用電管理系統(tǒng)應(yīng)用解析 低碳節(jié)能為主要方向
摘要： 用電監(jiān)控管理是指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。
Abstract：
Key words :
一、前言
用電監(jiān)控管理是指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。
工廠用電監(jiān)控管理包含企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。主要包含以下2個(gè)方面：
10KV及低壓饋線自動(dòng)化。饋線自動(dòng)化完成饋電線路的監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。其主要功能有：運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移及恢復(fù)供電、無功補(bǔ)償和調(diào)壓等。
配/變電站自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量和運(yùn)行操作的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化以信號(hào)數(shù)字化和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)為標(biāo)志，進(jìn)入傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備領(lǐng)域，使變電站運(yùn)行和監(jiān)控發(fā)生了巨大的變化，取得顯著的效益。變電站自動(dòng)化的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、與繼電保護(hù)交換信息、自動(dòng)控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電站其他自動(dòng)化裝置交換信息和與調(diào)度控制中心或集控中心通信等項(xiàng)功能。近幾年，大量的配、變電站采用了變電站自動(dòng)化設(shè)備，顯示出顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
二、直接經(jīng)濟(jì)效益分析
1．可提高供電質(zhì)量
信息時(shí)代的到來，要求不間斷供電的計(jì)算機(jī)設(shè)備越來越多，給供電提出了更高的要求。停電或限電會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)，而忽然的停電則會(huì)危害工廠的重要設(shè)備。落后的人工配電方式，針對(duì)現(xiàn)代化的制造業(yè)是不適用的。只有實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，才可能最大限度地提高供電質(zhì)量，滿足人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髋c生產(chǎn)的需要。實(shí)現(xiàn)配電站自動(dòng)化可提高供電的可靠性。實(shí)現(xiàn)配電站自動(dòng)化，可減少故障次數(shù)，縮小事故范圍，縮短事故時(shí)間，為恢復(fù)供電、快速分析、診斷、報(bào)告事故原因提供有效的依據(jù)。某工廠沒有采用配電自動(dòng)化前每月故障次數(shù)為1次，故障搶修時(shí)間為2小時(shí)，每小時(shí)的產(chǎn)出商品價(jià)值5000元，每年開工11個(gè)月，每年可減少停電導(dǎo)致的生產(chǎn)損失為2*1*5000*11=11萬元，采用用電監(jiān)控管理系統(tǒng)后，即可將故障次數(shù)大大減少，設(shè)備在發(fā)生故障前隱患即可被發(fā)現(xiàn)，無需全面停電檢修，生產(chǎn)設(shè)備可以做到不停機(jī)，每年可減少損失11萬元。
2．降低網(wǎng)損率的經(jīng)濟(jì)效益
根據(jù)國(guó)內(nèi)用電監(jiān)控管理系統(tǒng)運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)，通過電壓和無功優(yōu)化控制，可以降低網(wǎng)損率3％以上。某工廠的年用電量為1000萬KWh，通過電壓和無功優(yōu)化控制，每年可節(jié)省電量為30萬KWh，節(jié)能效益按0.42元/KWh計(jì)算，每年節(jié)約12.6萬元。由此看來，直接的經(jīng)濟(jì)效益十分巨大，間接的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益則更大。
3．設(shè)備管理的經(jīng)濟(jì)效益
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)的效益還在很大程度上體現(xiàn)在配電設(shè)備管理上。比如設(shè)備檢修，如果沒有相應(yīng)的配電自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)，所有設(shè)備按一定期限定期檢修，其工作量巨大，耗費(fèi)大量人力物力，配電管理系統(tǒng)的使用可以使設(shè)備檢修的針對(duì)性更強(qiáng)。變故障修為狀態(tài)修，變?nèi)斯ぱ矙z為自動(dòng)故障保修，減輕維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；減少操作人員；增強(qiáng)電力系統(tǒng)的免維護(hù)性。
通過對(duì)負(fù)荷的監(jiān)控，合理分配負(fù)荷，還可以最大限度地保護(hù)供電設(shè)備投資。有利于提高設(shè)備的安全和健康水平，延長(zhǎng)使用壽命。某工廠，每年因燒毀電力設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備等事故的損失為6萬元（一臺(tái)變壓器的價(jià)值就在10萬元以上，一臺(tái)10KV開關(guān)柜價(jià)值在5-8萬元之間，電動(dòng)機(jī)的價(jià)值從幾千到幾萬不等，高壓電動(dòng)機(jī)更貴，其它斷路器、接觸器、繼電器設(shè)備數(shù)量更多，更應(yīng)容易燒毀），實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化之后就可以完全避免此類事故的發(fā)生，每年節(jié)省設(shè)備維護(hù)費(fèi)用6萬元。
4．提高企業(yè)用電的管理水平
傳統(tǒng)用電管理是由電工的經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的（即經(jīng)驗(yàn)管理），其管理的好壞決定于電工人員的經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心、及情緒。在珠三角的制造業(yè)對(duì)電工師傅的稱為叫“電工大佬”，他是公司中非常重要的人物，甚至公司的一些管理制度到了“電工大佬”這都要開綠燈，因?yàn)槔习迳钪?ldquo;電工大佬”的心情就可以影響公司用電費(fèi)用。但是“電工大佬”對(duì)工廠也只是起保證用電的作用，根本談不上安全、可靠（質(zhì)量）、高效的用電管理層面。
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)是給現(xiàn)代化工廠提供的一套信息化時(shí)代的用電管理手段，她能準(zhǔn)確、及時(shí)地提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)和信息；可以直觀地監(jiān)視全廠內(nèi)任何地方、任何設(shè)備的運(yùn)行情況，方便的控制計(jì)劃停電、供電，實(shí)現(xiàn)總體控制。為用戶調(diào)整用電峰谷時(shí)段，提供有效的依據(jù)。做到值班電工通過電腦化面實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況；檢修電工根據(jù)畫面的予警提示有針對(duì)性的對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)、檢修；電氣工程師通過系統(tǒng)報(bào)表和分析曲線制訂保養(yǎng)、檢修、整改計(jì)劃；管理者代表可根據(jù)詳細(xì)的電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表核算、控制產(chǎn)成本；為企業(yè)ERP提供充足完整的數(shù)據(jù)信息。在不增加人員成本的基礎(chǔ)上，大大提升了管理水平。
5．節(jié)省人員成本
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)令電工職責(zé)更清晰、層次更分明、分工更具體，對(duì)運(yùn)行、檢修人員要求少而精，電力系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)：一個(gè)工廠35KV變電站比不做自動(dòng)化前節(jié)省1/3的人員。
三、間接經(jīng)濟(jì)效益
隨著電力電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用（如：變頻器、電腦、電子鎮(zhèn)流器等）的同時(shí)，也帶來了對(duì)電源的污染，其中諧波、電磁干擾對(duì)環(huán)境及設(shè)備的影響最嚴(yán)重。
1．通過用電監(jiān)控管理系統(tǒng)可診斷出困擾公司多時(shí)難解決的問題，比如：產(chǎn)品合格率的瓶頸、電腦、功控設(shè)備壽命短等平時(shí)很難發(fā)現(xiàn)及解決的問題。
2．由于系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)一般安裝于辦公室或值班室，與電氣設(shè)備（尤其是高壓設(shè)備）有一段距離，將減少值班員、運(yùn)行工，檢修工等一線人員拉出到發(fā)生職業(yè)病的可能范圍以外，減少輸配電系統(tǒng)職工的發(fā)病率，減輕企業(yè)的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，提升員工的生活質(zhì)量。
四、結(jié)語
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，一直以來，仁者見仁，智者見智。它無疑具有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)效益。如果把每年的直接經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出定義為
S=（J+L+W）*T
J=每年因檢修導(dǎo)致的停電損失，（上文假設(shè)為11萬元）
L=每年因網(wǎng)損導(dǎo)致的電能浪費(fèi)，（上文假設(shè)為12.6萬元）
W=每年節(jié)約的設(shè)備維護(hù)費(fèi)，（上文假設(shè)為6萬元）
T=設(shè)備運(yùn)行年限
那么，每年增加經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出29.6萬元，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益越明顯。
除此之外，他更有重要的社會(huì)效益。減少人類在強(qiáng)電場(chǎng)中的工作時(shí)間，對(duì)從業(yè)人員的身體健康更有著重要的意義，可以避免很多職業(yè)病、人為觸電事故的發(fā)生。一些在電廠、變電站、配電所長(zhǎng)期工作的職工，頭暈、心悸、不孕不育、低血壓、糖尿病、白血?。ㄑ?、肺癌、腦瘤（癌）等病的發(fā)病率很高，發(fā)病原因跟長(zhǎng)期在強(qiáng)電磁場(chǎng)中受輻射有關(guān)。在現(xiàn)代工廠供電系統(tǒng)，采用用電監(jiān)控管理系統(tǒng)，不僅可以盡可能減少這些健康問題，還能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，無疑是大勢(shì)所趨。
用電監(jiān)控管理是指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。
工廠用電監(jiān)控管理包含企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。主要包含以下2個(gè)方面：
10KV及低壓饋線自動(dòng)化。饋線自動(dòng)化完成饋電線路的監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。其主要功能有：運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移及恢復(fù)供電、無功補(bǔ)償和調(diào)壓等。
配/變電站自動(dòng)化。變電站自動(dòng)化指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量和運(yùn)行操作的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化以信號(hào)數(shù)字化和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)為標(biāo)志，進(jìn)入傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備領(lǐng)域，使變電站運(yùn)行和監(jiān)控發(fā)生了巨大的變化，取得顯著的效益。變電站自動(dòng)化的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、與繼電保護(hù)交換信息、自動(dòng)控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電站其他自動(dòng)化裝置交換信息和與調(diào)度控制中心或集控中心通信等項(xiàng)功能。近幾年，大量的配、變電站采用了變電站自動(dòng)化設(shè)備，顯示出顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
二、直接經(jīng)濟(jì)效益分析
1．可提高供電質(zhì)量
信息時(shí)代的到來，要求不間斷供電的計(jì)算機(jī)設(shè)備越來越多，給供電提出了更高的要求。停電或限電會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)，而忽然的停電則會(huì)危害工廠的重要設(shè)備。落后的人工配電方式，針對(duì)現(xiàn)代化的制造業(yè)是不適用的。只有實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，才可能最大限度地提高供電質(zhì)量，滿足人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髋c生產(chǎn)的需要。實(shí)現(xiàn)配電站自動(dòng)化可提高供電的可靠性。實(shí)現(xiàn)配電站自動(dòng)化，可減少故障次數(shù)，縮小事故范圍，縮短事故時(shí)間，為恢復(fù)供電、快速分析、診斷、報(bào)告事故原因提供有效的依據(jù)。某工廠沒有采用配電自動(dòng)化前每月故障次數(shù)為1次，故障搶修時(shí)間為2小時(shí)，每小時(shí)的產(chǎn)出商品價(jià)值5000元，每年開工11個(gè)月，每年可減少停電導(dǎo)致的生產(chǎn)損失為2*1*5000*11=11萬元，采用用電監(jiān)控管理系統(tǒng)后，即可將故障次數(shù)大大減少，設(shè)備在發(fā)生故障前隱患即可被發(fā)現(xiàn)，無需全面停電檢修，生產(chǎn)設(shè)備可以做到不停機(jī)，每年可減少損失11萬元。
2．降低網(wǎng)損率的經(jīng)濟(jì)效益
根據(jù)國(guó)內(nèi)用電監(jiān)控管理系統(tǒng)運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)，通過電壓和無功優(yōu)化控制，可以降低網(wǎng)損率3％以上。某工廠的年用電量為1000萬KWh，通過電壓和無功優(yōu)化控制，每年可節(jié)省電量為30萬KWh，節(jié)能效益按0.42元/KWh計(jì)算，每年節(jié)約12.6萬元。由此看來，直接的經(jīng)濟(jì)效益十分巨大，間接的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益則更大。
3．設(shè)備管理的經(jīng)濟(jì)效益
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)的效益還在很大程度上體現(xiàn)在配電設(shè)備管理上。比如設(shè)備檢修，如果沒有相應(yīng)的配電自動(dòng)化監(jiān)控管理系統(tǒng)，所有設(shè)備按一定期限定期檢修，其工作量巨大，耗費(fèi)大量人力物力，配電管理系統(tǒng)的使用可以使設(shè)備檢修的針對(duì)性更強(qiáng)。變故障修為狀態(tài)修，變?nèi)斯ぱ矙z為自動(dòng)故障保修，減輕維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；減少操作人員；增強(qiáng)電力系統(tǒng)的免維護(hù)性。
通過對(duì)負(fù)荷的監(jiān)控，合理分配負(fù)荷，還可以最大限度地保護(hù)供電設(shè)備投資。有利于提高設(shè)備的安全和健康水平，延長(zhǎng)使用壽命。某工廠，每年因燒毀電力設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備等事故的損失為6萬元（一臺(tái)變壓器的價(jià)值就在10萬元以上，一臺(tái)10KV開關(guān)柜價(jià)值在5-8萬元之間，電動(dòng)機(jī)的價(jià)值從幾千到幾萬不等，高壓電動(dòng)機(jī)更貴，其它斷路器、接觸器、繼電器設(shè)備數(shù)量更多，更應(yīng)容易燒毀），實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化之后就可以完全避免此類事故的發(fā)生，每年節(jié)省設(shè)備維護(hù)費(fèi)用6萬元。
4．提高企業(yè)用電的管理水平
傳統(tǒng)用電管理是由電工的經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的（即經(jīng)驗(yàn)管理），其管理的好壞決定于電工人員的經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心、及情緒。在珠三角的制造業(yè)對(duì)電工師傅的稱為叫“電工大佬”，他是公司中非常重要的人物，甚至公司的一些管理制度到了“電工大佬”這都要開綠燈，因?yàn)槔习迳钪?ldquo;電工大佬”的心情就可以影響公司用電費(fèi)用。但是“電工大佬”對(duì)工廠也只是起保證用電的作用，根本談不上安全、可靠（質(zhì)量）、高效的用電管理層面。
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)是給現(xiàn)代化工廠提供的一套信息化時(shí)代的用電管理手段，她能準(zhǔn)確、及時(shí)地提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)和信息；可以直觀地監(jiān)視全廠內(nèi)任何地方、任何設(shè)備的運(yùn)行情況，方便的控制計(jì)劃停電、供電，實(shí)現(xiàn)總體控制。為用戶調(diào)整用電峰谷時(shí)段，提供有效的依據(jù)。做到值班電工通過電腦化面實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況；檢修電工根據(jù)畫面的予警提示有針對(duì)性的對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)、檢修；電氣工程師通過系統(tǒng)報(bào)表和分析曲線制訂保養(yǎng)、檢修、整改計(jì)劃；管理者代表可根據(jù)詳細(xì)的電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表核算、控制產(chǎn)成本；為企業(yè)ERP提供充足完整的數(shù)據(jù)信息。在不增加人員成本的基礎(chǔ)上，大大提升了管理水平。
5．節(jié)省人員成本
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)令電工職責(zé)更清晰、層次更分明、分工更具體，對(duì)運(yùn)行、檢修人員要求少而精，電力系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)：一個(gè)工廠35KV變電站比不做自動(dòng)化前節(jié)省1/3的人員。
三、間接經(jīng)濟(jì)效益
隨著電力電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用（如：變頻器、電腦、電子鎮(zhèn)流器等）的同時(shí)，也帶來了對(duì)電源的污染，其中諧波、電磁干擾對(duì)環(huán)境及設(shè)備的影響最嚴(yán)重。
1．通過用電監(jiān)控管理系統(tǒng)可診斷出困擾公司多時(shí)難解決的問題，比如：產(chǎn)品合格率的瓶頸、電腦、功控設(shè)備壽命短等平時(shí)很難發(fā)現(xiàn)及解決的問題。
2．由于系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)一般安裝于辦公室或值班室，與電氣設(shè)備（尤其是高壓設(shè)備）有一段距離，將減少值班員、運(yùn)行工，檢修工等一線人員拉出到發(fā)生職業(yè)病的可能范圍以外，減少輸配電系統(tǒng)職工的發(fā)病率，減輕企業(yè)的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，提升員工的生活質(zhì)量。
四、結(jié)語
用電監(jiān)控管理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，一直以來，仁者見仁，智者見智。它無疑具有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)效益。如果把每年的直接經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出定義為
S=（J+L+W）*T
J=每年因檢修導(dǎo)致的停電損失，（上文假設(shè)為11萬元）
L=每年因網(wǎng)損導(dǎo)致的電能浪費(fèi)，（上文假設(shè)為12.6萬元）
W=每年節(jié)約的設(shè)備維護(hù)費(fèi)，（上文假設(shè)為6萬元）
T=設(shè)備運(yùn)行年限
那么，每年增加經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出29.6萬元，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益越明顯。
除此之外，他更有重要的社會(huì)效益。減少人類在強(qiáng)電場(chǎng)中的工作時(shí)間，對(duì)從業(yè)人員的身體健康更有著重要的意義，可以避免很多職業(yè)病、人為觸電事故的發(fā)生。一些在電廠、變電站、配電所長(zhǎng)期工作的職工，頭暈、心悸、不孕不育、低血壓、糖尿病、白血?。ㄑ?、肺癌、腦瘤（癌）等病的發(fā)病率很高，發(fā)病原因跟長(zhǎng)期在強(qiáng)電磁場(chǎng)中受輻射有關(guān)。在現(xiàn)代工廠供電系統(tǒng)，采用用電監(jiān)控管理系統(tǒng)，不僅可以盡可能減少這些健康問題，還能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，無疑是大勢(shì)所趨。
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