根據(jù)《節(jié)約能源法》、《節(jié)約用電管理辦法》等法律、法規(guī)的規(guī)定，以及加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)用電需求側(cè)管理，提高電能利用效率引起了各方的關(guān)注，國家質(zhì)監(jiān)總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了GB/T8222-2008《用電設(shè)備電能平衡通則》，浙江、上海等地2009年已陸續(xù)開展企業(yè)電能平衡測試。上海市經(jīng)信委在2009、2010年連續(xù)兩年發(fā)布了重點(diǎn)用電企業(yè)電能平衡工作的通知。

      電能平衡是研究與分析一定數(shù)量的電能進(jìn)入用電體系后的分布與利用情況，即用電體系的各個(gè)環(huán)節(jié)有效利用了多少電能，損失了多少電能。目的是通過普查、統(tǒng)計(jì)、測試、計(jì)算等手段，揭示企業(yè)在整個(gè)生產(chǎn)過程中各個(gè)用電環(huán)節(jié)的電能使用情況，研究分析哪些是合理使用，哪些是不合理使用，哪些損失是必要的，哪些損失是不必要的。在此基礎(chǔ)上找出使用中的問題，制定節(jié)電措施和整改規(guī)劃。

      通過改造舊設(shè)備，加強(qiáng)科學(xué)管理，采用新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)、新材料等手段降低產(chǎn)品用電單耗，使企業(yè)電能利用率提高到一個(gè)新的水平。現(xiàn)實(shí)意義有：摸清用電設(shè)備家底，全面了解設(shè)備運(yùn)行狀況以及損耗所在；掌握用電水平；找出企業(yè)設(shè)備和管理中的薄弱環(huán)節(jié)，制定節(jié)電規(guī)劃；使用電管理人員和具體測試人員的技術(shù)素質(zhì)得到提高，培養(yǎng)一批技術(shù)管理人員。

 

      電能平衡是供電電量在用電系統(tǒng)內(nèi)的輸送、轉(zhuǎn)換、利用進(jìn)行考核、測量、分析和研究，并建立供給電量、有效電量和損失用電量之間平衡關(guān)系的全過程。

 

      有功電能平衡測試的方法有兩種：

 

      正平衡法又稱直接平衡法，即運(yùn)用測試和計(jì)算方法直接求得用電體系的輸入有功電量和有效利用電量，而體系損失的有功電量即為二者之差。

 

      反平衡法又稱間接平衡法，即運(yùn)用測試和計(jì)算方法直接求得用電體系的輸入有功電量和體系損失的各項(xiàng)有功電量，而體系有效利用電量即為二者之差。

 

      電能平衡的原則是：電能平衡的理論基礎(chǔ)是能量守恒定律，是電能“收入”與“支出”的平衡；電能平衡是能量平衡而不是功率平衡。所以電量應(yīng)使用電能表測定，對于穩(wěn)定負(fù)荷可利用輸入功率與輸出功率來求其電能利用率。企業(yè)電能平衡是在企業(yè)正常生產(chǎn)情況下進(jìn)行的，它反映的不一定是企業(yè)用電設(shè)備的額定效率，而是實(shí)際運(yùn)行狀況時(shí)的使用效率。電能平衡可取用某一代表日、某正常生產(chǎn)月、某正常生產(chǎn)季度或某一年的用電量來進(jìn)行平衡，一般企業(yè)電能平衡的時(shí)間取代表年。企業(yè)電能平衡的測算誤差不得超過10%。 

 

      通過對工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的主要電器設(shè)備，如變壓器、電機(jī)（如泵、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)）、照明設(shè)備、電纜、電熱設(shè)備、整流設(shè)備、空調(diào)制冷設(shè)備等電器及整個(gè)配電系統(tǒng)，采用智能電工儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，采集設(shè)備與系統(tǒng)的電流、溫度、功率、功率因素、有功電度、無功電度等用電信息，建立工業(yè)企業(yè)電能平衡信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

 

 

      系統(tǒng)管理根據(jù)工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場情況，采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊（Zigbee物聯(lián)網(wǎng)）中的一種或多種結(jié)合，優(yōu)化組網(wǎng)方式；實(shí)現(xiàn)配電智能監(jiān)控，用電設(shè)備信息集抄和管理。減輕專職人員工作量，提高工效。

 

 

3.1人機(jī)交互界面

     

      系統(tǒng)具有友好的全中文人機(jī)交互界面。標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。

 

      系統(tǒng)主畫面的一次接線圖顯示工程名稱、開關(guān)柜編號、回路編號及回路名稱等信息，其中回路的名稱可由系統(tǒng)級管理員自定義更改；畫面還可顯示SOE事件實(shí)時(shí)記錄窗口、系統(tǒng)功能快捷鍵、當(dāng)前操作人員、系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間及系統(tǒng)運(yùn)行天數(shù)等信息；空間地理平面的主畫面顯示了該工程區(qū)域內(nèi)各變電箱的地理位置等信息。

 

      系統(tǒng)主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新，如變壓器進(jìn)線，重要出線的電壓、電流、功率、頻率等；一般出線的三相電流信息等；還可通過調(diào)用重要回路子畫面查看該回路的詳細(xì)電參量信息。

 

 

3.2用戶管理

      系統(tǒng)提供了多級管理權(quán)措施，對不同級別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

 

      系統(tǒng)一般保留最高管理權(quán)限—系統(tǒng)管理員，系統(tǒng)級管理員可完成該系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的所有操作動作，還具有添加新用戶，分配用戶權(quán)限，刪除用戶等功能。

 

 

3.3采集處理與控制

      系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并對重要信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲。對現(xiàn)場設(shè)備的操作（如合/分閘控制、電容投切等）可進(jìn)行本地手動操作和遠(yuǎn)程控制操作等，并具有權(quán)限保護(hù)，防誤閉鎖功能，可根據(jù)開關(guān)量和模擬量的組合實(shí)現(xiàn)閉鎖。

 

 

3.4趨勢曲線分析

      系統(tǒng)對采集的電參量進(jìn)行分類識別并將必要參量存儲至數(shù)據(jù)庫，對所有參量存儲可達(dá)兩年，電能參量的存儲可達(dá)三年以上，并可根據(jù)用戶需求及硬件配置更改存儲時(shí)間。

 

      系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的運(yùn)行負(fù)荷狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

 

3.5用電設(shè)備能效管理

      系統(tǒng)可以記錄變壓器負(fù)載率和損耗；電纜損耗和線損率；電動機(jī)效率和機(jī)組能效比；電動機(jī)和泵效率；電動機(jī)和風(fēng)機(jī)效率；電動機(jī)效率和空壓機(jī)負(fù)載率；電動機(jī)效率；照明容量、數(shù)量和年耗電量；電熱設(shè)備負(fù)載率和損耗；整流設(shè)備損耗和用電量等用電設(shè)備信息。

 

3.6電能管理與報(bào)表打印

      系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計(jì)?？勺詣由筛鞣N類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。

 

 

3.7事件記錄和故障報(bào)警

      系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有祥細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動對運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

 

 

 

4.1普查

      從電網(wǎng)進(jìn)戶點(diǎn)開始，按供電路徑查清電氣設(shè)備、用電設(shè)備的家底。如變壓器、線路、電動機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、制冷機(jī)等主要用電設(shè)備的容量、型號、主要性能參數(shù)、分布、工況等情況逐臺登記，建立臺賬，畫出全廠用電的線路圖。

 

4.2基礎(chǔ)測試

      根據(jù)《上海市工業(yè)企業(yè)電能平衡信息管理系統(tǒng)》所要求填寫的項(xiàng)目進(jìn)行基礎(chǔ)測試，基礎(chǔ)測試主要依靠企業(yè)現(xiàn)場配備的電力和熱工儀表進(jìn)行。其中，運(yùn)行數(shù)據(jù)中的平均電流要能代表該設(shè)備的正常生產(chǎn)時(shí)的平均值，需根據(jù)現(xiàn)場電力儀表（電流表）結(jié)合設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)通過統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行確定。

 

4.3鎖定重點(diǎn)

      根據(jù)普查臺賬和初步測試結(jié)果填寫《上海市工業(yè)企業(yè)電能平衡信息管理系統(tǒng)》軟件，鎖定節(jié)能潛力重點(diǎn)。

 

4.4系統(tǒng)測試評估

      對鎖定重點(diǎn)的系統(tǒng)運(yùn)用專業(yè)測試儀器設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場測試，在測試的基礎(chǔ)上結(jié)合系統(tǒng)日常運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)和運(yùn)行特點(diǎn)，對系統(tǒng)節(jié)能潛力進(jìn)行量化分析，提出解決方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。

 

4.5整改

      針對普查中和測算分析中發(fā)現(xiàn)的問題，制定整改規(guī)劃。做到邊查邊改，邊測邊改，堵塞浪費(fèi)漏洞，并落實(shí)節(jié)電措施。

 

 

      5.1基礎(chǔ)測試

      基礎(chǔ)測試主要利用現(xiàn)場儀表和便攜式儀表進(jìn)行，測試范圍原則上要包括變壓器、配電線路、電動機(jī)、電熱設(shè)備、整流設(shè)備和照燈具等所有供配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)，以運(yùn)行的電數(shù)據(jù)為主。電力變壓器要求全部測試，電纜要求采集16mm2以上的電纜數(shù)據(jù)。填寫軟件時(shí)小于5.5kw的電動機(jī)設(shè)備和小于8kw的電熱和整流設(shè)備可批量填寫軟件。

 

5.2系統(tǒng)診斷

      診斷測試以電機(jī)系統(tǒng)為主，通過測試結(jié)合企業(yè)歷史記錄，深入分析系統(tǒng)的節(jié)能潛力，提高節(jié)能改造方案并進(jìn)行投資回報(bào)分析。根據(jù)本次電能平衡的工作要求，每個(gè)企業(yè)至少完成2個(gè)電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能診斷評估，對于年耗電量大于50萬kwh的泵、風(fēng)機(jī)和空壓機(jī)系統(tǒng)、年耗電量大于100萬kwh的制冷空調(diào)系統(tǒng)和年耗電量大于30萬kwh的其他電機(jī)系統(tǒng)作為重點(diǎn)，根據(jù)基礎(chǔ)測試的結(jié)果和對節(jié)能潛力初步分析確定節(jié)能潛力最大的兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行診斷評估。 

 

   

		型號	主要功能
高壓回路及變壓器的進(jìn)、出線回路		ACR330ELH	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報(bào)警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約
電機(jī)平衡		ACR220EL	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
		ARD3	測量三相電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電能、等電參數(shù)，定值查詢、定值整定、過載、斷相（不平衡）、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護(hù)功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護(hù)、SOE記錄、多種啟動模式、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。
普通電氣回路		ACR220EL	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
		DTSD1352 (ADL3000)	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選
		DTSF1352 (ADL300)	電流規(guī)格1.5(6)A、 5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選
電器設(shè)備溫度巡檢		ARTM	主要功能有1~16路溫度巡檢，熱電阻信號輸入，RS485通訊接口，Modbus協(xié)議，2路繼電器輸出。
非電量信號的采集		ARTU-P32 ARTU-M32	一種是傳感器數(shù)字信號經(jīng)采集后直接進(jìn)入系統(tǒng)； 一種是對應(yīng)水、油、氣等流量的脈沖信號經(jīng)ARTU-P32采集后，通過RS485、Modbus協(xié)議進(jìn)入系統(tǒng)，其它4~20mA、0~20mA信號經(jīng)ARTU-M32采集后進(jìn)入系統(tǒng)。
開啟式低壓電流互感器		AKH-0.66/K	對一些重要需要計(jì)量的電氣回路，若原先未裝互感器，可選開啟式互感器，安裝方便、安全、效率高。

  

  

      7.1促進(jìn)企業(yè)供用電設(shè)備的管理，幫助進(jìn)一步摸清了家底。量化了各類型用電設(shè)備的耗電情況，見下圖。

 

 

7.2提供節(jié)能技改項(xiàng)目的實(shí)施數(shù)據(jù)

      以上海近2年工業(yè)企業(yè)電能平衡試點(diǎn)為例，共完成各類節(jié)能診斷項(xiàng)目21個(gè)（其中，泵系統(tǒng)5個(gè)，空壓機(jī)系統(tǒng)6個(gè)，制冷機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目4個(gè)，照明系統(tǒng)1個(gè)，電加熱項(xiàng)目4個(gè)，21個(gè)診斷項(xiàng)目的總節(jié)能潛力為1588萬kwh/年，占總節(jié)能量的86.55%，診斷項(xiàng)目的節(jié)能潛力占企業(yè)總耗電量的6.27%。預(yù)計(jì)投入3581萬元，年經(jīng)濟(jì)效益1076萬元，平均投資回收期3.33年。

 

 

8  報(bào)價(jià)方案     單位：元（RMB）

名稱	型號		單位	面價(jià)	備注
監(jiān)控主機(jī)	IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè)		臺	8500	均可用戶自備，以當(dāng)時(shí)市場價(jià)格為準(zhǔn)，該報(bào)價(jià)僅供參考
顯示器	三星19寸液晶顯示器		臺	3000
	三星22寸液晶顯示器		臺	3800
打印機(jī)	HP LaserJet 1020 A4		臺	2500
	EPSON-LQ1600KIIIH A3		臺	4000
UPS電源	山特C1KS		臺	5000
	山特C2KS		臺	6500
通訊線纜	五類線		米	4.6
	屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0		米	5.6
	光纖（多模）		米	6.6
通訊機(jī)柜	1200×600×600		面	3000
	2200×600×600		面	5000
光電轉(zhuǎn)換	HTB-1000		只	750	遠(yuǎn)距離傳輸
	終端盒		只	60
	尾纖		面	50
	耦合器		面	50
	熔接點(diǎn)		個(gè)	50
通訊轉(zhuǎn)換	擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4		塊	3000	擴(kuò)展卡
	串口服務(wù)器ACRNET-PORT(2口)		只	3000	串口服務(wù)器
	串口服務(wù)器ACRNET-PORT(4口)		只	5500
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC02(2口)		只	4000	通訊前置機(jī)
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC04(4口)		只	6000
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC08(8口)		只	11500
	通訊管理機(jī)ACRHMI		臺	30000	人機(jī)界面
組網(wǎng)設(shè)備	網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208		臺	3000	局域組網(wǎng)
	網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408		臺	8500
監(jiān)控軟件	Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0	系統(tǒng)組態(tài)軟件 圖形組態(tài)軟件 電能管理軟件 數(shù)據(jù)庫軟件	套	3萬	設(shè)備數(shù)量1～10
				4萬	設(shè)備數(shù)量11～20
				6萬	設(shè)備數(shù)量21～40
				8萬	設(shè)備數(shù)量41～80
				10萬元以上	設(shè)備數(shù)量80以上
	雙機(jī)版		套		單機(jī)價(jià)格×1.5
	數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)	每+1用戶	套	3000
	Web發(fā)布	每+1用戶（總用戶數(shù)≤5）	套	5000
電力儀表	ACR330ELH		臺	4860
	ACR220EL		臺	3880
保護(hù)器	ARD3		臺		根據(jù)不同額定電流
導(dǎo)軌式 電能表	DTSD1352		臺	2050
	DDSF1352		臺	600
溫度巡檢儀	ARTM-8		臺	1620	根據(jù)不同控制路數(shù)
四遙單元	ARTU-P32		臺	3200
	ARTU-M32		臺	3800
互感器	AKH-0.66/K		臺		根據(jù)不同規(guī)格

  

      在信息化快速發(fā)展的今天，采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊（Zigbee物聯(lián)網(wǎng)）中的一種或多種結(jié)合，優(yōu)化組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)配電智能監(jiān)控，用電設(shè)備的信息集抄和管理。做好電能平衡工作，它可以做到小到一條線路、一個(gè)變電所的主變及各個(gè)電壓等級的電能平衡，大到整個(gè)企業(yè)的電能平衡。它不僅減少了大量的人力和物力，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，為計(jì)算電能平衡的準(zhǔn)確性和及時(shí)性提供保證。