船閘智能用電節能應用分析

張雷

摘要：運用科學技術和信息化手段，采用智能用電節能技術，實現船閘用電的智能化、精細化、規范化管理，避免能源浪費，達到節能目的。

Abstract： By using scientific technology and informatization technology， the intelligent energy-saving technology is adopted to realize intelligent， refined and standardized management of ship locks， avoid energy waste and achieve energy-saving purposes.

關鍵詞：智能;用電;節能

Key words： intelligence;electricity consumption;energy saving

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）35-0164-02

0? 引言

江蘇省交通船閘擁有完整的工作與生活設施配套，辦公樓、宿舍、食堂、閘室內與引航道照明等日常運營消耗電能較大，為響應國家節能減排政策，營造節約型社會，避免不必要的浪費，節省船閘運行維護經費，針對船閘用電實際狀況和節能需求進行分析，研發并應用了集計算機和無線設備的智能用電節能系統，以下以京杭運河江蘇省徐州市藺家壩船閘為例具體說明。藺家壩船閘位于京杭大運河江蘇段最北端，為復線船閘，按二級航道標準建設，最大可供2000噸級船舶通過，設計年通過量為4000萬噸。

1? 系統原理與組成

江蘇省交通船閘系統近年來的新建船閘和部分配電系統改造過的船閘均安裝了電力監控系統，即在配電房內高低壓配電柜上的用電回路安裝上電力監控模塊進行用電量數據采集，為智能用電節能系統的開發提供了實際數據依據。

電力監控系統是船閘配電房內的各電力參數監控設備（電力測控單元、低壓智能無功補償控制器、ATS 控制器、溫控儀、發電機控制屏等）分別通過 RS485 總線與通信管理機相連，通信管理機進行協議轉換成 Ethernet 數據，然后由光纖收發器通過光纖與船閘監控調度中心的監控主機進行數據通信。船閘監控調度中心的監控主機采集配電房內各監控設備電力參數信息等數據，以圖形方式實時顯示各配電設備工作狀態，對數據信息進行分析、處理，并以此制定相應控制方案，然后向配電房內各監控設備發送各種數據信息或控制命令，保證船閘配電房供配電系統安全、可靠運行，實現對配電房配電設備的遙測、遙信、遙控等功能，并把監測到的數據和操作指令等以數據庫形式存放在數據庫服務器中，以備查詢調用，同時形成日報、月報及年報表等。其監控對象為船閘配電房變配電一次設備，包括高壓負荷開關、低壓進線斷路器、雙電源切換開關、電容補償柜、低壓出線斷路器、變壓器（溫控儀）、發電機（控制屏）等。監控策略是根據配電房設置情況及各類負荷供電要求，按分布式原則，集測控、遠動、通信功能為一體，自動化硬件部分以電力測控單元為基礎，實現配電房的全分散監控，同時實時監測變壓器、發電機組等設備的工作狀態，系統原理圖見圖1所示。

2? 用電統計分析

電力監控硬件設施安裝完成后，應在電力監控主機上編制數據采集分析軟件，主要包括高壓系統、低壓系統、網絡拓撲、報警等功能。系統經過開發、調試完成后，對藺家壩船閘共21個回路用電情況進行數據采集和統計分析，用電量最大前兩位分別是宿舍食堂用電量占37.83%，辦公樓占33.14%，兩者在占白天用電量總量的71%。用電量大的分別是空調、電熱水器和電茶爐等設備，其中辦公室及食堂落地式空調6臺、壁掛式空調41臺，大功率的電茶爐3臺;職工宿舍熱水器25臺，壁掛式空調25臺。日常工作中，經常會出現工作人員因為工作繁忙而忘記關空調或者熱水器的情況，辦公樓的茶爐也是經常每天24小時不斷電運行。通過統計出的數據表明，如需用電節能，則應主要從辦公、食堂和宿舍等用電量大的設備進行節能。

3? 智能節電措施

為真正節約能源，把節能節電落實到實處，經本人和有關技術人員深入調研、分析和論證后，在省內率先研發了船閘智能用電節能系統，如圖2所示。

系統由硬件系統和軟件系統兩部分組成，硬件系統包括計算機、智能無線控制電控箱、智能無線控制模塊、溫濕度傳感器、紅外激光感應器;軟件系統有包括節能計算機控制系統、嵌入式終端控制系統。系統主要從以下三個用電使用區域進行節能：

3.1 辦公區域

智能用電節能系統能夠自動采集每間辦公室（會議室）的實時溫度，并自動控制空調的供電回路。在夏季，當室內溫度高于設定值時，自動開通空調的線路供電，室內工作人員手動開啟空調降溫，當溫度低于另一設定值時，空調供電線路自動切斷，空調不能使用;在冬季，當實時溫度低于設定值時，自動開通空調的線路供電，室內工作人員可開啟空調取暖，而當溫度高于另一設定值時，空調供電線路自動切斷，空調不能使用，從而達到節電目的;非工作時間時，系統自動切斷辦公區域的空調用電;系統會考慮到工作的特殊情況，如某個辦公室在非工作時間需持續或間隙性供電，系統也支持遠程手動開啟或者關斷供電，不受溫控邏輯限制;系統的冬季、夏季溫度設定值均可在電腦設定，操作簡便。

3.2 宿舍

船閘智能用電節電系統首先通過紅外傳感器自動判斷宿舍內是否有人，以及人員數量，自動采集宿舍內的溫度和濕度，當宿舍內無人員活動時，系統自動關斷空調和電熱水器的供電線路;當宿舍內有人員活動時，宿舍內的空調線路供電控制方式與辦公室空調的供電控制方式相同，但熱水器供電始終接通;當人員全部離開了宿舍后，系統30秒后自動斷開空調和熱水器的供電，防止電熱水器24小時不間斷反復運行，以達到節電目的。宿舍還保留一路應急電源插座，用于手機充電等。

3.3 電茶爐

電茶爐節能控制相對較簡單，系統在工作人員上班時間前1小時自動接通茶爐供電，下班1小時后關斷茶爐供電，以確保工作時間內的開水供應，既避免了工作人員喝千沸水問題，又有效地節約了能源。

4? 系統特點和使用效果

整個系統的設計、安裝、使用及維護均遵從智能化、人性化、便利化的原則，系統設計采用模塊化結構，每個信息處理功能塊相互獨立，又有機連接，功能塊設計均基于成熟的技術，這一特性決定了整個系統的穩定可靠;系統投入運行正常后，無人值守，節能措施由計算機按設定程序自動完成，智能化程度較高;系統數據鏈基于無線傳輸，無需布線，安裝與維護簡便;系統采用模塊化結構易于擴展，如擴展，則只需增加終端控制單元即可，數量不限。船閘智能用電節電系統投入運行后，通過系統投入前后夏冬季相同月份比較，節能約在25%左右，節電效果較明顯，真正達到了節能的實際效果，該系統可廣泛應用在辦公、宿舍、學校等場所，具有較強的智能用電節能推廣價值。

參考文獻：

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