實現(xiàn)遠程警理.為鋼鐵廠能源利用診制、節(jié)能控甸、節(jié)能淆力分析、節(jié)能效果驗證等提供有效手段；
（4）充分考慮平臺系統(tǒng)對各種能耗系統(tǒng)管理的整合擴展能力，并為今后綜合性的數(shù)字化工廠做好充分的技術準備，并預留接口。
2系統(tǒng)硬件設計
2.1監(jiān)測點選擇
電表共監(jiān)測355個，氮氣和氧氣共監(jiān)測29個，蒸汽共監(jiān)測7個，煤氣共監(jiān)測28個，中水共監(jiān)測22個，處理水共監(jiān)測14個，自來水共監(jiān)測19個。
2.2網(wǎng)絡架構設計
WOES智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)以工作站主機、通訊設備、測控單元為基本工具，為企業(yè)用能數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)釆集、開關狀態(tài)監(jiān)測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結構，如圖1所示，系統(tǒng)自下而上分為三層結構，分別為設備層、信息層、管理層。
(1)設備層
主要由監(jiān)控點設備和能源數(shù)據(jù)監(jiān)測儀表組成，是系統(tǒng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的來源，同時也是系統(tǒng)監(jiān)控的對象，本次設計對鋼鐵廠各分廠的用電、用水、用氣等進行監(jiān)測。
(2)信息層
信息層主要由通訊服務器組成，完成現(xiàn)場各層之間的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳下達功能，將現(xiàn)場能源數(shù)據(jù)監(jiān)測儀表和設備的通訊信號接入至通訊服務器中，通過通訊服務器接入WOES智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)網(wǎng)絡中。
(3)管理層
管理層是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)和分析的核心，由數(shù)據(jù)服務器、客戶端、打印機以及企業(yè)局域網(wǎng)中客戶端(辦公電腦)組成，按照每個人的職責分配不同的權限，實現(xiàn)對各分廠的用能管理。
3系統(tǒng)軟件設計
本次軟件功能設計方案針對主耍用能點進行監(jiān)測分析，構建該企業(yè)能源監(jiān)測分析平臺，在平臺上運行能源監(jiān)測分析系統(tǒng)軟件，對各分廠下的用能設備實時用能進行監(jiān)視、對歷史能源數(shù)據(jù)進行分析，對電能質(zhì)量和設備運行異常故障進行預警提醒、對能源使用過程中的跑冒滴漏進行分析。
3.1能耗總覽
能耗總覽主要顯示用戶的能源使用情況，以地圖樣式鳥瞰展示校區(qū)當前的能耗概況及數(shù)據(jù)變化。該功能將用電量、單耗等功能通過列表的形式展示在三維地圖里。企業(yè)的高層領導、各分廠的領導可以通過該功能，實時的看到企業(yè)和各個分廠的能耗及單耗情況，了解整個企業(yè)或各分廠的用能情況。
3.2能耗統(tǒng)計
WOES系統(tǒng)將儀表從現(xiàn)場采集得來的二進制數(shù)組成的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)設備配置將數(shù)據(jù)解析成電表讀數(shù)和電能等數(shù)據(jù)。然后將此類參數(shù)進行排列以實時數(shù)據(jù)列表形式展現(xiàn)給用戶，使用戶能夠直觀地了解建筑的用能情況。釆用WEOS智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)的能耗統(tǒng)計功能，可以減少人員的工作量，增加抄表的準確性，提高工作效率。
3.3電能質(zhì)量分析
WOES系統(tǒng)分別從電壓合格率、頻率合格率、三相電壓不平衡、電壓波動、不同電壓等級的總電壓諧波畸
變率、奇次及偶次電壓諧波畸變率、奇次電流諧波畸變率等方面分別以圖形和報表的形式進行分析。通過對企業(yè)用電情況一定時期的監(jiān)視，為用戶提供頻率偏差、電壓三相不平衡度、變壓器經(jīng)濟運行、線損率，功率因數(shù)、諧波含量的分析，使用戶了解當前的電能質(zhì)
量狀況。通過對電能質(zhì)量的分析，可定位電能質(zhì)量的污染源，依據(jù)電能質(zhì)量分析的結果進行諧波的治理，將諧波控制在不影響其他設備正常運行的范圍內(nèi)，在進行了諧波治理后同樣可使用電能質(zhì)量分析功能來檢驗諧波治理的效果。
3.4節(jié)能分析
該功能模塊下的能效分析依據(jù)鋼鐵行業(yè)各分廠的能效評估標準，計算噸鐵電耗、噸鋼電耗等數(shù)據(jù)指標，同時WOES系統(tǒng)通過對各分廠與企業(yè)管控值和行業(yè)值進行比較，自動找到能效異常的點，并提供詳細的數(shù)據(jù)分析，幫助企業(yè)用戶找到異常能效區(qū)域能耗異常的原因，為節(jié)能措施提供參考?？者\轉(zhuǎn)分析則按照企業(yè)現(xiàn)場存在主輔關系的設備進行配置，監(jiān)測設備發(fā)生空運轉(zhuǎn)造成的能耗損失及空運轉(zhuǎn)時長，提供詳細的報警信息用于用戶加強管控，規(guī)范操作人員行為。電費相關模塊則統(tǒng)計企業(yè)與***上報的總關口的計費情況，根據(jù)基本電費、電度電費和力調(diào)電費三種電費方式進行分別監(jiān)測并進行數(shù)據(jù)分析，來加強企業(yè)電費管理。
3.5分析診斷
該功能模塊下通過對各個分廠下的主要用能設備進行實時監(jiān)測，根據(jù)不同報警策略來進行相關實時報警，產(chǎn)生的報警記錄方便對應設備處理人進行查找異常原因并記錄過程，實施問題追蹤溯源。便于對重點用能設備進行有效管控，已達到降低能耗的目的。
3.6報警管理
通過設定分析對象運行的高低限及標準值，對配電網(wǎng)絡及設備進行安全預警防護，達到報警或超限時提出安全警示，達到設備及配網(wǎng)的安全，高效運行。事件記錄查詢系統(tǒng)中各個設備的實時報警和歷史報警的狀態(tài)和記錄，當選擇“歷史報警”的時候，可根據(jù)需求選擇時間范圍、報警類別、設備名稱、確認用戶和確認計算機對歷史數(shù)據(jù)進行檢索，搜索出歷史報警。當選擇為“實時報警”的時候，展示系統(tǒng)中存在的實時報警，提醒用戶要及時處理。
3.7信息查詢
用戶可以選取系統(tǒng)所監(jiān)測的所有設備，查看其所有監(jiān)測參數(shù)，查詢的起止時間和查詢的時間間隔均可設置，并可將查詢結果導出保存和打印。歷史數(shù)據(jù)查詢功能為事故的追溯、異常的分析、用能的監(jiān)管提供了數(shù)據(jù)支撐。
4應用效果
（1）尋找舁常用能單元.消除能耗廉澗煉欣分廠用電統(tǒng)計圖如圖2所示，能耗分析中銀據(jù)企業(yè)組織結構樹進行逐壩金找用電異常，若發(fā)電哪一節(jié)點在哪天01現(xiàn)用能異常，則可向下挖掘耳體子區(qū)域下的用能異常情況.
（2）發(fā)現(xiàn)管理漏洞，杜絕能源浪費應用于山西某鋼鐵公司的智能優(yōu)化節(jié)能系統(tǒng)的空運轉(zhuǎn)分析模塊如圖3所示，從圖3可以看出，時段內(nèi)存在設備空運轉(zhuǎn)現(xiàn)象，造成能耗損失1488kWh,若加強管控,電費可節(jié)省接近700元。
5 AcrelEMS-SEMI電子廠房能效管理平臺
5.1平臺概述
AcrelEMS-SEMI電子廠房能效管理平臺集變電站綜合自動化、電力監(jiān)控、電能質(zhì)量分析及治理、電氣安全、能耗分析、照明控制、設備運維于一體，為建立可靠、安全、高效的工廠能源管理體系提供數(shù)據(jù)支持。同時引入技術，配合廠務系統(tǒng)優(yōu)化，簡化全廠管理，并利用實時數(shù)據(jù)，優(yōu)化能效并預防風險，保障關鍵制造設備的穩(wěn)定運行和良品率，降低綜合成本，*終達到高效運營和卓越制造的目的。
5.2平臺組成
安科瑞AcrelEMS-SEMI電子廠房管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所綜合自動化、電能質(zhì)量監(jiān)測與治理、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、新能源充電樁、預付費系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對電子廠房的用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足廠房用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。
5.3平臺拓撲圖
6平臺子系統(tǒng)
6.1電力監(jiān)控
電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。
6.2電能質(zhì)量監(jiān)測與治理
監(jiān)測各進線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄，進而判斷配電系統(tǒng)擾動方向。
配置有源濾波裝置和無功補償裝置對0.4kV側電能質(zhì)量進行補償和治理，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補償裝置運行情況，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。
6.3變電站綜合自動化
變電站綜合自動化系統(tǒng)主要針對110kV變電站、10kV變電所和10kV柴油發(fā)電機部分，在變電站設置Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)子站，實現(xiàn)本地遙測、遙信、遙控、報警、報表等功能，并把數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-SEMI能效管理平臺，實現(xiàn)集中監(jiān)測和報警。
6.4電氣安全
AcrelEMS電子廠房能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。
6.5智能照明控制
單控、區(qū)域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式。
6.6能耗分析
AcrelEMS電子廠房能效管理系統(tǒng)為工廠搭建計量體系，顯示能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助企業(yè)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對工廠用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。
6.7充電樁管理
電動汽車和電瓶車充電樁管理，包括收費管理、資產(chǎn)管理。
6.8職工公寓管理
對廠區(qū)內(nèi)職工宿舍進行負載管理，包括惡性負載識別管理、負載閾值管理，避免因為惡性負載引起火災。對員工宿舍進行水電收費管理，支持微信、支付寶等繳費方式，采集職工宿舍能耗數(shù)據(jù)。
聯(lián)系客服
