1 概 述
   企業(yè)電力及能源管理系統(tǒng)是國(guó)際上90年代中期發(fā)展起來(lái)的系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，它利用自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字化計(jì)量?jī)x表，對(duì)企業(yè)的能源系統(tǒng)進(jìn)行全面和細(xì)致的監(jiān)控，通過(guò)管理而節(jié)約能源。企業(yè)能源管理系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)特別是大型企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，而企業(yè)能源管理系統(tǒng)在我國(guó)剛剛處于起步階段。
   南京鋼鐵集團(tuán)始建于1958年，現(xiàn)已發(fā)展成為集礦石采選、鋼鐵冶煉、鋼材軋制于一體，運(yùn)輸、動(dòng)力、機(jī)修等輔助設(shè)施配套齊全的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，具有年產(chǎn)300萬(wàn)噸鋼的綜合生產(chǎn)能力。 同時(shí)，鋼鐵生產(chǎn)所必需各種能源如電、水、煤氣、蒸汽、重油及氧氮?dú)鍤獾�，消耗量相�?dāng)大，僅月耗電量就超過(guò)九千萬(wàn)度。面對(duì)行業(yè)之間的日益激烈競(jìng)爭(zhēng)，南鋼集團(tuán)急需合理利用能源，減少能源消耗，不斷提高電力及其它能源的利用率。為此，經(jīng)優(yōu)選南鋼最終選擇了羅克韋爾自動(dòng)化公司的電力及能源管理系統(tǒng)。
   考慮到整個(gè)南鋼能源系統(tǒng)的龐大性與復(fù)雜性，本著總體規(guī)劃和分布實(shí)施的原則，一期工程先從配電的三個(gè)總降及中心站著手，二期工程才實(shí)施總降以下的各配電所及其它能源的綜合管理系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)縱覽及其特點(diǎn)
   針對(duì)南鋼電力及能源所涉及的范圍比較廣與位置比較分散，系統(tǒng)由三個(gè)中心站和三個(gè)主站組成。三個(gè)中心站分別設(shè)在計(jì)能處、動(dòng)力分廠(chǎng)及生產(chǎn)處，是南鋼電力及能源管理系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)”， 其中計(jì)能處為數(shù)據(jù)采集中心，動(dòng)力分廠(chǎng)為網(wǎng)絡(luò)主要匯集中心。它們通過(guò)接收來(lái)自三個(gè)主站及將來(lái)二期二十多個(gè)子站的信息，匯集整個(gè)南鋼龐大能源系統(tǒng)的各種“情報(bào)”，對(duì)它們的動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，同時(shí)可對(duì)它們發(fā)布必要的指令。三個(gè)中心站之間及與各主站之間的通訊通過(guò)光纜以開(kāi)放式的Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)作為工業(yè)以太網(wǎng)，其特點(diǎn)如下：
    •信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)
    •可與多種微機(jī)制造商和軟件連接
    •支持多種傳輸介質(zhì)包括無(wú)線(xiàn)通訊方式
    •標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件易于集成和究錯(cuò)
   這種結(jié)構(gòu)有效地增強(qiáng)了系統(tǒng)的開(kāi)放性，可維護(hù)性，兼容性，并且可以在管理層很方便地從系統(tǒng)各個(gè)部分獲得實(shí)時(shí)的管理數(shù)據(jù)，從而滿(mǎn)足南鋼對(duì)電力及能源管理系統(tǒng)的要求。
   三個(gè)主站分別位于一總降、二總降及三總降，主要設(shè)備由ControlLogix可編程序控制器、交換機(jī)、電力監(jiān)視器PM3000 M6 及電表組成。電力監(jiān)視器PM3000 M6通過(guò)以太網(wǎng)直接與中心站及Controllogix可編程序控制器通訊，電表通過(guò)MODBUS網(wǎng)與Controllogix可編程序控制器通訊。各主站獨(dú)立完成包括測(cè)量、控制和事故記錄等多項(xiàng)功能，按要求整理信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的“上傳下達(dá)”。
   中心站、主站以及各主站之間除通訊外，各自獨(dú)立，無(wú)電氣上的聯(lián)系，各主站實(shí)現(xiàn)的各種功能也不依賴(lài)主干網(wǎng)和中心站。因此，即便系統(tǒng)中的某一部分出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)的其它部分的工作，從而使整個(gè)系統(tǒng)具有高可靠性與穩(wěn)定性。
3 系統(tǒng)功能
   3.1 負(fù)荷檔案系統(tǒng)
    此系統(tǒng)將會(huì)從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息. 這些數(shù)據(jù)將會(huì)用于決定某時(shí)間間隔中的有功功率，無(wú)功功率及有功功率需求，并把這些數(shù)據(jù)存入ODBC兼容的數(shù)據(jù)庫(kù)。預(yù)設(shè)定的 RSEnergy報(bào)告允許用戶(hù)制作能源消耗圖，確定負(fù)載因數(shù), 鑒別高峰需量期間，與設(shè)備運(yùn)作相關(guān)的能耗，估計(jì)從電力集合中帶來(lái)的節(jié)省。
     負(fù)荷檔案系統(tǒng)能自動(dòng)產(chǎn)生以下報(bào)表：
     - 日，周，月，年的負(fù)載檔案
     - 日，周，月，年的表格式報(bào)告
     - 可選的時(shí)間/日期檔案
     - 可選的時(shí)間/日期表格式報(bào)告
   3.2 成本分析與分配系統(tǒng)
     此系統(tǒng)將會(huì)從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息. 每個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)會(huì)被分配到一個(gè)或多個(gè)費(fèi)用中心. RSEnergy 軟件會(huì)被設(shè)定為可產(chǎn)生預(yù)設(shè)報(bào)告。此報(bào)告可允許用戶(hù)按照費(fèi)用中心分配能源成本，驗(yàn)證供電局帳單，分析電力帳單，并比較在不同收費(fèi)單價(jià)架構(gòu)下的費(fèi)用。RSEnergy 允許用戶(hù)進(jìn)入盡可能多的現(xiàn)存或假定的收費(fèi)單價(jià)架構(gòu)。
     成本分析與分配系統(tǒng)能自動(dòng)產(chǎn)生以下報(bào)表：
     •月成本分?jǐn)倛?bào)告
     •月需量分析報(bào)告
     •月消耗報(bào)告
     •供電局帳單驗(yàn)證報(bào)告
    3.3 電力質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)
     此系統(tǒng)將會(huì)從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息。這些數(shù)據(jù)用于對(duì)電力質(zhì)量信息如電壓波動(dòng)，瞬時(shí)功率降低，功率因數(shù)和諧波等進(jìn)行顯示，記錄，預(yù)測(cè)趨勢(shì)并報(bào)警。
     電力質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)能自動(dòng)產(chǎn)生以下報(bào)表：
     •日，周，月，年的電力質(zhì)量檔案
     •日，周，月，年的表格式報(bào)告
     •可選的時(shí)間/日期電力質(zhì)量檔案
     •可選的時(shí)間/日期表格式報(bào)告
     •波形圖
    3.4 配電系統(tǒng)監(jiān)視
     此系統(tǒng)將會(huì)從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息, 顯示整個(gè)配電系統(tǒng)包括變壓器，帶載開(kāi)關(guān)，發(fā)電機(jī)，開(kāi)關(guān)，冷卻風(fēng)扇及相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)與布局。此系統(tǒng)提供配電系統(tǒng)狀態(tài)的可視圖，有利于更快地查明不正常狀況，采用遠(yuǎn)控可簡(jiǎn)化系統(tǒng)調(diào)整的手續(xù)，幫助從失電后更快地恢復(fù)生產(chǎn)，給中控人員提供實(shí)時(shí)地負(fù)載數(shù)據(jù)，鑒別減少需量的機(jī)會(huì)，并為人工需量控制程序提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
     配電系統(tǒng)監(jiān)視能自動(dòng)產(chǎn)生以下報(bào)表：
     •南鋼整廠(chǎng)的單線(xiàn)圖
     •局部配電站的單線(xiàn)圖
     •每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)
4 結(jié) 語(yǔ)
   該項(xiàng)目一期工程現(xiàn)已于2003年五月完成并投入運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行證明，系統(tǒng)是安全可靠的，可為南鋼能源的管理與決策提供豐富多彩的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并有助于能源系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)，保證鋼鐵生產(chǎn)的順利。尤其在2003年夏季用電高峰期間， 為各電力線(xiàn)路負(fù)荷的合理分配、錯(cuò)峰削峰、移峰填谷、避峰讓電提供了有效的途徑與手段。