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，以及加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，進一步加強企業(yè)用電需求側管理，提高電能利用效率引起了各方的關注，國家質監(jiān)總局和國家標準化管理委員會發(fā)布了GB/T8222-2008《用電設備電能平衡通則》，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)量的電能進入用電體系后的分布與利用情況，即用電體系的各個環(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、測試、計算等手段，揭示企業(yè)在整個生產(chǎn)過程中各個用電環(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。

      通過改造舊設備，加強科學管理，采用新產(chǎn)品、新工藝、新技術、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新的水平?，F(xiàn)實意義有：摸清用電設備家底，全面了解設備運行狀況以及損耗所在；掌握用電水平；找出企業(yè)設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素質得到提高，培養(yǎng)一批技術管理人員。

 

      電能平衡是供電電量在用電系統(tǒng)內的輸送、轉換、利用進行考核、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，即運用測試和計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，即運用測試和計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。所以電量應使用電能表測定，對于穩(wěn)定負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)情況下進行的，它反映的不一定是企業(yè)用電設備的額定效率，而是實際運行狀況時的使用效率。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行平衡，一般企業(yè)電能平衡的時間取代表年。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)內部的主要電器設備，如變壓器、電機（如泵、風機、空壓機）、照明設備、電纜、電熱設備、整流設備、空調制冷設備等電器及整個配電系統(tǒng)，采用智能電工儀器進行實時監(jiān)測，采集設備與系統(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)拓撲結構如下：

 

 

      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)）中的一種或多種結合，優(yōu)化組網(wǎng)方式；實現(xiàn)配電智能監(jiān)控，用電設備信息集抄和管理。減輕專職人員工作量，提高工效。

 

 

3.1人機交互界面

     

      系統(tǒng)具有友好的全中文人機交互界面。標準的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導航的功能；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事件實時記錄窗口、系統(tǒng)功能快捷鍵、當前操作人員、系統(tǒng)當前時間及系統(tǒng)運行天數(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交互界面并實時刷新，如變壓器進線，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；還可通過調用重要回路子畫面查看該回路的詳細電參量信息。

 

 

3.2用戶管理

      系統(tǒng)提供了多級管理權措施，對不同級別的用戶賦予不同權限，從而保證系統(tǒng)在運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口令后方可完成該操作。

 

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

 

 

3.3采集處理與控制

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

 

 

3.4趨勢曲線分析

      系統(tǒng)對采集的電參量進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兩年，電能參量的存儲可達三年以上，并可根據(jù)用戶需求及硬件配置更改存儲時間。

 

      系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調用相關回路實時曲線界面分析該回路當前的運行負荷狀況。如通過調用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設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)絡進行質量分析。

 

3.5用電設備能效管理

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

 

3.6電能管理與報表打印

      系統(tǒng)具有標準的電能報表格式并可根據(jù)用戶需求設計符合其需要的報表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計?？勺詣由筛鞣N類型的實時運行運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，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、年度報表，根據(jù)復費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數(shù)可自行設置；系統(tǒng)設計還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。

 

 

3.7事件記錄和故障報警

      系統(tǒng)對所有用戶操作、開關變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有祥細的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當前值班人員事件是否確認等信息，對開關變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設備發(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)進戶點開始，按供電路徑查清電氣設備、用電設備的家底。如變壓器、線路、電動機、風機、水泵、空壓機、制冷機等主要用電設備的容量、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)》所要求填寫的項目進行基礎測試，基礎測試主要依靠企業(yè)現(xiàn)場配備的電力和熱工儀表進行。其中，運行數(shù)據(jù)中的平均電流要能代表該設備的正常生產(chǎn)時的平均值，需根據(jù)現(xiàn)場電力儀表（電流表）結合設備運行特點通過統(tǒng)計方法進行確定。

 

4.3鎖定重點

      根據(jù)普查臺賬和初步測試結果填寫《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。

 

4.4系統(tǒng)測試評估

      對鎖定重點的系統(tǒng)運用專業(yè)測試儀器設備進行現(xiàn)場測試，在測試的基礎上結合系統(tǒng)日常運行記錄數(shù)據(jù)和運行特點，對系統(tǒng)節(jié)能潛力進行量化分析，提出解決方案，并進行經(jīng)濟性比較。

 

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，堵塞浪費漏洞，并落實節(jié)電措施。

 

 

      5.1基礎測試

      基礎測試主要利用現(xiàn)場儀表和便攜式儀表進行，測試范圍原則上要包括變壓器、配電線路、電動機、電熱設備、整流設備和照燈具等所有供配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)，以運行的電數(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)。填寫軟件時小于5.5kw的電動機設備和小于8kw的電熱和整流設備可批量填寫軟件。

 

5.2系統(tǒng)診斷

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

 

   

		型號	主要功能
高壓回路及變壓器的進、出線回路		ACR330ELH	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計；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算；電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約
電機平衡		ACR220EL	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；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、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護、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）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；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）；四象限電能計量、復費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；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、復費率電能統(tǒng)計、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)采集后直接進入系統(tǒng)； 一種是對應水、油、氣等流量的脈沖信號經(jīng)ARTU-P32采集后，通過RS485、Modbus協(xié)議進入系統(tǒng)，其它4~20mA、0~20mA信號經(jīng)ARTU-M32采集后進入系統(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促進企業(yè)供用電設備的管理，幫助進一步摸清了家底。量化了各類型用電設備的耗電情況，見下圖。

 

 

7.2提供節(jié)能技改項目的實施數(shù)據(jù)

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

 

 

8  報價方案     單位：元（RMB）

名稱	型號		單位	面價	備注
監(jiān)控主機	IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設		臺	8500	均可用戶自備，以當時市場價格為準，該報價僅供參考
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	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
通訊機柜	1200×600×600		面	3000
	2200×600×600		面	5000
光電轉換	HTB-1000		只	750	遠距離傳輸
	終端盒		只	60
	尾纖		面	50
	耦合器		面	50
	熔接點		個	50
通訊轉換	擴展卡ACRNET-PCI/4		塊	3000	擴展卡
	串口服務器ACRNET-PORT(2口)		只	3000	串口服務器
	串口服務器ACRNET-PORT(4口)		只	5500
	通訊前置機ACRNET-UC02(2口)		只	4000	通訊前置機
	通訊前置機ACRNET-UC04(4口)		只	6000
	通訊前置機ACRNET-UC08(8口)		只	11500
	通訊管理機ACRHMI		臺	30000	人機界面
組網(wǎng)設備	網(wǎng)絡交換機EDS-208		臺	3000	局域組網(wǎng)
	網(wǎng)絡交換機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	設備數(shù)量1～10
				4萬	設備數(shù)量11～20
				6萬	設備數(shù)量21～40
				8萬	設備數(shù)量41～80
				10萬元以上	設備數(shù)量80以上
	雙機版		套		單機價格×1.5
	數(shù)據(jù)轉發(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
保護器	ARD3		臺		根據(jù)不同額定電流
導軌式 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)）中的一種或多種結合，優(yōu)化組網(wǎng)方式，實現(xiàn)配電智能監(jiān)控，用電設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、一個變電所的主變及各個電壓等級的電能平衡，大到整個企業(yè)的電能平衡。它不僅減少了大量的人力和物力，還能及時發(fā)現(xiàn)問題，為計算電能平衡的準確性和及時性提供保證。