研华科技,协同深耕
推动电力能源行业新发展

厂商:研华科技
作者:曹银平
  点击数:1028  发布时间:2017-09-19 10:35
研华在自动化行业深耕30多年,能为电力能源行业提供稳定可靠的软硬件平台,近年来更是携手合作伙伴深耕发展电力能源领域,运用大数据、物联网等新兴技术助力我国电力能源行业取得新的发展。本期记者专访了研华(中国)有限公司北京电力业务主管宋庆钊,与他探讨自动化技术在电力能源行业的应用与未来发展。
关键词:远程监控 ,研华 ,电力

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研华(中国)有限公司北京电力业务主管宋庆钊

研华在自动化行业深耕30多年,能为电力能源行业提供稳定可靠的软硬件平台,近年来更是携手合作伙伴深耕发展电力能源领域,运用大数据、物联网等新兴技术助力我国电力能源行业取得新的发展。本期记者专访了研华(中国)有限公司北京电力业务主管宋庆钊,与他探讨自动化技术在电力能源行业的应用与未来发展。

携手安捷全方位服务用户

据宋庆钊介绍,研华工业自动化事业群(IIOT)能源与环境(E&E)部门专注于智能电网、一次设备的智能化、新能源监控系统和城市配网监控系统。在智能电网领域主要是和国内四大家继保厂商OEM电力通讯管理机;新能源领域主要应用是风机的远程监控通讯设备,电网需求侧主要关注配网的监测和运维。

此外,研华科技还发起成立WISE-PAAS合作产业伙伴联盟,携手合作伙伴应对各种行业发展新挑战。宋庆钊谈到,天津安捷公共设施服务有限公司(以下简称安捷)是联盟的成员之一,也是研华在电力能源行业的合作伙伴,是一家需求侧综合能源解决方案提供商,以对用户需求的深入挖掘和研究为根本,利用“物联网、大数据、云计算”等技术,能为各行各业提供更安全、更省钱、更节能、更专业的公共设施和能源综合服务。

目前,双方在华联手发展空调暖通及节能方面的解决方案。其主要产品包含数据采集类、监控平台类、数据分析类。

(1)数据采集类产品包含各类电力数据采集模块、电力智能网关,主要用于各类场合电力数据的采集、数据通讯传输。

(2)监控平台类产品主要是基于电力实时监控的软件系统平台,同时还包括各类APP软件,主要应用在电力智能维护服务的各个环节。

(3)数据分析类产品指大数据分析平台,通过对采集的电力数据的建模分析,得出用户在电力应用的环节存在的问题,提出优化建议,使用户更加安全、高效的应用电能。

采访中,宋庆钊特别谈到,在电力能源、智慧楼宇中,多个子系统需要集成到一个平台中,以确保各子系统之间可以良好交互。安捷安全节能综合管理平台将电力、空调、照明、能源管理、安防、消防等系统的数据集成在同一个数据库里,实现有机共享,快速响应指令,从而达到真正的管理和联动。该系统可以实现超过8个子系统无缝连接和协同应用,从而创造一个安全、舒适的运行环境,实现最高能效。

依托新技术助推行业发展

现阶段,电力企业正进行技术革新,自动化技术不断结合新的科学技术,以应对未来社会用电量不断提高的发展趋势。各种新技术的应用,不仅提升了电力系统的供电能力,也给电力企业增加了直接的经济效益。

在宋庆钊看来,国内电力能源发展的潜力空间还在需求侧信息化联网。目前国内用电方式粗犷,加上一些老旧设备等原因,诸多电力设备的状态还未实现联网。他认为,目前阶段安捷是电力需求侧的先行者,首先采用物联网技术等手段,将电力一次设备变压器、高压开关等设备进行联网,实现了设备的远程监控,结合线下服务人员,真正解决目前企业用户侧的痛点,降低客户的运维成本。

此外,自动化技术与电力专业领域结合不足,尤其是在一些电力能源的细分领域,其产品仍有一定的升级空间。在新技术的应用方面,目前NBIoT,Lora等无线通讯方案也逐步在配电网监测中做尝试应用,由于需求侧电力监控分布广,要求实时性,要求成本低等特点。新技术的发展将为电力自动化提供更多的解决方案。

谈及新技术在电力能源领域的应用,宋庆钊表示:“大数据应用涉及电力企业的各个业务领域。在规划领域,通过对用电采集大数据的分析,利用数据挖掘技术,更准确地掌握用电负荷分布和变化规律,提高中长期负荷预测准确度;在建设业务方面,通过对现场照片进行批量比对分析,利用分布式存储、并行计算、模式识别等技术,掌握施工现场的安全隐患,或者核查安全整改措施落实情况;在运行领域,利用机器学习、模式识别等多维分析预测技术,分析新能源出力与风速、光照、温度等气象因素的关联关系,以便更准确地对新能源的发电能力进行预测和管理。在检修领域,通过研究消缺、检修、运行工况、气象条件等因素对设备状态的影响,以及设备运行的风险水平,利用并行计算等技术实现检修策略优化,指导状态检修的深入开展。”

在《中国制造2025》趋势下,研华科技将依托自身物联网、大数据、云计算技术平台的优势,将技术融合于智能电力应用的同时,延伸用电的智能化服务,进一步推动我国电力能源行业取得新的发展。

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研华科技助力用户实现节能降耗

1 项目背景

中央空调是现代大厦(如物业、宾馆、商场等)不可缺少的设施,它能带给人们四季如春,温馨舒适的体验,由于中央空调功率大,耗能大,加上设计上存在“大马拉小车”的现象,中央空调所产生的电费是用户一项巨大的开支。由于季节变化、昼夜变化以及宾馆酒楼客人入住率的变化、娱乐场所开放时间的变化等,导致中央空调系统对室内热源吸收量的变化,再加上工艺设计上电机功率都留有相当的富裕量。因此,存在一定的节电空间。将自控技术引入中央空调系统,通过智能算法对中央空调机组进行智能控制,保持室内适宜的温度,使人们感到更加舒适的同时又可以减少电能损耗节省电费一举两得。

天津大安大厦位于天津市河西区友谊路41号,分为A、B两座办公楼,属于商业办公性质。每座办公楼配备一组中央空调系统。空调机组因设计投入年限较长,设备机组没有自控系统,其设备的维护和运行采用人工方式。机组运行时,不管外界环境和室内负荷怎样变化,其设备出力是固定不变的,这种运行方式造成了极大的电能损耗。针对以上情况,为减少机组运行所消耗电能,提出对空调系统进行自动化改造,实现机组的自控,增加变频设备,从而达到节能降耗的目的。

2 项目目标与原则

项目目标:

(1)根据项目设备情况,确定项目实施方案,完成对空调系统的自动化控制,实现节约电力能源的目的。

(2)通过自动化控制,优化机组运行,实现延长设备及管网的使用寿命的目标。

项目原则:

(1)明确方案应用的设备及技术参数应具体明确;

(2)应用技术合理,可达成原则;

(3)技术经济性原则;

(4)时限性原则,按照设定规划时间完成。

3 项目实施与应用

中央空调各循环水系统的回水与出水的温差,反映了整个系统所需要进行的热交换量。因此,根据回水与出水的温差来控制循环水的流量,从而控制热交换的速度,是节能改造的可行依据。

(1)冷冻水循环系统

冷冻水的出水温度是由主机的制冷效果决定的,通常比较稳定,因此冷冻回水温度可以准确地反映室内的热负荷情况。由此,对于冷冻水循环系统的节能改造,可以取回水温度作为控制对象,通过变频器对冷冻泵流量的自动调节来实现对室内温度的控制。

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(2)冷却水循环系统

冷却水循环系统同时受室外环境温度及室内热负荷两方面影响,循环水管道单侧的水温不能准确反映该系统的热交换量,因此以出水与回水之间的温差作为控制室内温度的依据比较合理。在外界环境温度不变的情况下,温差大,说明室内热负荷较大,应提高冷却泵的转速,增大冷却水循环的速度;相应的,温差小则减小冷却泵转速。分别在主机蒸发器回水处、冷凝器出水及回水处安装温度传感器,实时检测管网的温度,以模拟信号(0~10V或者4~20mA)反馈给变频器,通过变频器内置的PID运算,输出对应的频率指令自动调节水泵转速,从而调节各循环水的热交换速度,最终实现对室内的恒温控制。

根据方案要求,采用传感器对空调系统的冷冻水系统、冷却水系统进行温度采集,分集水器进行压力采集,并对设备消耗的电力数据进行采集。系统通过温度进行控制,核心控制器采用研华ADAM-3600,ECU-1251,分布式温度采集使用的是ADAM-4015,采集使用的是研华Taglink软件,使用Ta g l i n k软件对采集的物理参数、通讯网络及服务等信息都可实现简易配置,并支持Modbus,IEC-60870,DL/645等多种通讯协议,支持与WebAccess软件的连接与整合,实现断点续传等功能要求。

其控制逻辑使用的是MULTIPROG KW,该工具基于微软的COM/DCOM技术架构,适用于XP、Vista和7视窗操作系统。其工程结构完全符合IEC61131-3 标准,支持标准定义的5种编程语言,且允许用户自定义库和数据结构,支持第三方开发工具。该编程工具既可以和科维软件推出的运行时系统(ProConOS eCLR)配套使用,也可以运用于现有的控制系统,并且能对多个分布式PLC控制器进行统一配置、编程和下载程序。MULTIPROG提供了丰富的操作命令和优异的人机交互界面,支持拖拽和全键盘操作,提供了变量在线监视、强制和覆盖功能,允许对程序设置断点和单步调试,同时自带了逻辑分析器,可方便地记录输入输出波形。对于一些特殊场合,提供了源代码保护和不停机在线下载功能。针对不同国家的编程人员的使用习惯,提供了包括变量名称在内的多语言支持。

其控制主要包含以下几部分:

(1)离心式冷水机组变频通过变频调节代替导叶阀调节;

(2)水泵变频使得在部分负荷时可以降低电机转速;

(3)冷却塔风扇自动加减节能控制;

(4)水系统压差旁通控制;

(5)电动开关蝶阀控制;

(6)设备轮换使用;

(7)PID控制。

该项目的特点是利用先进的PID控制技术实现机房的全自动控制。根据供回水温度,供回水压力、室外温湿度等参数对冷水机组进行温度重设,实现水泵的变频合理化控制等手段提高整体机房的COP值,最大限度提高能源效率,节能率15%~30%。

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4 效益分析

智能化改造成本共计20万元,每年可节约电费12万元,不到2年可回收成本。除了直接的节能降耗、减少电费的收益,客户还可以获得其它的收益:

(1)节省人力、减少人为操作失误,提高了设备的运行可靠性从而更好地保护用户的财产并有效提升用户的系统管理档次;

(2)使用户享受到更加先进、科学、完善的售后服务;

(3)设备以最佳的方式运行从而有效降低用户设备的使用成本。

该项目使用研华Webaccess作为私有云的核心监控中心,实现分布式的空调暖通设备的远程监控,并提供API接口,让第三方的数据分析及BI软件方便读取数据。

摘自《自动化博览》2017年9月刊

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