[嵌入式]电力需求侧管理及智能电力监控技术在电子设备制造行业错峰限电中的应用

苏月婷

江苏安科瑞电器制造有限公司

一、行业用户用电特性分析

电子设备制造行业按国民生产行业可细分为:通信设备制造(通信传输设备制造，通信交换设备制造，通信终端设备制造，移动通信及终端设备制造)、广播电视设备制造（广播电视节目制作及发射设备制造,?广播电视接收设备及器材制造，应用电视设备及其他广播电视设备制造）、电子计算机制造（电子计算机整机制造，计算机网络设备制造，电子计算机外部设备制造）、家用视听设备制造（家用影视设备制造，家用音响设备制造）等，电子设备行业是指从事电子整机产品制造的行业，是电子信息产业的重要组成部分。

该行业企业大部分采用采用双电源供电方式，部分规模较小的采用单电源供电方式，用户一般生产时间为8：00～17：00，也有24小时连续生产的，对于白天生产的高峰、低谷负荷差较大，属于典型的“中间大、两头小”，连续生产的其负荷曲线相对较平稳，一般相差20％左右。在高温或严寒季节，该类企业的用电需求也有所变化，随着温度的变化，用电负荷将有显著上升。从全年来看，该类企业呈现“夏、冬季负荷高，春、秋季负荷小”的特点。

由于电子设备制造行业的产品较为广泛，因而，该类企业的工艺标准、环境控制等要求也不尽相同，主要用电设备见下表：

电子设备制造行业设备分类表

二、行业用户参与错峰限电能力分析

1.?该行业用电负荷随时段、季节、气候影响较大，其负荷曲线白天呈现“中间大、两头小”，而年负荷曲线呈现“夏冬季负荷高，春秋季负荷小”的特点。当电网负荷出现缺口时，依据其负荷特点，有步骤、计划地进行负荷控制，按照先控非生产负荷再控生产负荷、先一般负荷再重要负荷的原则实施技术错峰。

2.?紧急错峰限电时停用负荷能快上快下、且不造成人身及重大设备损坏的设备，如照明、空调、办公设施、冲电机、行吊、车床、潜水泵、电焊机、切割机等设备。一些重要负荷如消防设备、控制设备，不适宜参与快速错避峰。

3.?该行业用户阶段性错峰可以通过企业内部采取调控措施、调整上下班时间、安排部分设备检修及安排放高温假等方式开展。如通过企业内部采取调控措施的方式，可采用绿色照明技术、停潜水泵、电焊机、切割机等设备；如调整上下班时间的方式，可将主要用电设备安排在低谷时段用电，避免同时上下班造成的用电负荷骤增骤减的状况；如采用安排部分设备检修的方式，可安排生产线等设备在用电高峰期间进行检修。

三、行业用户参与错峰限电技术方案

（一）?缺口等级IV级参与方案

1.?阶段性错峰：

在接到错峰指标停后勤用电设施。

2.?紧急错峰：

考虑到电网负荷缺口较小，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用电高峰期间期间停照明、计算机打印机等办公电器、办公空调等非生产负荷；10：30～11：30停食堂；在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用电期间停用电机、车床、电焊机、切割机、空压机、吸盘机、冷水机组、行吊、车潜水泵、拉丝、镀锌、喷塑等辅助生产负荷。

（二）?缺口等级III级参与方案

1.?阶段性错峰：

在接到错峰指标后停后勤用电及辅助生产用电设施。

2.?紧急错峰：

随着电网缺口的逐步加大，在执行IV级方案的基础上，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用电期间增停热处理、锅炉、溶化炉、高频、注塑机等辅助生产负荷。

（三）?缺口等级II级参与方案

1.?阶段性错峰：

在接到错峰指标后停后勤用电、辅助生产用电设施及一半生产线或安排一半设备检修。

2.?紧急错峰：

随着电网缺口的进一步加大，供需矛盾显著时，在执行III级方案的基础上，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用电期间增停二条流水线、二条生产线等主要生产负荷。

（四）?缺口等级I级参与方案

1.?阶段性错峰：

在接到错峰指标后停后勤用电、辅助生产用电设施及全部生产线、安排设备检修或或放高温（严寒）假。

2.?紧急错峰：

随着电网缺口的进一步加大，供需矛盾无法平衡时，在执行级II方案的基础上，在8：30～11：30、13：00～16：00、16：00～22：00用电期间停包括另外二条流水线、二条生产线在内的所有用电设施，保安负荷除外。

四、行业用户参与错峰限电风险及注意事项

1.?遇到突然停电，会使工作中的行车失去平衡，将产生倾斜、脱落，机体本身可能损坏、报废，地面的设施、作业人员也可能被砸伤，造成损害和人员伤亡。

2.?突然停电会造成系统数据丢失，产品报废，设备严重损伤，产生重大经济损伤。

3.?溶化炉、高频炉、锅炉等设备如遇突然停电，会使炉膛报废，溶炼的金属溶液报废，且存在发生火灾的隐患。

因此，该行业参与错峰不宜采用强制拉电或遥控设备控制限电，企业应制定有效内部应急预案，主动配合错峰限电实施，杜绝恶性事故发生，既主动担负社会责任又将损失降到最低。

五、智能电力监控的功能与应用

上海某电子厂电能管理系统的配电系统，包含35KV变压器2台，10KV变压器3台，项目中监控范围为35KV线路微机保护装置2台，变压器温控仪8台，10KV微机保护装置12台，安科瑞智能仪表8台，本套系统主要强调实时数据的监测、控制，主要针对整个配电系统可靠性进行全程的智能化监控，数据分析，投、断，以及对各回路所用电能进行统计。

1.高压配电间综合保护共15台，采用3根屏蔽双绞线连接至4口通讯管理机，进行数据的集中采集，其中数据传输波特率为19200?bit/s；屏蔽线缆均采取屏蔽线接地，防止强电信号干扰，末端加装120欧电阻，增强线路信号，保障了数据传输的实时性。

2.低压配电间安装有安科瑞智能仪表8台、温控仪8台。其中8台智能仪表通过1根屏蔽双绞线连接至4口的通讯管理机进行数据上传，8台温控仪通过1根屏蔽双绞线连接至主机的232-485通讯采集器上进行数据上传；其中数据传输波特率为9600?bit/s，现场屏蔽线缆均采取屏蔽线接地，防止强电信号干扰，末端加装120欧电阻，增强线路信号，保障了数据传输的实时性。

3.以上网络仪表均采用MODBUS-RTU通讯协议进行数据上传，上位机采用TCP/IP通讯协议进行数据采集。

5.2系统功能

根据现场对系统需求，安科瑞电气股份有限公司针对性的对该项目系统界面及功能进行了设计，具体显示界面如下：

①系统主界面

配电示意界面：以一次图形式直观动态显示电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息，满足了现场需求。

5.3运行效果

1.实时性：项目实施前现场数据主要靠人工抄录，1天2次，各回路时间不统一，可对性差；项目实施后后台实时采集，50mS一次，可比性强。

2.存储管理：项目实施前纸质记录，查询时翻箱倒柜，年久易失，数据日期管理复杂；项目实施后计算机存储，数据可存储10年以上，查询速度快，只需鼠标一点，迅速准确。

3.整体分析：项目实施前各个时段用电量以及各个回路用电横向和竖向无法对比；项目实施后通过曲线分析，峰平谷时段对比明显，便于削峰填谷，而且三相用电的调配相对均衡。

4.数据安全：项目实施前分散管理，手工定时备份，对连续数据备份不准确；项目实施后同步集中管理，系统自动即时备份。

5.设备管理：项目实施前各个抽屉柜回路通断电要现场去查看，断电时无报警；项目实施后通过后台一次系统图清晰展示，回路跳闸时，后台自动记录，并伴随自动报警。

6.负荷调整：项目实施前调整三相回路负荷平衡比较困难；项目实施后实时管理分配各个回路电流任务，使三相电流平衡，日志记录。

六、主要监控产品

（1）高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表

该表为电能质量分析仪表，主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸：120×120mm，开孔尺寸：108×108mm。适用于高压重要回路或低压进线柜。

（2）低压联络或出线回路选ACR220EL电力仪表

该表主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：96×96mm，开孔尺寸：88×88mm。适用于低压联络柜、出线柜。

（3）低压出线柜选ARD系列

该表测量三相电流、定值查询、定值整定、过载、断相（不平衡）、堵转、欠载、外部故障、阻塞、欠压等保护功能、8DI+4DO、电能管理、漏电保护、SOE记录、多种起动模式、RS485通讯接口、MODbus协议/Profibus-DP协议可选。

（4）节能产品可选导轨表或APF有源滤波装置

照明箱DDSF1352电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T?645规约可选。外形尺寸：76×89×74mm，4模数。适用于照明箱的电流、电压测量；单相电能计量。

ARD

DTSF1352导轨式电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T?645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于照明箱的三相电能计量。

DTSD1352导轨式电表主要功能：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T?645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于动力柜。

ANAPF系列有源电力滤波装置，以并联方式接入电网，通过实时检测负载的谐波和无功分量，采用PWM变流技术，从变流器中产生一个和当前谐波分量和无功分量对应的反向分量并实时注入电力系统，从而实现谐波治理和无功补偿。

七、设备清单

参考文献：

[1]安科瑞电气股份有限公司系统解决方案.2013.1版.

[2]电子设备制造行业错峰限电技术指导.