1 用戶需求

由于廠區(qū)設(shè)備分散、用電負(fù)荷多，配電系統(tǒng)規(guī)模大，設(shè)置一個(gè)能源中心、污水泵站分配、曝氣生物處理分配、污泥泵站分配，要求對廠區(qū)內(nèi)用電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，分析日、月、年用趨勢和用電量，挖掘潛在節(jié)能空間；對大功率的風(fēng)機(jī)、水泵、泥泵、壓濾機(jī)等重要用能設(shè)備，進(jìn)行監(jiān)視和保護(hù)，對異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行告警、分析，減少電機(jī)等設(shè)備的更換和維護(hù)投入；鑒于各種型號的風(fēng)機(jī)、泵數(shù)量較多，運(yùn)行中汲取較多無功功率，要求在各種配置匹配容量的無功補(bǔ)償，以滿足總站功率因數(shù)滿足電網(wǎng)要求；對于15kW以上采用變頻器的設(shè)備，需要諧波2~21，分析諧波頻譜分布，要求配置濾波裝置對含量大的諧波次數(shù)進(jìn)行有效抑制，以滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，去報(bào)整個(gè)廠區(qū)用電系統(tǒng)可靠、健康運(yùn)行。

? 實(shí)時(shí)監(jiān)測，分析離心提升泵、輸送帶、曝氣鼓風(fēng)機(jī)、刮泥機(jī)、回流泵、壓濾機(jī)等大功率設(shè)備的用能數(shù)據(jù)；

? 計(jì)算離心提升泵、輸送帶、曝氣鼓風(fēng)機(jī)、刮泥機(jī)、回流泵、壓濾機(jī)等大功率設(shè)備的運(yùn)行效率、電能損耗；

? 監(jiān)測重點(diǎn)用能設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，電流、溫度、壓力異常時(shí)及時(shí)報(bào)警；

? 從設(shè)備運(yùn)行效率提升、工藝優(yōu)化管控、管理策略優(yōu)化三個(gè)方面為節(jié)能節(jié)電改造提供支撐數(shù)據(jù)，并對企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障措施。

 ? 分析評估無功補(bǔ)償、電能質(zhì)量治理效果，評估補(bǔ)償治理后的合規(guī)情況。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)場情況，廠區(qū)面積比較大、負(fù)荷相對分散，配電系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)能源中心和污水泵站、曝氣生物處理、污泥泵站三個(gè)分配，從能源中心到每個(gè)分配各敷設(shè)兩根光纜在排管的不同孔，構(gòu)建星型以太雙網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?，系統(tǒng)采用分散式分層結(jié)構(gòu)，包括：

監(jiān)控管理層

監(jiān)控管理層設(shè)置在綜合能源管理中心，配置能源管理數(shù)據(jù)服務(wù)器和監(jiān)控主機(jī)、通過Acrel-5000能源管理系統(tǒng)，完成對廠區(qū)配電系統(tǒng)、主要用能設(shè)備如電機(jī)、風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以曲線、棒圖、餅圖、散列等方式呈現(xiàn)給用戶，并在LED大屏展示系統(tǒng)總覽，方便值班人員時(shí)刻掌握各工段的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，全廠需量、電能及其他重要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；預(yù)留數(shù)據(jù)上傳上一級主管部門的通訊接口系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)通信層

本工程網(wǎng)絡(luò)通訊層從能源中心和污水泵站、曝氣生物處理、污泥泵站三個(gè)分配各敷設(shè)兩根光纜在排管的不同孔，配置4光20電網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和1光4電交換機(jī)，構(gòu)建星型以太雙網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?/span>通信方式，實(shí)現(xiàn)能源管理的主干通信功能。在每個(gè)站配置1臺數(shù)據(jù)采集箱和Anet-2E5S通訊管理機(jī)，采集能源中心，污水泵站、曝氣生物處理、污泥泵站低壓進(jìn)出線的用電數(shù)據(jù)、開關(guān)狀態(tài)，采集各PLC控制盤監(jiān)控的水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，如風(fēng)機(jī)水泵的啟停、運(yùn)行時(shí)間以及水泵壓力、流量、風(fēng)機(jī)氣壓以及曝氣系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及水池水位等。

現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層，由分散安裝在能源中心、污水泵站、曝氣生物處理、污泥泵站內(nèi)的多功能電表、智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器、水池水位計(jì)、壓力表、流量計(jì)，以及各PLC控制屏等組成，完成低壓配電回路的電參數(shù)監(jiān)測、電機(jī)保護(hù)，水池水位、水泵流量、風(fēng)機(jī)風(fēng)量監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)水泵、風(fēng)機(jī)的自動(dòng)/手動(dòng)運(yùn)行控制。

3.能源管理系統(tǒng)功能

Acrel-5000能源管理系統(tǒng)建立在功能強(qiáng)大的SCADA （數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)）控制系統(tǒng)平臺上，與SCADA 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)有機(jī)地合為一體，構(gòu)成一個(gè)基于開放式客戶-服務(wù)器結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)多任務(wù)用戶端能源管理系統(tǒng)，采集污水處理能源中心、污水泵站、曝氣生物處理、污泥泵站各配電回路、重要用能設(shè)備的數(shù)據(jù)，監(jiān)視格柵除渣、污水提升、沉砂、曝氣生化、沉淀、消毒、污泥濃縮脫水各工藝的風(fēng)機(jī)、水泵、電機(jī)、管道、水池等電壓、電流、功率、電能以及水池水位、送風(fēng)壓力、電機(jī)繞組溫度等運(yùn)行狀態(tài)，完成能源管理功能，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)能源消耗可視化、能源使用安全化、節(jié)能增效管理化的整體解決方案。

系統(tǒng)具有性能安全可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、功能完善、組態(tài)靈活、便于擴(kuò)建、界面友好、使用與維護(hù)方便的，并能夠兼容國內(nèi)主要保護(hù)設(shè)備廠家的保護(hù)設(shè)，系統(tǒng)主要功能

3.1 綜合能耗分析

實(shí)時(shí)監(jiān)視全廠設(shè)備的運(yùn)行，對不正常狀態(tài)，及時(shí)預(yù)警，以便維護(hù)檢修人員及時(shí)處理，配合LED模擬大屏一臺，總覽污水處理各工段運(yùn)行狀態(tài)、展示關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

3.2 分類運(yùn)行分析

對比分析格柵除渣、污水提升、沉砂、曝氣生化、沉淀、消毒、污泥濃縮脫水各工藝的風(fēng)機(jī)、水泵、電機(jī)、管道、水池等電壓、電流、功率、電能以及水池水位、送風(fēng)壓力、電機(jī)繞組溫度等當(dāng)日與昨日同期、當(dāng)月與上月同期、當(dāng)年與上年同期的運(yùn)行數(shù)據(jù)對比情況，并各工段過去48小時(shí)、31天、12個(gè)月、3年的用能趨勢，當(dāng)年用能的對比分析，當(dāng)月分項(xiàng)用能餅圖。

3.3 趨勢統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)格柵除渣、污水提升、沉砂、曝氣生化、沉淀、消毒、污泥濃縮脫水各工藝的風(fēng)機(jī)、水泵、電機(jī)、管道、水池等電壓、電流、功率、電能以及水池水位、送風(fēng)壓力、電機(jī)繞組溫度等逐日、逐周、逐月、逐季、逐年運(yùn)行趨勢。

3.4 分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)各配電回路某段時(shí)間內(nèi)尖、峰、平、谷用能及金額（此項(xiàng)功能需安裝具有復(fù)費(fèi)率功能的電能表）。

3.5 用能分析

統(tǒng)計(jì)所有回路功率曲線、最大/最小需量，用能同比環(huán)比分析比較以及過去48小時(shí)、過去12個(gè)月、歷年使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。

3.6 用能同比分析

統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)的用能，并和去年同期用能進(jìn)行對比。

3.7 用能數(shù)據(jù)集抄

統(tǒng)計(jì)格柵除渣、污水提升、沉砂、曝氣生化、沉淀、消毒、污泥濃縮脫水各工藝的風(fēng)機(jī)、水泵、電機(jī)、管道、水池等電壓、電流、功率、電能以及水池水位、送風(fēng)壓力、電機(jī)繞組溫度等各用能回路某段時(shí)間內(nèi)的用能（統(tǒng)計(jì)時(shí)間精確到分鐘，需配合大容量歷史數(shù)據(jù)庫）。

3.8 運(yùn)行參數(shù)查詢

查詢格柵除渣、污水提升、沉砂、曝氣生化、沉淀、消毒、污泥濃縮脫水各工藝的風(fēng)機(jī)、水泵、電機(jī)、管道、水池等電壓、電流、功率、電能以及水池水位、送風(fēng)壓力、電機(jī)繞組溫度等各用能回路某段時(shí)間內(nèi)的監(jiān)測參數(shù)，并以曲線的形式反映趨勢。

3.9 用能數(shù)據(jù)檢查

統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)配電回路與下級回路的用能差值，超過一定百分比后醒目顯示，確保計(jì)量體系的完整準(zhǔn)確。

3.10 配電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測

通過系統(tǒng)界面實(shí)時(shí)監(jiān)測能源中心、污水泵站、曝氣生物處理、污泥泵站分配斷路器的合分狀態(tài)、故障跳閘，實(shí)時(shí)監(jiān)視各回路的電壓、電流、功率、功率因數(shù)等運(yùn)行參數(shù)。

3.11 工藝設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視

實(shí)時(shí)監(jiān)視粗格柵、污水提升、細(xì)格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備的啟動(dòng)、停止、運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行溫度或者壓力、流量等參數(shù)，統(tǒng)計(jì)啟停次數(shù)、運(yùn)行時(shí)間、故障停車時(shí)間等。