能源需量控制系统

速读·下旬

打开文本图片集

摘要：伊曼努尔·能源需量控制系统又称为负荷控制系统。本项目的负荷控制、需求侧管理系统是一套包括中央控制系统以及在 windows 下运行的高技术分析软件、对用户用电进行实时监控的装置。该装置由信号采集单元，系统控制硬件，自动控制单元，总线通讯系统， PC计算机系统及核心软件组成。系统核心软件为“趋势分析”的先进软件，系统的先进性体现在它可以分析预测 “将来发生的事情” ，即可以预测下一个时刻用电系统是否会产生峰值，并且自动计算该峰值功率是否会产生超过系统所设定限制的预望功率。通过功率改变，功率延时，功率切除对负荷进行调节，并可以实现分时段自动控制。系统可显示几乎所有用电参数，而且是多个时间段的。例如：实时功率、峰值功率、趋势功率、剩余功率、有功功率、无功功率、所控设备受控实时状况、各控制极动作状况、总线工作状况等，且可以长期保存。

关键词：负荷控制系统；分析软件；实时监控装置；预测

一、产生背景

目前，国内电网用电实行“两部制电价”。在基本电费的收缴方式选择方面，对于装变容量大于或等于315kVA的工业用户，按照现行的电价体系，该类用户需执行工业电价，并执行两部制电价：

1.电费的组成电费=电量电费+基本电费+功率因数调整电费

（其中：电量电费=计费电量×电量电价；基本电费=计费容量或计费需量×基本电价；功率因数调整电费=参与功率因数调整电费的电费×功率因数调整系数）

2.基本电费的计费方式有两种

第一种：按容量计算基本电费方式。基本电费=计费容量×基本电价。目前的基本电价为18元/千伏安/月计算。凡以自备专用变压器受电的用户，基本电费按变压器容量计算。不通过专用变压器接用的高压电动机，加上其容量千瓦数（千瓦视同千伏安）计算基本电费。如某用户总装变容量为630kVA，按总装变容量收取基本电费的话，每月的基本电费为18×630=11340元；

第二种：按最大需量计算基本电费方式。基本电费=计费需量×基本电价。月最大需量就是用户计费月当月用电高峰的持续15分钟的最大负荷，由供电部门安装最大需量表记录最大需量。

需量电费：供电企业必须随时按照客户的需要提供足够的电，由于无法将大量的电能经济地储存起来。所以供电厂必须拥有相应的供电能力，以随时满足各种需要。也就是说，供电厂和电网都必须根据顶峰状态下的用电情况来设计建造。这种峰值情况很少出现，但却给电厂造成巨额开支，这些费用最终会转移到消费都身上，所以，电费一方面按消费量KWH为单位收费，另一方面则按峰值以KW为单位收费，即需量电费。需量电费是一个和容量电费相对的概念，他们都是供电部门对用电大户收取供电线路费用的一种方式。需量费用就是按用户在用电期间最大功率收费，但是瞬间的最大功率没有意义，因此一般使用15分钟内的平均功率计费。一个测量时段就是15分钟，每天96个测量时段，一个月30天，则一个月有2880个测量时段。这2880多个测量时段中的最大的1个，就决定了一个月要付的需量费用的高低。所以企业要付的需量费用=这个月最大的15分钟平均功率×38元/KW（地区不同，单价有所不同）。所以，通过能源控制，可为节约电费开支带来广阔的前景。

目前，要想通过作功比节约电费的回旋余地（改善效率，移到低收费时间使用）已不太大。因此，常常是当支出的费用巨大时才能产生明显的节约效果。只有另外想其他的方法才能使电功率最佳化，这样才能解决这个问题，使电耗呈最佳分配并由此而避开峰值。

几乎在每个企业中都隐藏着许多的节约潜力，可以使在电能管理系统中的投资在一至两年内收回。

二、总体方案

如果将最大功率定在六百千瓦，这样每一个测量周期可支配使用150千瓦/小时。这150千瓦/小时一定要这样来分配，保障必要的用电并将不必要的用电分配到下一个循环中。这个配电方案可用于一年中的所有35000个测量周期。

能源管理软件

为了准确地分析和控制能源比例以及数据输入和管理所有参数选用了可在视窗和视窗上使用的企业系统电能（有效功率）分析软件。

三、本项目的有益效果

（1）根据企业设备及线路设置实际情况不同，能节约10%-30%的需量电费，非常可观。

（2）提高用电可靠性与主要供电设备的使用寿命—实施后，由于整个用电负荷十分均衡，系统冲击电流大大减小，能大大减少供电系统故障的可能性，减少长期峰值冲击对电炉变压器外绝缘及性能的损害。在国外，即使不考虑节约，这个投资也是值得的，因为电炉及电炉变压器使用寿命的提高是最大的效益。

（3）可增加工厂整个用电设备的容量——一般情况，实施后可提供10%-20%用电容量，即为工厂增加了10%-20%的变压器，随着工厂的发展可减少随生产发展供电容量增容投资的压力。

（4）对实际生产不造成影响、并提高生产利用率——实施后，计算机在实际控制过程中的时间很短，生产工人基本感觉不到，但一年节约了上百万的费用，在目前钢铁市场价格竞争十分激烈的形势下，这是完全值得的。同时，由于能控装置系统是独立的，即使把它关闭，对现有正常生产系统也无任何影响。

（5）可大大提高工厂用电管理水平——可实施计算机化管理、所有用电信息均可以从能控装置中获取，这些信息也可以直接送到总经理的办公桌上的计算机，并能轻松存取与归档。

参考文献：

[1]潘新民，王燕芳微型计算机控制技术[M]电子工业出版社2009.

[2]汤竞南，沈国琴51单片机C语言开发与实例[M]人民邮电出版社2008.

[3]沈峰，章键；我国现行电能定价方法与实时电价的比较分析[J]；中原工学院学报；2004年

[4]王家祯.传感器与变送器[M〕.北京：清华大学出版社，1996.

[5]徐维样，刘旭敏.单片微型机原理及应用[M].大连理工大学出版社，1997.

[6]赵佩华.单片机接口技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2003.

[7]吉顺平；网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计[D]；南京航空航天大学；2009年

*本文暂不支持打印功能