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智能电力需求侧管理系统

物联网 | 2017-08-10
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苏州市宏达集团位于全国县域经济基本竞争力百强县(市)前十名、长三角最具投资价值县市--太仓市的中部,与上海相邻,经济地理位置优越。苏州市宏达集团始建于1992年,属股份制企业,是集科研、生产、加工、贸易、投资一体化具有自营进出口权的综合性集团公司,统辖下属15家企业(含1家中外合资企业),总资产超10亿元,主要从事生物制酶、热电联产、纸制品、环保节能产品研发生产、能源服务等业务。

苏州市宏达集团是以热电联产联供为纽带、兼具光伏发电与生物质能源处理的资源高度整合的企业集团,现有发电能力达44MW,小时供汽能力200t,供热用户150多家(涉及生物医药、印染纺织、建材五金、电镀化工、公用事业等二十多个行业)。与全球最大的环境微生物制剂及配方的开发和制造商――丹麦诺维信公司合资建设的苏州宏达制酶有限公司经连续四期扩建后已成为全球产能最大的第二代酶制剂工厂。

建成至今,苏州市宏达集团先后被评为省级文明单位、省级档案管理先进企业、省产学研基地、省节能先进单位、省民营科技企业、省两化融合试点企业、省信用管理示范企业、省价格诚信单位、全国环保优秀品牌企业、苏州市百强民营企业、苏州市节能工作先进单位、苏州市科技创新示范企业。

苏州市宏达集团一贯以经济效益和社会效益并举,积极发挥热电联产联供的优势,致力于区域性环境保护和全社会节能减排,于2012年被推荐为苏州市循环经济示范企业、2014年被列为江苏省循环经济标准化试点企业。如今,在政府的主导下,以“以废治废”、集中供热、资源循环综合利用为特色的苏州宏达循环经济产业园已形成规模。苏州市宏达集团已将发展壮大循环经济产业链、快速转变经济增长方式纳入未来发展战略之中,真诚地希望与国内外有识之士精诚合作、共创辉煌。

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太仓宏达热电有限公司建于1986年,是太仓市首家热电企业、苏州市宏达集团核心企业,公司发电总容量达27MW,供汽能力达200t/h。自1989年首次供热以来,至今热用户已达110多家(涉及生物医药、印染纺织、建材五金、电镀化工等二十多个行业)。 

近几年来,公司根据循环经济“减量化”原则和国家“十二五”规划要求,加快应用新技术、新工艺改造传统装备,成功实施了高温高压煤粉炉改造、中高参数叠置背压机组改造、烟气脱硫除尘改造等,其中煤粉炉改造通过了国家发改委、财政部的节能量联合审核,烟气脱硫除尘改造被列为省级节能减排重点污染排放治理项目。作为太仓市重要热源点,公司在太仓市内率先开始实施长距离大口径供热管道建设,已建成管道总长接近50公里,对太仓市环保模范城市建设和社会化节能减排起到了促进作用。作为宏达集团转型升级的中坚力量,公司以“以废治废”模式,加快推进了烟气余热利用、太阳能光热发电、烟气废水联合治理等资源循环综合利用改造项目, 获得了显著的经济社会效益。 

 我司于2004年组建研发。公司由一群激情而博学,诚恳而务实团队组成,公司依托数十载服务2000+客户积累的深厚的技术底蕴和务实创新的传统,致力于推动当地制造业信息化系统的创新与发展。我司熟练掌握第二代组态软件的核心技术,不仅跨越多操作系统,更跨越多CPU平台。成为区域内的佼佼者和领头羊。

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智能物联电力需求侧管理系统概述

资源和环境的双重压力将全球电力工业带入了智能电网时代,电网智能化的核心就是全面、动态地整合用户侧资源,包括负荷以及电力使用的相关信息。因此,电力需求侧管理是智能电网最重要的组成部分之一。

电力需求侧管理系统,是通过对用户侧的电力仪表等设备进行实时数据采集和监控,实时监控用电状态,包括电流、电压、电能、功率、电能品质等,并通过通过策略控制来实现对用户用电质量和用电可靠性进行控制,如瞬时负荷,电力品质,用电策略等。

电力需求侧管理还包含对新能源的接入和管理,不仅仅利用需求侧管理上的节能,更利用分布式新能源的接入和管理,更大程度的实现需求侧能源的开源,提成用户侧的用电质量、用电可靠性、以及低成本用电和节能减排。


电力需求侧管理系统方案介绍

电力需求侧主要实现的监控和管理功能如下图所示,通过设备层、采集层、监控管理层构建完善的需求侧管理系统:

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依据低我国电力需求侧管理的具体特点,我们提出具有针对性的电力需求侧管理系统设计,系统结构拓扑图如下:

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- 项目背景:

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● 多省份推进电力市场过程中积极引导用户加强电力需求侧管理

近日来,多省份在组织开展电力直接交易中加强引导,积极鼓励用户加强电力需求侧管理。《江苏省关于开展2017年电力直接交易工作的通知》提出,对于参与直接交易的新增电力用户,应加强电力需求侧管理,安装电能在线监测系统,并接入省电力需求侧管理平台。宁夏自治区《关于组织2017年第一季度电力直接交易的通知》中将“开展电力需求侧管理工作,安装在线监测系统并运行良好”作为用户准入条件之一。山西省在2017年电力直接交易工作方案中提出,对于参与直接交易的电力用户,需完成电能信息采集监测系统建设。

来源:发改委


● 智能物联电力需求侧管理系统的内涵

传统的电力需求侧管理是指通过采取技术、经济、行政等措施,引导电力用户改变用电方式,提高终端用电效率,优化资源配置,改善和保护环境,实现电力服务成本最小所进行的用电管理活动,如节电技术改造、有序用电、负荷管理、需求响应、余能回收等。

随着技术的发展,电力需求侧管理在传统电力需求侧管理的基础上被赋予了新的内涵,主要包括自动需求响应技术、智能有序用电、远程能效监测与能效诊断、能效电厂等。

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- 自动需求响应技术

需求响应是指电力用户通过调整用电方式,转移部分高峰用电负荷至低谷时段,以此响应电网企业的电价调整或激励措施等信息。而自动需求响应是建立在集成的高速双向通信网络的基础上,通过应用先进的传感和决策支持技术,采用先进的设备和控制方法,实现用户与电网企业的实时互动及用电设备负荷的自动调整,以确保电网电力平衡。


- 智能有序用电

智能有序用电主要包括实现有序用电方案的辅助编制及优化,有序用电指标和指令的自动下达,有序用电措施的自动通知、执行、报警、反馈;建立分区、分片、分线、分用户的分级分层实时监控的有序用电执行体系;实现有序用电效果自动统计评价,确保有序用电措施迅速执行到位,保障电网安全稳定运行。


- 远程能效监测与能效诊断

远程能效监测与能效诊断是指通过现代化的传感和通信技术,实现对重点耗能用户主要用电设备的用电数据实时采集、运行状态监测和远程能效诊断。


- 能效电厂

能效电厂(EPP)是一种“虚拟电厂”,指通过把各种节电项目、合理用电项目打包,实施一揽子的节电改造工程,从而使所有项目累计实现的节电量达到与新建或扩建实质电厂相同的效应。

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- 智能物联电力需求侧管理系统技术要求

1、系统要按照工艺流程实现电能的可视化,实现电能从输入到输出整个工艺流程的监控。

2、系统能够对三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、电流及电压谐波、电量等电参数以柱状图、曲线、饼图、图表、数字等多种形式进行展现。

3、系统能够实现同一设备在不同时段的用能分析比较;能实现相同设备在同一时段的用能分析及比较;能实现关联指标在同一坐标平面内的关联分析。

4、系统能够实现尖峰、谷、平电力及电量消耗的统计及分析;能够实现峰、谷、平电价统计分析及用电成本分析管理。

5、系统能够实现指导用户进行合理的尖峰平谷的负荷特性优化功能及用电效率分析.

6、系统能够实现对三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、电流及电压诣波、电量等电参数在设定时间段内的最大量、最小量、平均值及电价分析.

7、系统能够实现工艺段内的用能大小分析及排名,得出耗能最大的设备及耗能最小的设备排名,便于后期的诊断治理.

8、系统能够生成结合工艺段成品单位电耗报表.包括班报、日报、月报、年报,并形成记录,帮助用户进行对标考核,实现科学有序用电。

9、系统能够满足 2-3 年系统运行数据报表及曲线记录、存储、查询功能,便于进行诊断治理前后的数据分析对比.

10、系统具备安全用电报警功能;包括设备故障报警、用能(电)量超标报警、过电流报警、过电压报警、电能质量超标报警等功能;并以多种报警方式展现给用户(包括声光报警、短信报警、云平台报警等多种模式);并可能对报警记录进行事件查询,便于故障分析及诊断.

11、系统能够实现对所监测的设备实现设备管理功能。

12、系统具有能够指导用户实现根据上级需求执行需求响应的功能。


- 系统性能指标

●平均无故障工作时间>30000h;

●遥测传送时间<3s;

●遥信量:遥信变位时间<3s,遥信正确率100%;

●遥控、遥调:遥控、遥调传送时间<3s,遥控正确率100%;

●屏幕画面调用响应时间<3s;

●告警响应时间<2s;

●画面实时数据更新时间<3s;

●开关量在数据库中更新时间<2s;

●模拟量在数据库中更新时间<2s;

●系统容量根据硬件配置的扩充无限扩容。

 

- 智能物联电力需求侧管理系统功能

● 前台人机交互界面

设计适合客户要求的交互界面;标准图元库,方便调用组合;实时数据采集和显示;数据信息的自动逻辑计算和处理;设备参数远程更改设定;合、分闸状态显示和强制操作。


 ● 曲线及报表管理设置

客户要求的电参量的趋势曲线;正/反向有/无功电度的历史趋势;设计满足客户需求的各种报表;自动生成电能计量的日、月、年报表;可根据常用的MSExcel设置模板并生成相应报表,使用户轻松使用;查询任意时刻报表、显示并打印。


● 后台数据库管理

应用广泛的数据库软件如Access、MSSQL;建立开放式、网络化数据库;存储指定年限或所有的数据信息;软件系统实现的动态链接库;实时数据信息更新安全可靠;支持C/S、B/S方式,实现数据远传。


● 多级权限用户管理

密码登录后台,保证设置安全;高权限对低权限管理,分级操作,各权限均具修改密码功能。


● 通讯管理设置

串口自主配置,操作方便;不同设备的通讯协议选择;通讯波特率自主选择;系统根据选择结果自动对该前置机某端口所连各设备进行统一的遥控配置。


● 网络功能

双机热备功能,支持双机、双网、双设备等冗余,并采用热备份的形式确保系统稳定可靠的运行,配置简单、方便。网络上任意一台机器可指定为I/O服务器(即前置机),网络上的其他机器可方便地从该机器上获取数据。


● 数据采集

可采集和处理电力系统常用的各种遥测量、遥信量、脉冲量等。如:遥测量:电压、电流、有功、无功等;遥信量:开关状态、刀闸位置、保护动作信号、事故跳闸总信号、预告信号等;脉冲量:电度量、周波、时间量、设备参数、保护定值等;非电量:温度、压力、湿度、火灾报警、防盗报警等。

 

● 系统运行状况图

系统开关量、模拟量、脉冲量一览表,记录开关量变位动作次数,系统各保护装置保护投退表、保护定值表、各微机装置内信号表,系统安全运行天数。系统各脉冲电量读取,日、月、年统计一览表等。

显示现场系统设备当前的运行状态及系统运行信息。

 

- 系统主要界面

● 登陆界面

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● 系统用户

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● 电能在线-有功功率

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● 电能在线-温度 

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● 电能在线-实时电能分布 

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● 用电分析 

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● 优化用电

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