CS/BS混合模式能源监测系统在棉纺织企业的应用

赵小岗，高 阳

（西安纺织集团有限责任公司，陕西 西安 710025）

电力能源消耗费用在棉纺织企业的生产成本中占有很大的比重，约为20%，电力能源消耗控制事关企业生存，因此，棉纺织企业对其高度重视。

能源计量统计是有效控制能源消耗的前提条件，棉纺织企业在电力计量传统上采用一次购入计量和二次配电计量，一般情况下计量至各车间部门，以日、月、季度、年报的形式进行统计分析。传统产业中，棉纺织企业在能源利用及监测方面存在以下问题。

（1）缺乏实时性：无法进行实时计量；（2）缺乏准确性：数据获取人为因素较多；（3）缺乏专业性：能源使用各环节无分析指导；（4）缺乏可比性：无法及时建立快速的反应与对比机制；（5）缺乏决策性：主管不能及时制定节能与能源管理决策；（6）缺乏高效性：能源管理的整体运行效率较低；（7）缺乏持续性：缺乏能源数据的连续性和指标体系。

随着智能电表和通信技术的的发展，能源数据在线实时采集、监测成为可能，发展出的能源监测管理系统（Energy Management System，EMS）是帮助企业通过能源计划、监测、统计、审计、消费分析、重点能耗设备管理和能源计量设备管理等多种手段，合理计划、利用能源，减少单位产品能源消耗，以提高经济效益为目的的信息化管控系统。

具体而言，能源管理系统就是对企业的能源消耗进行监测、记录、分析，对比和指导，如水、气（汽）、电的使用过程数据，实时监测各种能源的详细使用情况，为节能降耗提供直观、科学的依据，为企业查找能耗弱点，促进管理水平进一步提高以及运营成本的进一步减少，使能源使用合理，避免浪费，达到节能减排、节能降耗、再创造效益的目的。通过数据分析，可以帮助企业内部对每个生产车间、每个机台、每种职能单位以及主要耗能设备进行实时考核，杜绝浪费，可以帮助企业进一步提高综合竞争力。西安纺织集团在新建厂区采用的DF8003C能源监测系统，能够达到节能降耗、减少生产成本的目的。

能源监测系统作为综合管理系统的子系统，采用B/S、C/S相结合架构[1]。

办公网采用.net开发环境，实现基于Web的B/S结构的架构，利用浏览器直接运行。各级管理人员利用浏览器就可访问能源管理系统，根据权限浏览全部或部分相关能源计量信息，保证了系统的稳定性和便捷性。

能源采集、监测系统采用C/S 架构，其全称是Client/Server，即客户端/服务器端架构，服务器端是SCADA数据库服务器端，实时库采用SCADA实时库平台，对实时数据进行及时、准确的处理，历史库采用ORACLE商用数据库，保证系统数据的安全性、稳定性，其客户端包含多个在用户的电脑上运行的程序，例如Sysmon、Remote等，客户端通过数据库连接访问服务器端的数据。

1 综合管理系统网络拓扑结构图和能源监测系统拓扑图

能源监测系统自下而上包括采集层、存储层、逻辑层、表示层[2]（图1）。

（1）数据采集层以实时能耗数据采集系统，包括各智能计量装置、数据采集器、数据采集软件和传输介质实现数据采集，此外还有在线监视和历史存储，通过能源分中心工作站对各RTU实时数据进行监测。

图1 能源监测系统

（2）存储层以实时数据库软件为核心，建立SCADA服务器，实现数据存储，并与通用关系数据库ORCAL实现无缝对接。

（3）表示层以Windows为平台运行SCADA程序，图形、数据结合，界面清晰、明了。

2 电力设备状态监测

棉纺织企业工艺流程较长，机台众多，总耗能很大。为此，集团在新厂房建设中，建有110 kV变电站一座，两台110 kV→10 kV变压器，10座配电室，20台10 kV→400 V变压器以及配套的电容柜、配电柜、开关、刀闸等电力设备。传统的各种电力设备状态监测通过值班员巡回检查来掌握，导致工作量大，时效性差。现在，通过能源检系统中的配电变压器监控终端、馈线监控终端等配电管理系统（图2），可实时掌握各变压器的进出线电压、电流、有功和无功功率、功率因素以及各开关的开、合状态。

图2 配电管理系统

3 能源报表生成、分析

在能源监测系统应用中，数据应用很重要的一部分就是各种能源报表的制作，这是能源管理中最基本的基础工作。能源监测系统通过SCADA前置服务器的动态数据库，存储以小时为单位的能源运行数据，可实现各生产车间、生产设备任意时段的能耗数据统计。根据本厂的实际需要，制作了集团各部门的能耗日报与月报，报表中包含动力耗能和照明耗能两部分，作为能耗指标考核依据。为了掌握能耗的流向，分别制作了各配电室的分路电能流向分布报表、各车间不同机型能耗报表等。通过对各项能耗数据的逐时、逐日、逐月、逐年的统计报表分析，各级管理人员可以对能源的班用量、日用量、月用量进行比对或进行能耗数据对比，分析能源使用过程中存在的漏洞和不合理情况，减少能源使用过程中的浪费，达到节能降耗的目的。