电力直接交易平台在矿井中的推广应用

卢建强　孙玉明　冀树明　刘林春　张华洪

摘要：根据地方政府相关政策、规定，矿井属于高用电量用户，可以在矿井安装电力直接交易系统。此系统建设完成后可以提高供电质量，方便矿井用电监测，实现科学用电，合理用电，安全用电，另外最大的好处是可以与地方电厂进行直接交易，购置电量，矿井加入省级电力直接交易平台，每月交易电量预计为320万千瓦时，每月峰谷平交易电量按照省内相关政策进行浮动，平均每月预计能够减少电费投入5.536万元，平均每年能够节约电费66.432万元。

一、立项目的

提高供电质量，方便用电监管，降低电费。与电厂直接进行交易，每年直接经济效益66.432万元。

二、方案的设计及应用

1.设计说明

1.1设计目标

电力需求侧管理平台系统是应用物联网技术、信息化技术、数据挖潜诊断分析技术和智能电网理念结合现代电力需求侧电能管理思想为企业构建的电能管理系统。其目标是让企业通过电能管理系统科学管理电能，实现“安全、可靠、经济、高效、洁净”的用电目标和电能管理的用电全过程数字化、可视化、智能化。

通过电能管理的“可视化”运用，帮助企业改变用电方式、提升用电效率、优化资源配置及改善用电环境，获得企业科学、有序、节约、智能用电、减少电量消耗、减少电力需求、降低用电成本。

最终承担社会责任，实现以较低的电力消费增长创造更多工业增加值，促进我省工业转型升级，作出自己的贡献。

1.2功能概述

电力需求侧管理平台是在电力用户的主要配用电设备上安装多功能电能监测仪，通过计算机与通讯网络在线监测各配用电设备的电力、电量和电能质量数据，将实测的数据保存到数据库中，通过一定时间的数据积累，对数据进行分析，准确报告实际能耗、电能质量、电力污染和电能效率的情况。

平台的的主要功能如下：

1.在线监测：实时查看各监测点的多种电力指标，包括电压、电流、负荷、電量、电能质量等。通过多个模块，从多角度进行分析统计。

2.历史查询：从电量电费、电能质量、电力指标三部分出发，分为日、月、年三大模块，并通过电能消耗轨迹图、柱状图、表格等多种形式，科学及充分的反映了配用电设备的电能消耗情况。且便于操作，查看历史数据。

3.设备比较：单台配用电设备不同时间段内的电能指标差异的比较，及同一时间段内同类配用电设备的电能指标差异的比较，指导电力用户进行电能使用的管理。

4.能耗分析：通过对设备的能耗分析，得出数据，便于用户进行节约电力和电量的改造。

5.安全预警：通过设定每路出线及设备用电的负荷高低限及标准值，对配电网络及设备进行安全预警防护，达到报警或超限时提出安全警示，并提供相应的分析数据，达到设备及配网的安全，高效运行。

6.数据上传：通过系统数据和省平台的交互使用，可以大大提高政府，供电企业及用能单位之间的沟通效率，增强多方互动。

2.主材选型

2.1多功能电能监测仪

电能监测仪是需求侧电能监测用的重要监测仪设备之一，主要安装于用电需求侧各用户内部的用电分支回路节点上，用于监测采集各分支回路的用电情况，并可采集用户的线路质量以及用电安全情况。

技术参数如下：

面板具备电源、脉冲、通信、缺相指示。

额定输入电压为3×220（380）V、3×100V或3×57.7（100）V，额定电流分为5A和50A两种。

交流采样：监测仪可以采集三相的交流电流、电压，并可产生分相及总的有功/无功功率、有功/无功电量计示度、功率因数等。可测量尖、峰、平、谷电量。

测量精度：电流、电压0.5级，有/无功功率、电量1级，功率因数0.5级。

电能质量分析：监测仪可测量2～21次的电压、电流谐波的每次谐波及总的含有率、畸变率，并可分别测量奇次及偶次谐波电压/电流的总畸变率和含有率。

有线通信：1路隔离RS485通信接口，通信速率不低于9600bps;可选配 GPRS，RJ45，无线电台等通信方式扩展。

实时时钟：走时精度小于1S/天，断电保持。

数据/参数存储：内置断电保存的存储器，用于数据和参数存储可存储7天标配。

面板指示：具有工作状态、通信状态、告警等指示灯指示。

电源：采用三相供电，与电压输入回路共线。额定电压：220V/380V或100V或57.7V，允许偏差-20%～+20%。频率50Hz，允许偏差-6%～+2%。

消耗功率：在守候状态下（不与主站通信的状态下），监测仪的消耗功率小于3VA。

工作温度范围：-25～+55℃。

安装方式：监测仪支持DIN35导轨安装，方便现场安装。

2.2通信服务器

提供1 路RS-232/485/422（RS-232：DB9M;RS-485/422 共用5 位接线端子）和1 路10/100Base-T（x）网络接口，可以把分散的串行设备、主机等通过网络集中管理，简易、方便。应用中可通过Serial 程序组对其进行设置、软件升级，支持TCP、UDP、ARP、ICMP 和DHCP 协议，支持Windows Native COM 和网络中断自动恢复连接功能。在TCP Server模式下，提供了IP及TCP/Ip网络上的端口地址。允许主机与串行设备建立连接和获取数据，支持32个连接，多台主机可以同时对同一个设备采集数据。在UDP模式下，可以将串行设备的数据多路广播给多个主机，串行设备可以接受到多路主机发出的数据。

用于连接站内设备。安装无须设置开关跳线，维护简单性能稳定可靠，完全胜任连续不关机应用场合。支持众多常见的操作系统。

支持TCP/IP网络协议、RS-232串口协议。作为以前多用户卡的扩展，具有比多用户卡更广泛的应用，更强的功能。具有32个 RS-232串口，每个串口都有15KV的浪涌保护，CUP为32位处理器，8M内存，512K缓存区，保障数据及时稳定传输。作为独立的设备，不占用主机的系统资源。

2.3电力能效信息集中与交互终端

交互终端是基于嵌入式软硬件平台的新一代终端产品，集成度高、技术先进，支持GPRS/CDMA和以太网两种上行通信方式。是数据采集系统的中心设备，是连通主站和能效采集终端或者电能表的桥梁，可实现数据自动采集、保存、上传等功能。

3.结构设计

3.1数据采集结构

收集分布在电力用户配网中的电能数据，将电压、电流、温度的模拟信号转换成数字信号，将电能数据传输到数据主站;主要设备有电能监测仪、485通信服务器、485通信网络、TCP/IP通信网络及专用千兆以太网等，系统将所有电能监测仪互联成网络与主站系统连接。

3.2电力需求侧平台架构

整个平台架构采用C/S+B/S模式，包括数据采集主站系统、数据采集及存储系统和数据处理与信息发布系统：

△数据主站系统：接收电力用户传感器采集的数据进行解析及存储，同时向电力用户传感器发布指令，请求所需要的数据。

△数据采集及存储系统：存储电力用户电能指标数据和数据处理系统的处理结果;并把这些结果存储并形成简单的逻辑应用。

△数据处理系统：完成电力用户电能数据加工。系统包括应用服务器、数据采集服务器、数据分析模型、信息展示模型、智能用电模型、智能自设计报表、智能设备维护。

△信息发布系统：将电力用户管理信息发布到Web服务器，电力用户通过登陆互联网获取电能管理信息。系统包括Web服务器、Web应用、信息安全系统等。

3.3布点结构

3.3.1一级监测设备：电力用户电源关口位置100%安装电力能效监测终端

3.3.1二级监测设备：电力用户的主要出线回路100%安装电力能效监测终端

3.3.3三级监测设备：电力用户的出线回路电源关口及主要用电设备，覆盖达100%。

四、效益分析

（1）间接经济效益

通过电力需求侧管理平台建设，可以在能源计量、统计管理、负控管理、电能质量管理、监测系统故障信息、提高用电水平、保证产品质量与安全生产上节约年用电量的2%-3%的节电量（70万-105万kwh），按照每度电“峰、谷、平”段平均值0.5元计算，系统建成后年间接经济效益可达50万元左右。

（2）直接经济效益

每月交易电量预计为320万千瓦时，每月峰谷平交易电量按照山西省相关政策进行浮动，平均每月预计能够减少电费投入5.536万元，平均每年能够节约电费66.432萬元。

共计116万元左右。