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劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要:從食用菌生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者角度指出食用菌工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)品生鮮屬性、微生物培養(yǎng)的技術(shù)特點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略難以突破決定了成本控制是經(jīng)營(yíng)的核心。分析食用菌生產(chǎn)的成本構(gòu)成,指出加強(qiáng)能源管理是節(jié)本增效的重要途徑,從電費(fèi)的分類(lèi)和改善方式、滅菌的燃料選擇和改善方法、未來(lái)能源可拓展方向(太陽(yáng)能和配合蒸汽使用的溴化鋰吸收式制冷機(jī))指明食用菌工廠能源管理的具體途徑。提出能源管理的基本思路為確定改善目標(biāo)、劃分區(qū)域、明確費(fèi)用、改善實(shí)施和核算結(jié)果。
關(guān)鍵詞:食用菌;節(jié)能分析;能源管理系統(tǒng);電費(fèi)分類(lèi);太陽(yáng)能
0引言
2006年以來(lái),中國(guó)食用菌工廠化生產(chǎn)得到迅速發(fā)展。據(jù)報(bào)道,2021年全國(guó)食用菌工廠化總產(chǎn)量為280.4萬(wàn)噸,比2019年343.68萬(wàn)噸下降了63.28萬(wàn)噸,其中,產(chǎn)量前三的品種為金針菇(123.13萬(wàn)噸)、杏鮑菇(66.78萬(wàn)噸)和雙孢蘑菇(27.97萬(wàn)噸),金針菇和杏鮑菇兩個(gè)工廠化生產(chǎn)主要品種合計(jì)占年總產(chǎn)量的68%。
1食用菌工廠化生產(chǎn)的特性
1.1產(chǎn)品屬性
目前食用菌工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)品以鮮品為主,銷(xiāo)售主要采用大宗批發(fā)模式,在銷(xiāo)售定價(jià)方面波動(dòng)較大,屬于充分競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)。食用菌鮮品銷(xiāo)售貨架期較短,在采收時(shí)價(jià)值大,隨
時(shí)間增加價(jià)值降低趨向于零,甚至是因處理成本而出現(xiàn)負(fù)值(圖1)。食用菌鮮品銷(xiāo)售的市場(chǎng)總?cè)萘肯鄬?duì)較小,其替代品主要是蔬菜類(lèi),價(jià)格受蔬菜產(chǎn)品的影響較大,順季蔬菜大量上市時(shí),食用菌產(chǎn)品價(jià)格降低,而蔬菜供應(yīng)不足時(shí),則價(jià)格上漲。
1.2技術(shù)特點(diǎn)
食用菌工廠化生產(chǎn)屬于大型設(shè)施類(lèi)農(nóng)業(yè),一次性投資較大,運(yùn)營(yíng)資金相對(duì)較少。由于食用菌屬于微生物范疇,因此其技術(shù)屬性為采用農(nóng)業(yè)栽培模式的微生物培養(yǎng),受氣候變化、品種變異、上游原材料等因素影響較大,生產(chǎn)技術(shù)較難穩(wěn)定,導(dǎo)致生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較大。
1.3競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略
一般企業(yè)的常規(guī)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略分為三個(gè):成本為主型、差異化競(jìng)爭(zhēng)、集中化策略。由于銷(xiāo)售渠道和客戶(hù)的,業(yè)內(nèi)企業(yè)一般以成本為主型為主。從食用菌工廠經(jīng)營(yíng)的三大要素——收入、成本及生產(chǎn)效率來(lái)講,由于產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、生物學(xué)效率各個(gè)工廠差別較大,因此成本控制是經(jīng)營(yíng)的核心要素。食用菌工廠產(chǎn)品銷(xiāo)售單價(jià)相對(duì)較低,以金針菇為例,每千克價(jià)格在4.5~5.5元,基礎(chǔ)單價(jià)每波動(dòng)0.1元/千克,所對(duì)應(yīng)銷(xiāo)售額的影響接近2%。而銷(xiāo)售價(jià)格定價(jià)屬于市場(chǎng)充分競(jìng)爭(zhēng),波動(dòng)較大。因此,食用菌經(jīng)營(yíng)管理的要點(diǎn)是質(zhì)量的穩(wěn)定性與成本的控制能力。
2食用菌生產(chǎn)的成本結(jié)構(gòu)
2.1食用菌生產(chǎn)成本結(jié)構(gòu)
根據(jù)金針菇工廠生產(chǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的食用菌成本構(gòu)成見(jiàn)圖2。食用菌的成本構(gòu)成中生產(chǎn)成本占比92%,其主要由原材料、人工費(fèi)用、制造費(fèi)用和包裝費(fèi)用四大費(fèi)用構(gòu)成。其中,制造費(fèi)用占總成本的20%,占生產(chǎn)成本的21.74%。而制造費(fèi)又以能源費(fèi)為主,占制造費(fèi)用的90%以上,對(duì)于成本控制較為重要,其以能源管理為主要著力點(diǎn)。能源管理主要為電費(fèi)、滅菌燃料費(fèi)用,而日常產(chǎn)生的設(shè)施設(shè)備維修費(fèi)也牽涉到能源的費(fèi)用;折舊費(fèi)與設(shè)備投資直接相關(guān),不同投資的設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生不同的能源管理費(fèi)用。
2.2電費(fèi)的分類(lèi)
以金針菇工廠化生產(chǎn)為例,設(shè)備電費(fèi)按照技術(shù)改善途徑可分為兩類(lèi):工作類(lèi)和環(huán)境類(lèi),具體見(jiàn)圖3。
(1)工作類(lèi)。
主要為拌料、裝瓶、搔菌、包裝、挖瓶等工序設(shè)備,其能耗管理基本計(jì)算公式為:能耗=工作設(shè)備功率×工作時(shí)間。
拌料車(chē)間。電費(fèi)主要組成:攪拌鍋、輸送帶、水泵,主要是靠電機(jī)帶動(dòng)。對(duì)能耗的管理就是通過(guò)改善作業(yè)流程,縮短工作時(shí)間。另外可根據(jù)物料不同選用適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)功率。
裝瓶車(chē)間。電費(fèi)主要組成:空壓機(jī)、輸送線、裝瓶機(jī)、打孔機(jī)、蓋蓋機(jī)、上筐機(jī)械手。其中裝瓶打孔涉及氣動(dòng)設(shè)備,而空壓機(jī)是高能耗設(shè)備,如何保證機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn),降低設(shè)備故障率以及保障壓縮空氣管道的密封度是管理的核心。然后是各設(shè)備之間的匹配問(wèn)題,生產(chǎn)效率的一致性越高,則相應(yīng)的能耗就會(huì)越低。
搔菌車(chē)間。電費(fèi)主要組成:下筐機(jī)械手、輸送線、去蓋機(jī)、搔菌機(jī)、除菌渣設(shè)備等。以工作類(lèi)設(shè)備為主,氣動(dòng)和電機(jī)類(lèi)較多,具體改善方法與拌料、裝瓶車(chē)間相同。
包裝車(chē)間。電費(fèi)主要組成:輸送帶、包裝機(jī)、空壓機(jī)。包裝機(jī)主要為電機(jī)和氣動(dòng)設(shè)備,具體改善方法同上。
挖瓶車(chē)間。電費(fèi)主要組成:輸送線、氣動(dòng)式或者機(jī)械式挖瓶設(shè)備、空壓機(jī)。具體改善方法同上。
環(huán)境類(lèi)。
主要涉及強(qiáng)冷室、接種室、培養(yǎng)庫(kù)、出菇房。廠房建設(shè)時(shí)應(yīng)注意庫(kù)房的密閉性及保溫性能,庫(kù)房設(shè)計(jì)、庫(kù)板選擇和工程安裝均應(yīng)予以重視(圖3)。
工廠外在的氣候條件因所在地的地理位置及季節(jié)不同,與食用菌生長(zhǎng)所需的環(huán)境相差較大。而不同食用菌不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)環(huán)境條件(溫度、濕度、光照和新鮮空氣)的需求亦不同。以金針菇為例,培養(yǎng)期菌絲生長(zhǎng)的溫度一般要求在18℃左右,而出菇溫度在3~15℃,濕度、光照和空氣在不同的時(shí)期要求也不同。需要通過(guò)設(shè)備調(diào)節(jié)氣候因素,達(dá)到周年化生產(chǎn)良好高產(chǎn)食用菌產(chǎn)品的目的。
創(chuàng)造適宜食用菌生長(zhǎng)的微氣候環(huán)境主要是通過(guò)暖通設(shè)備來(lái)完成,不同設(shè)備之間差別較大,按照冷卻介質(zhì)不同,主要為風(fēng)冷式和水冷式;壓縮機(jī)按其原理一般有渦旋式、活塞式、螺桿式、離心式、磁懸浮式等;空調(diào)按冷媒(制冷劑)類(lèi)型有R22(氟利昂22)、乙二醇溶液、R410A等。一般中小型工廠以風(fēng)冷式或水冷式氟利昂機(jī)組為主,而大型企業(yè)常以水冷式螺桿、離心式等為主,磁懸浮因造價(jià)過(guò)高,除特殊要求外一般不采用。
因地制宜選擇不同的生產(chǎn)模式,是食用菌生產(chǎn)能源管理大的影響因素。在工作類(lèi)設(shè)備中,選型尤為重要,不應(yīng)簡(jiǎn)單對(duì)比設(shè)備價(jià)格,正確的成本核算應(yīng)是機(jī)器的折舊成本+機(jī)器的運(yùn)行費(fèi)用,這個(gè)指標(biāo)終影響我們的生產(chǎn)。例如空壓機(jī),簡(jiǎn)單的電機(jī)啟停類(lèi)與永磁變頻類(lèi)運(yùn)行成本有明顯的差別,購(gòu)置價(jià)格差別也大,應(yīng)綜合考慮機(jī)器折舊費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。如果初始投資過(guò)大,那么還要考慮因投資產(chǎn)生的利息成本。
在實(shí)際生產(chǎn)中,電費(fèi)占比大的是暖通設(shè)備,而暖通設(shè)備的專(zhuān)業(yè)化程度較高,不同模式差別較大,同等模式不同廠家及安裝隊(duì)伍的差別也較大,而這些設(shè)備是建廠的時(shí)候即需確定的,所以要慎之又慎。
2.3滅菌費(fèi)用分析
從疫情開(kāi)始以后,天然氣價(jià)格急速變化,導(dǎo)致以天然氣為滅菌燃料的食用菌工廠燃料費(fèi)用大幅上漲,甚至翻倍。燃料費(fèi)是滅菌費(fèi)用中大的一項(xiàng),根據(jù)不同地區(qū)的環(huán)保要求,采用天然氣、料渣、生物質(zhì)顆粒三種燃料的滅菌成本差別巨大,使用成本較低的燃料具有決定性的優(yōu)勢(shì)(圖4)。其中,菌渣是生產(chǎn)食用菌鮮品的附屬產(chǎn)物,以其為燃料,滅菌成本僅鍋爐使用產(chǎn)生的少量電費(fèi)和菌渣成本,費(fèi)用非常低;生物質(zhì)顆粒的成本隨著能源市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng),其成本一般比傳統(tǒng)的燃煤高20%左右;天然氣成本高,其隨著市場(chǎng)變化波動(dòng)較大,例如2022年天然氣價(jià)格在7元/千克左右,對(duì)應(yīng)滅菌成本比歷史平均成本高出200%。滅菌設(shè)備主要由鍋爐、管道、滅菌柜組成,對(duì)于節(jié)能,鍋爐的能效比是關(guān)鍵,剩余就是管道和滅菌柜的保溫。滅菌后的蒸汽排出溫度較高,可加以回收利用。目前常用的天然氣類(lèi)型主要是兩種:一種是管道天然氣(CNG,氣態(tài)),又叫壓縮天然氣;另一種是液化天然氣(LNG,液態(tài)),LNG能量品味(能源所含有用成分的百分率)較高,以?162℃的超低溫儲(chǔ)存在真空絕熱的低溫容器(氣瓶)內(nèi),其氣化過(guò)程釋放大量冷能,可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行回收。
3未來(lái)能源管理可以擴(kuò)展的方向
3.1太陽(yáng)能
太陽(yáng)能是否能在食用菌工廠使用,其核心指標(biāo)在于此項(xiàng)投資的回報(bào)率。未來(lái)可能是我們食用菌企業(yè)需要考慮的一個(gè)方向,原因有以下幾點(diǎn)。
一是食用菌工廠化企業(yè)屬于高耗能企業(yè),每千瓦時(shí)所產(chǎn)生的銷(xiāo)售額與其他行業(yè)相比明顯偏高。二是食用菌在行業(yè)劃分上屬于農(nóng)業(yè)項(xiàng)目,國(guó)家給予了農(nóng)業(yè)用電的優(yōu)惠價(jià)格,但應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮此項(xiàng)政策的可持續(xù)性。三是隨著目前國(guó)家太陽(yáng)能的快速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,特別是目前單晶硅的技術(shù)革新,光電轉(zhuǎn)化率得到很大提升,而對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能的每千瓦的裝機(jī)投資額正在逐年降低,也就意味著投資回報(bào)率上升。四是食用菌栽培屬于大型設(shè)施類(lèi)農(nóng)業(yè),一般占地面積較大,屋頂面積較多,為使用太陽(yáng)能提供了安裝條件。五是太陽(yáng)能發(fā)電的峰值與食用菌的用電峰值重合,太陽(yáng)能發(fā)電效率高一般在夏季,而此時(shí)也是食用菌栽培能耗大的時(shí)候。后,從經(jīng)營(yíng)角度來(lái)講,食用菌產(chǎn)品價(jià)格隨著蔬菜價(jià)格暴漲暴跌,出于企業(yè)穩(wěn)健經(jīng)營(yíng)、持續(xù)發(fā)展考慮,在追求成本為主同時(shí)保有足夠的現(xiàn)金留存,防止出現(xiàn)特殊年份類(lèi)似2018年的價(jià)格導(dǎo)致的企業(yè)經(jīng)營(yíng)問(wèn)題。但現(xiàn)金留存收益較低,適當(dāng)投資太陽(yáng)能也不失為一種辦法。
3.2配合蒸汽使用的溴化鋰吸收式制冷機(jī)
溴化鋰吸收式制冷機(jī)以水為制冷劑、以溴化鋰水溶液為吸收劑,與蒸氣壓縮式制冷機(jī)相比,這種制冷機(jī)以熱能制冷,有明顯的節(jié)電特點(diǎn);運(yùn)行無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)爆炸危險(xiǎn),可靠;能利用如廢汽、熱水、物料熱等低溫廢熱、余熱熱源作為動(dòng)力。其主要部件為蒸發(fā)器、冷凝器、發(fā)生器、吸收器、溶液熱交換器、溶液泵和U形管等。蒸發(fā)器為高真空容器。水的蒸發(fā)能使管內(nèi)的冷媒水放出熱量而降溫,獲得冷量,所產(chǎn)生的水蒸氣流入吸收器。由吸收器泵送來(lái)的溴化鋰濃溶液有吸收水分的能力,吸收水蒸氣后形成稀溶液,并由發(fā)生器泵送入真空度較低的發(fā)生器。由于水的沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于溴化鋰的沸點(diǎn),水分汽化析出后進(jìn)入冷凝器,冷卻凝結(jié)成水,然后經(jīng)U形管節(jié)流降壓,進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行再一次的蒸發(fā)、制冷。發(fā)生器內(nèi)被濃縮的溶液經(jīng)過(guò)溶液熱交換器預(yù)冷后再進(jìn)入吸收器,進(jìn)行另一次循環(huán)。隨著國(guó)家環(huán)保政策的成熟化和環(huán)保設(shè)備的發(fā)展,在滿足國(guó)家法規(guī)的要求下,企業(yè)可以通過(guò)燃燒食用菌生產(chǎn)的副產(chǎn)物廢菌渣來(lái)提供能源。既滿足了滅菌對(duì)蒸汽的需求,又能通過(guò)蒸汽配合溴化鋰空調(diào)來(lái)提供冷源,在冬季對(duì)某些特殊車(chē)間又能提供熱源,利于食用菌工廠實(shí)現(xiàn)能源的自給自足。
4能源管理的基本思路
能源管理是對(duì)能源的生產(chǎn)、分配、轉(zhuǎn)換和消耗的全過(guò)程進(jìn)行科學(xué)的計(jì)劃、組織、檢查、控制和監(jiān)督工作的總稱(chēng)。食用菌工廠進(jìn)行能源管理的基本思路如下。
確定改善目標(biāo)。目標(biāo)越明確,意識(shí)越強(qiáng)烈,達(dá)到目標(biāo)的成功率就越高。在目標(biāo)改善的過(guò)程中,會(huì)面臨各式各樣的問(wèn)題,所以需要不斷地對(duì)目標(biāo)加以修正。
劃分區(qū)域。劃分區(qū)域的目的是找到實(shí)際的執(zhí)行主體,只有深入了解日常的工作,才可能找到可改善的部位。
明確費(fèi)用。改善之前,要有數(shù)字統(tǒng)計(jì)的明確費(fèi)用,清楚改善設(shè)備和問(wèn)題所在。
改善實(shí)施。改善實(shí)施時(shí),需要對(duì)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和原理有一定的認(rèn)識(shí)。對(duì)于一般的設(shè)備只需要做簡(jiǎn)單的替換,牽涉金額較小。但對(duì)于大型投資和暖通類(lèi)設(shè)備,需要能夠構(gòu)建模型,把大的設(shè)備進(jìn)行分解,用小區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證,然后逐步改善改進(jìn)。
核算結(jié)果。核算結(jié)果,是以明確的金額計(jì)算投入和收益各是多少,回報(bào)的周期多長(zhǎng)。這既是對(duì)工作的總結(jié),也可為下一步的改善確定更為明細(xì)的目標(biāo)。
5 AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)
企業(yè)微電網(wǎng)的數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)包含安裝于現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、智能網(wǎng)關(guān)和微電網(wǎng)數(shù)字化軟件。傳感器用于監(jiān)測(cè)和控制建筑的負(fù)荷設(shè)備和分布式發(fā)電設(shè)備(系統(tǒng)),現(xiàn)場(chǎng)傳感器的數(shù)據(jù)接入邊緣計(jì)算智能網(wǎng)關(guān),每個(gè)智能網(wǎng)關(guān)可以看做是一個(gè)區(qū)域指揮部,采集所接傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后上傳EMS或轉(zhuǎn)發(fā)第三方平臺(tái),網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)預(yù)設(shè)閾值或自動(dòng)學(xué)習(xí)來(lái)執(zhí)行邏輯計(jì)算,并執(zhí)行EMS的指令。EMS可以看做是企業(yè)微電網(wǎng)的指揮部,根據(jù)智能網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)生成各類(lèi)圖表、控制策略和分析結(jié)論,并響應(yīng)虛擬電廠的調(diào)度指令,系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖5所示。
圖5企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)(EMS)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)融合企業(yè)負(fù)荷側(cè)的電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、主要用能設(shè)備監(jiān)控、充電樁運(yùn)營(yíng)管理、分布式光伏監(jiān)控、儲(chǔ)能管理等功能,用戶(hù)通過(guò)一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維,同時(shí)滿足企業(yè)用電可靠、節(jié)約、效率、有序用電要求。
5.1電力監(jiān)控
對(duì)企業(yè)高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無(wú)功補(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,監(jiān)測(cè)企業(yè)微電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,對(duì)故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息,提高企業(yè)供電可靠性。
圖6電力監(jiān)控功能
5.2能耗分析
采集企業(yè)電、水、燃?xì)獾饶茉聪?,進(jìn)行分類(lèi)分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì),計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢(shì),對(duì)標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷,計(jì)算企業(yè)碳排放,為企業(yè)制定碳達(dá)峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。
圖7能耗分析功能
5.3照明控制
智能照明控制功能可以根據(jù)企業(yè)情況實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、光照感應(yīng)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等,并結(jié)合紅外傳感器、超聲波傳感器,實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮、人走燈滅,并可以根據(jù)系統(tǒng)的控制策略實(shí)現(xiàn)集中控制,為企業(yè)節(jié)約照明用電。
圖7照明控制功能
5.4分布式光伏監(jiān)控
監(jiān)測(cè)企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況,包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制。
圖9分布式光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)
5.5儲(chǔ)能管理
監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行,包括運(yùn)行模式、功率控制模式,功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度,根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級(jí)平臺(tái)指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略,控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,降低企業(yè)用電成本。
圖10儲(chǔ)能管理
5.6充電樁運(yùn)營(yíng)管理
監(jiān)測(cè)企業(yè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài),提供充電樁收費(fèi)管理和狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能,并根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化和虛擬電廠的調(diào)度指令調(diào)節(jié)充電樁的充電功率,使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
圖11充電樁管理
5.7需求響應(yīng)
根據(jù)企業(yè)負(fù)荷波動(dòng)數(shù)據(jù),再結(jié)合虛擬電廠的調(diào)度指令,決定以何種方式參與電網(wǎng)需求響應(yīng),平臺(tái)可通過(guò)給儲(chǔ)能系統(tǒng)下發(fā)控制策略,調(diào)整充發(fā)電時(shí)間。平臺(tái)在需求響應(yīng)時(shí)間段調(diào)整可控負(fù)荷功率,停止給可中斷負(fù)荷供電,并且可以根據(jù)企業(yè)可控負(fù)荷數(shù)據(jù)制定需求響應(yīng)控制策略,實(shí)現(xiàn)一鍵響應(yīng)。
圖12企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)需求響應(yīng)示意圖
6微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)硬件設(shè)備
安科瑞針對(duì)企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)除了軟件外,還具備現(xiàn)場(chǎng)傳感器、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備,組成了完整的“云-邊-端"數(shù)字化體系,具體包括高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、電能質(zhì)量治理、照明控制、新能源充電樁、電氣消防類(lèi)解決方案等,可以為企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化提供一站式服務(wù)能力,部分設(shè)備見(jiàn)表1。
名稱(chēng) | 圖片 | 型號(hào) | 功能 | 應(yīng)用 |
中高壓微機(jī)保護(hù)裝置 | AM6、AM5SE | 實(shí)現(xiàn)110kV至10kV回路的保護(hù)、測(cè)量和自動(dòng)控制功能 | 110kV、10kV回路斷路器 | |
電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置 | APView500 | 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動(dòng)和閃變、諧波等電能質(zhì)量,記錄各類(lèi)電能質(zhì)量事件,記錄事件發(fā)生前后的波形,輔助用戶(hù)分析電能質(zhì)量發(fā)生的原因,定位擾動(dòng)源。 | 高低壓進(jìn)線回路 | |
動(dòng)態(tài)諧波無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng) | AnCos*/*-GⅠ型 | 同時(shí)具備諧波治理、無(wú)功功率線性補(bǔ)償與三相電流平衡治理和穩(wěn)定電壓的功能,響應(yīng)時(shí)間快,精度高、運(yùn)行穩(wěn)定,能根據(jù)系統(tǒng)的無(wú)功特性自動(dòng)調(diào)整輸出,動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功率因數(shù); | 0.4kV電能質(zhì)量治理 | |
網(wǎng)絡(luò)電力儀表 | APM500 | 具有全電量測(cè)量,諧波畸變率、電壓合格率統(tǒng)計(jì)、電能統(tǒng)計(jì),開(kāi)關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出。 | 主要用于高低壓電能監(jiān)測(cè)和電能管理 | |
電能表 | DTSD1352 | 具有全電量測(cè)量,電能統(tǒng)計(jì),80A內(nèi)可直接接入,導(dǎo)軌安裝。 | 低壓配電箱 | |
物聯(lián)網(wǎng)儀表 | ADW300W | 主要用于計(jì)量中低壓配電的三相電氣參數(shù),采集狀態(tài)量并控制斷路器,可靈活安裝于配電箱內(nèi),自帶開(kāi)口式互感器,可實(shí)現(xiàn)不停電安裝,具備RS485、4G、LoRaWan無(wú)線通信功能,適用于配電系統(tǒng)數(shù)字化改造。 | 微電網(wǎng)數(shù)字化改造 | |
物聯(lián)網(wǎng)儀表 | ARCM300 | 三相交流電能計(jì)量、漏電電流測(cè)量、諧波分析、4路溫度采集功能,通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理,可采集狀態(tài)量或控制斷路器,具備RS485通訊或4G通訊功能。 | 微電網(wǎng)電氣消防和數(shù)字化改造 | |
直流電能表 | DJSF1352-RN | 可測(cè)量直流系統(tǒng)中的電壓、電流、功率以及正反向電能等,配套霍爾傳感器(可選)。 | 直流計(jì)量 | |
馬達(dá)保護(hù) | ARD3M | 電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器,適用于額定電壓至660V的低壓電動(dòng)機(jī)回路,集保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,強(qiáng)大的邏輯可編程功能可以滿足各種控制要求,多種可選配的通訊方式適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)不同的總線通訊需求。 | 電機(jī)保護(hù)控制 | |
遙信遙控單元 | ARTU-KJ8 | 8路狀態(tài)量采集,8路控制輸出,導(dǎo)軌式安裝,485通訊,可實(shí)現(xiàn)斷路器或接觸器的遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)量采集。 | 狀態(tài)量采集和控制輸出 | |
充電樁 | AEV-AC007D | 7kW交流充電樁和30/60/120kW直流充電樁。具備測(cè)量、控制與保護(hù)的功能,如運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充電計(jì)量與計(jì)費(fèi)以及充電過(guò)程的聯(lián)動(dòng)控制等。 | 充電樁運(yùn)營(yíng)和充電控制 | |
智能網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM | 邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),嵌入式linux系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)通訊方式具備Socket方式,支持XML格式壓縮上傳,提供AES加密及MD5身份認(rèn)證等需求,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳,支持Modbus、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101、103、104協(xié)議 | 電能、環(huán)境等數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換和邏輯判斷 |
表1企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)部分硬件設(shè)備
參考文獻(xiàn)
谷繼永.食用菌工廠能源管理的思考[J]食藥用菌.2023,31(1):7~11
黃晨陽(yáng),陳強(qiáng),趙夢(mèng)然.中國(guó)食用菌工廠化生產(chǎn)現(xiàn)狀與問(wèn)題分析[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)(溫室園藝),2022(4):12-14
[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)選型手冊(cè)2023.02版
作者簡(jiǎn)介
劉細(xì)鳳,女,現(xiàn)任職于江蘇安科瑞電氣股份有限公司,主要從事企業(yè)能效管理平臺(tái)的研發(fā)與應(yīng)用。