研華（中國）有限公司北京電力業(yè)務(wù)主管宋慶釗

研華在自動(dòng)化行業(yè)深耕30多年，能為電力能源行業(yè)提供穩定可靠的軟硬件平臺，近年來(lái)更是攜手合作伙伴深耕發(fā)展電力能源領(lǐng)域，運用大數據、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)助力我國電力能源行業(yè)取得新的發(fā)展。本期記者專(zhuān)訪(fǎng)了研華（中國）有限公司北京電力業(yè)務(wù)主管宋慶釗，與他探討自動(dòng)化技術(shù)在電力能源行業(yè)的應用與未來(lái)發(fā)展。

攜手安捷全方位服務(wù)用戶(hù)

據宋慶釗介紹，研華工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)群（IIOT）能源與環(huán)境（E&E）部門(mén)專(zhuān)注于智能電網(wǎng)、一次設備的智能化、新能源監控系統和城市配網(wǎng)監控系統。在智能電網(wǎng)領(lǐng)域主要是和國內四大家繼保廠(chǎng)商O(píng)EM電力通訊管理機；新能源領(lǐng)域主要應用是風(fēng)機的遠程監控通訊設備，電網(wǎng)需求側主要關(guān)注配網(wǎng)的監測和運維。

此外，研華科技還發(fā)起成立WISE-PAAS合作產(chǎn)業(yè)伙伴聯(lián)盟，攜手合作伙伴應對各種行業(yè)發(fā)展新挑戰。宋慶釗談到，天津安捷公共設施服務(wù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)安捷）是聯(lián)盟的成員之一，也是研華在電力能源行業(yè)的合作伙伴，是一家需求側綜合能源解決方案提供商，以對用戶(hù)需求的深入挖掘和研究為根本，利用“物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算”等技術(shù)，能為各行各業(yè)提供更安全、更省錢(qián)、更節能、更專(zhuān)業(yè)的公共設施和能源綜合服務(wù)。

目前，雙方在華聯(lián)手發(fā)展空調暖通及節能方面的解決方案。其主要產(chǎn)品包含數據采集類(lèi)、監控平臺類(lèi)、數據分析類(lèi)。

（1）數據采集類(lèi)產(chǎn)品包含各類(lèi)電力數據采集模塊、電力智能網(wǎng)關(guān)，主要用于各類(lèi)場(chǎng)合電力數據的采集、數據通訊傳輸。

（2）監控平臺類(lèi)產(chǎn)品主要是基于電力實(shí)時(shí)監控的軟件系統平臺，同時(shí)還包括各類(lèi)APP軟件，主要應用在電力智能維護服務(wù)的各個(gè)環(huán)節。

（3）數據分析類(lèi)產(chǎn)品指大數據分析平臺，通過(guò)對采集的電力數據的建模分析，得出用戶(hù)在電力應用的環(huán)節存在的問(wèn)題，提出優(yōu)化建議，使用戶(hù)更加安全、高效的應用電能。

采訪(fǎng)中，宋慶釗特別談到，在電力能源、智慧樓宇中，多個(gè)子系統需要集成到一個(gè)平臺中，以確保各子系統之間可以良好交互。安捷安全節能綜合管理平臺將電力、空調、照明、能源管理、安防、消防等系統的數據集成在同一個(gè)數據庫里，實(shí)現有機共享，快速響應指令，從而達到真正的管理和聯(lián)動(dòng)。該系統可以實(shí)現超過(guò)8個(gè)子系統無(wú)縫連接和協(xié)同應用，從而創(chuàng )造一個(gè)安全、舒適的運行環(huán)境，實(shí)現最高能效。

依托新技術(shù)助推行業(yè)發(fā)展

現階段，電力企業(yè)正進(jìn)行技術(shù)革新，自動(dòng)化技術(shù)不斷結合新的科學(xué)技術(shù)，以應對未來(lái)社會(huì )用電量不斷提高的發(fā)展趨勢。各種新技術(shù)的應用，不僅提升了電力系統的供電能力，也給電力企業(yè)增加了直接的經(jīng)濟效益。

在宋慶釗看來(lái)，國內電力能源發(fā)展的潛力空間還在需求側信息化聯(lián)網(wǎng)。目前國內用電方式粗獷，加上一些老舊設備等原因，諸多電力設備的狀態(tài)還未實(shí)現聯(lián)網(wǎng)。他認為，目前階段安捷是電力需求側的先行者，首先采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，將電力一次設備變壓器、高壓開(kāi)關(guān)等設備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現了設備的遠程監控，結合線(xiàn)下服務(wù)人員，真正解決目前企業(yè)用戶(hù)側的痛點(diǎn)，降低客戶(hù)的運維成本。

此外，自動(dòng)化技術(shù)與電力專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域結合不足，尤其是在一些電力能源的細分領(lǐng)域，其產(chǎn)品仍有一定的升級空間。在新技術(shù)的應用方面，目前NBIoT，Lora等無(wú)線(xiàn)通訊方案也逐步在配電網(wǎng)監測中做嘗試應用，由于需求側電力監控分布廣，要求實(shí)時(shí)性，要求成本低等特點(diǎn)。新技術(shù)的發(fā)展將為電力自動(dòng)化提供更多的解決方案。

談及新技術(shù)在電力能源領(lǐng)域的應用，宋慶釗表示：“大數據應用涉及電力企業(yè)的各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域。在規劃領(lǐng)域，通過(guò)對用電采集大數據的分析，利用數據挖掘技術(shù)，更準確地掌握用電負荷分布和變化規律，提高中長(cháng)期負荷預測準確度；在建設業(yè)務(wù)方面，通過(guò)對現場(chǎng)照片進(jìn)行批量比對分析，利用分布式存儲、并行計算、模式識別等技術(shù)，掌握施工現場(chǎng)的安全隱患，或者核查安全整改措施落實(shí)情況；在運行領(lǐng)域，利用機器學(xué)習、模式識別等多維分析預測技術(shù)，分析新能源出力與風(fēng)速、光照、溫度等氣象因素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以便更準確地對新能源的發(fā)電能力進(jìn)行預測和管理。在檢修領(lǐng)域，通過(guò)研究消缺、檢修、運行工況、氣象條件等因素對設備狀態(tài)的影響，以及設備運行的風(fēng)險水平，利用并行計算等技術(shù)實(shí)現檢修策略?xún)?yōu)化，指導狀態(tài)檢修的深入開(kāi)展?！?/p>

在《中國制造2025》趨勢下，研華科技將依托自身物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算技術(shù)平臺的優(yōu)勢，將技術(shù)融合于智能電力應用的同時(shí)，延伸用電的智能化服務(wù)，進(jìn)一步推動(dòng)我國電力能源行業(yè)取得新的發(fā)展。

案例推薦

研華科技助力用戶(hù)實(shí)現節能降耗

1　項目背景

中央空調是現代大廈（如物業(yè)、賓館、商場(chǎng)等）不可缺少的設施，它能帶給人們四季如春，溫馨舒適的體驗，由于中央空調功率大，耗能大，加上設計上存在“大馬拉小車(chē)”的現象，中央空調所產(chǎn)生的電費是用戶(hù)一項巨大的開(kāi)支。由于季節變化、晝夜變化以及賓館酒樓客人入住率的變化、娛樂(lè )場(chǎng)所開(kāi)放時(shí)間的變化等，導致中央空調系統對室內熱源吸收量的變化，再加上工藝設計上電機功率都留有相當的富裕量。因此，存在一定的節電空間。將自控技術(shù)引入中央空調系統，通過(guò)智能算法對中央空調機組進(jìn)行智能控制，保持室內適宜的溫度，使人們感到更加舒適的同時(shí)又可以減少電能損耗節省電費一舉兩得。

天津大安大廈位于天津市河西區友誼路41號，分為A、B兩座辦公樓，屬于商業(yè)辦公性質(zhì)。每座辦公樓配備一組中央空調系統?？照{機組因設計投入年限較長(cháng)，設備機組沒(méi)有自控系統，其設備的維護和運行采用人工方式。機組運行時(shí)，不管外界環(huán)境和室內負荷怎樣變化，其設備出力是固定不變的，這種運行方式造成了極大的電能損耗。針對以上情況，為減少機組運行所消耗電能，提出對空調系統進(jìn)行自動(dòng)化改造，實(shí)現機組的自控，增加變頻設備，從而達到節能降耗的目的。

2　項目目標與原則

項目目標：

（1）根據項目設備情況，確定項目實(shí)施方案，完成對空調系統的自動(dòng)化控制，實(shí)現節約電力能源的目的。

（2）通過(guò)自動(dòng)化控制，優(yōu)化機組運行，實(shí)現延長(cháng)設備及管網(wǎng)的使用壽命的目標。

項目原則：

（1）明確方案應用的設備及技術(shù)參數應具體明確；

（2）應用技術(shù)合理，可達成原則；

（3）技術(shù)經(jīng)濟性原則；

（4）時(shí)限性原則，按照設定規劃時(shí)間完成。

3　項目實(shí)施與應用

中央空調各循環(huán)水系統的回水與出水的溫差，反映了整個(gè)系統所需要進(jìn)行的熱交換量。因此，根據回水與出水的溫差來(lái)控制循環(huán)水的流量，從而控制熱交換的速度，是節能改造的可行依據。

（1）冷凍水循環(huán)系統

冷凍水的出水溫度是由主機的制冷效果決定的，通常比較穩定，因此冷凍回水溫度可以準確地反映室內的熱負荷情況。由此，對于冷凍水循環(huán)系統的節能改造，可以取回水溫度作為控制對象，通過(guò)變頻器對冷凍泵流量的自動(dòng)調節來(lái)實(shí)現對室內溫度的控制。

（2）冷卻水循環(huán)系統

冷卻水循環(huán)系統同時(shí)受室外環(huán)境溫度及室內熱負荷兩方面影響，循環(huán)水管道單側的水溫不能準確反映該系統的熱交換量，因此以出水與回水之間的溫差作為控制室內溫度的依據比較合理。在外界環(huán)境溫度不變的情況下，溫差大，說(shuō)明室內熱負荷較大，應提高冷卻泵的轉速，增大冷卻水循環(huán)的速度；相應的，溫差小則減小冷卻泵轉速。分別在主機蒸發(fā)器回水處、冷凝器出水及回水處安裝溫度傳感器，實(shí)時(shí)檢測管網(wǎng)的溫度，以模擬信號（0~10V或者4~20mA）反饋給變頻器，通過(guò)變頻器內置的PID運算，輸出對應的頻率指令自動(dòng)調節水泵轉速，從而調節各循環(huán)水的熱交換速度，最終實(shí)現對室內的恒溫控制。

根據方案要求，采用傳感器對空調系統的冷凍水系統、冷卻水系統進(jìn)行溫度采集，分集水器進(jìn)行壓力采集，并對設備消耗的電力數據進(jìn)行采集。系統通過(guò)溫度進(jìn)行控制，核心控制器采用研華ADAM-3600，ECU-1251，分布式溫度采集使用的是ADAM-4015，采集使用的是研華Taglink軟件，使用Ta g l i n k軟件對采集的物理參數、通訊網(wǎng)絡(luò )及服務(wù)等信息都可實(shí)現簡(jiǎn)易配置，并支持Modbus,IEC-60870,DL/645等多種通訊協(xié)議，支持與WebAccess軟件的連接與整合，實(shí)現斷點(diǎn)續傳等功能要求。

其控制邏輯使用的是MULTIPROG KW，該工具基于微軟的COM/DCOM技術(shù)架構，適用于XP、Vista和7視窗操作系統。其工程結構完全符合IEC61131-3 標準，支持標準定義的5種編程語(yǔ)言，且允許用戶(hù)自定義庫和數據結構，支持第三方開(kāi)發(fā)工具。該編程工具既可以和科維軟件推出的運行時(shí)系統（ProConOS eCLR）配套使用，也可以運用于現有的控制系統，并且能對多個(gè)分布式PLC控制器進(jìn)行統一配置、編程和下載程序。MULTIPROG提供了豐富的操作命令和優(yōu)異的人機交互界面，支持拖拽和全鍵盤(pán)操作，提供了變量在線(xiàn)監視、強制和覆蓋功能，允許對程序設置斷點(diǎn)和單步調試，同時(shí)自帶了邏輯分析器，可方便地記錄輸入輸出波形。對于一些特殊場(chǎng)合，提供了源代碼保護和不停機在線(xiàn)下載功能。針對不同國家的編程人員的使用習慣，提供了包括變量名稱(chēng)在內的多語(yǔ)言支持。

其控制主要包含以下幾部分：

（1）離心式冷水機組變頻通過(guò)變頻調節代替導葉閥調節；

（2）水泵變頻使得在部分負荷時(shí)可以降低電機轉速；

（3）冷卻塔風(fēng)扇自動(dòng)加減節能控制；

（4）水系統壓差旁通控制；

（5）電動(dòng)開(kāi)關(guān)蝶閥控制；

（6）設備輪換使用；

（7）PID控制。

該項目的特點(diǎn)是利用先進(jìn)的PID控制技術(shù)實(shí)現機房的全自動(dòng)控制。根據供回水溫度，供回水壓力、室外溫濕度等參數對冷水機組進(jìn)行溫度重設，實(shí)現水泵的變頻合理化控制等手段提高整體機房的COP值，最大限度提高能源效率，節能率15%~30%。

4　效益分析

智能化改造成本共計20萬(wàn)元，每年可節約電費12萬(wàn)元，不到2年可回收成本。除了直接的節能降耗、減少電費的收益，客戶(hù)還可以獲得其它的收益：

（1）節省人力、減少人為操作失誤，提高了設備的運行可靠性從而更好地保護用戶(hù)的財產(chǎn)并有效提升用戶(hù)的系統管理檔次；

（2）使用戶(hù)享受到更加先進(jìn)、科學(xué)、完善的售后服務(wù)；

（3）設備以最佳的方式運行從而有效降低用戶(hù)設備的使用成本。

該項目使用研華Webaccess作為私有云的核心監控中心，實(shí)現分布式的空調暖通設備的遠程監控，并提供API接口，讓第三方的數據分析及BI軟件方便讀取數據。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年9月刊