Analysis on Energy Saving Application of Ship Lock Intelligent Electricity Consumption
张雷 ZHANG Lei
（徐州市航道管理处，徐州 221000）
（Xuzhou Waterway Management Office，Xuzhou 221000，China）
摘要：运用科学技术和信息化手段，采用智能用电节能技术，实现船闸用电的智能化、精细化、规范化管理，避免能源浪费，达到节能目的。
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.
关键词：智能；用电；节能
Key words: intelligence；electricity consumption；energy saving
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）35-0164-02
0 引言
江苏省交通船闸拥有完整的工作与生活设施配套，办公楼、宿舍、食堂、闸室内与引航道照明等日常运营消耗电能较大，为响应国家节能减排政策，营造节约型社会，避免不必要的浪费，节省船闸运行维护经费，针对船闸用电实际状况和节能需求进行分析，研发并应用了集计算机和无线设备的智能用电节能系统，以下以京杭运河江苏省徐州市蔺家坝船闸为例具体说明。蔺家坝船闸位于京杭大运河江苏段最北端，为复线船闸，按二级航道标准建设，最大可供2000吨级船舶通过，设计年通过量为4000万吨。
1 系统原理与组成
江苏省交通船闸系统近年来的新建船闸和部分配电系统改造过的船闸均安装了电力监控系统，即在配电房内高低压配电柜上的用电回路安装上电力监控模块进行用电量数据采集，为智能用电节能系统的开发提供了实际数据依据。
电力监控系统是船闸配电房内的各电力参数监控设备（电力测控单元、低压智能无功补偿控制器、ATS 控制器、温控仪、发电机控制屏等）分别通过 RS485 总线与通信管理机相连，通信管理机进行协议转换成 Ethernet 数据，然后由光纤收发器通过光纤与船闸监控调度中心的监控主机进行数据通信。船闸监控调度中心的监控主机采集配电房内各监控设备电力参数信息等数据，以图形方式实时显示各配电设备工作状态，对数据信息进行分析、处理，并以此制定相应控制方案，然后向配电房内各监控设备发送各种数据信息或控制命令，保证船闸配电房供配电系统安全、可靠运行，实现对配电房配电设备的遥测、遥信、遥控等功能，并把监测到的数据和操作指令等以数据库形式存放在数据库服务器中，以备查询调用，同时形成日报、月报及年报表等。其监控对象为船闸配电房变配电一次设备，包括高压负荷开关、低压进线断路器、双电源切换开关、电容补偿柜、低压出线断路器、变压器（温控仪）、发电机（控制屏）等。监控策略是根据配电房设置情况及各类负荷供电要求，按分布式原则，集测控、远动、通信功能为一体，自动化硬件部分以电力测控单元为基础，实现配电房的全分散监控，同时实时监测变压器、发电机组等设备的工作状态，系统原理图见图1所示。
2 用电统计分析
电力监控硬件设施安装完成后，应在电力监控主机上编制数据采集分析软件，主要包括高压系统、低压系统、网络拓扑、报警等功能。系统经过开发、调试完成后，对蔺家坝船闸共21个回路用电情况进行数据采集和统计分析，用电量最大前两位分别是宿舍食堂用电量占37.83%，办公楼占33.14%，两者在占白天用电量总量的71%。用电量大的分别是空调、电热水器和电茶炉等设备，其中办公室及食堂落地式空调6台、壁挂式空调41台，大功率的电茶炉3台；职工宿舍热水器25台，壁挂式空调25台。日常工作中，经常会出现工作人员因为工作繁忙而忘记关空调或者热水器的情况，办公楼的茶炉也是经常每天24小时不断电运行。通过统计出的数据表明，如需用电节能，则应主要从办公、食堂和宿舍等用电量大的设备进行节能。
3 智能节电措施
为真正节约能源，把节能节电落实到实处，经本人和有关技术人员深入调研、分析和论证后，在省内率先研发了船闸智能用电节能系统，如图2所示。
系统由硬件系统和软件系统两部分组成，硬件系统包括计算机、智能无线控制电控箱、智能无线控制模块、温湿度传感器、红外激光感应器；软件系统有包括节能计算机控制系统、嵌入式终端控制系统。系统主要从以下三个用电使用区域进行节能：
3.1 办公区域
智能用电节能系统能够自动采集每间办公室（会议室）的实时温度，并自动控制空调的供电回路。在夏季，当室内温度高于设定值时，自动开通空调的线路供电，室内工作人员手动开启空调降温，当温度低于另一设定值时，空调供电线路自动切断，空调不能使用；在冬季，当实时温度低于设定值时，自动开通空调的线路供电，室内工作人员可开启空调取暖，而当温度高于另一设定值时，空调供电线路自动切断，空调不能使用，从而达到节电目的；非工作时间时，系统自动切断办公区域的空调用电；系统会考虑到工作的特殊情况，如某个办公室在非工作时间需持续或间隙性供电，系统也支持远程手动开启或者关断供电，不受温控逻辑限制；系统的冬季、夏季温度设定值均可在电脑设定，操作简便。
3.2 宿舍
船闸智能用电节电系统首先通过红外传感器自动判断宿舍内是否有人，以及人员数量，自动采集宿舍内的温度和湿度，当宿舍内无人员活动时，系统自动关断空调和电热水器的供电线路；当宿舍内有人员活动时，宿舍内的空调线路供电控制方式与办公室空调的供电控制方式相同，但热水器供电始终接通；当人员全部离开了宿舍后，系统30秒后自动断开空调和热水器的供电，防止电热水器24小时不间断反复运行，以达到节电目的。宿舍还保留一路应急电源插座，用于手机充电等。
3.3 电茶炉
电茶炉节能控制相对较简单，系统在工作人员上班时间前1小时自动接通茶炉供电，下班1小时后关断茶炉供电，以确保工作时间内的开水供应，既避免了工作人员喝千沸水问题，又有效地节约了能源。
4 系统特点和使用效果
整个系统的设计、安装、使用及维护均遵从智能化、人性化、便利化的原则，系统设计采用模块化结构，每个信息处理功能块相互独立，又有机连接，功能块设计均基于成熟的技术，这一特性决定了整个系统的稳定可靠；系统投入运行正常后，无人值守，节能措施由计算机按设定程序自动完成，智能化程度较高；系统数据链基于无线传输，无需布线，安装与维护简便；系统采用模块化结构易于扩展，如扩展，则只需增加终端控制单元即可，数量不限。船闸智能用电节电系统投入运行后，通过系统投入前后夏冬季相同月份比较，节能约在25%左右，节电效果较明显，真正达到了节能的实际效果，该系统可广泛应用在办公、宿舍、学校等场所，具有较强的智能用电节能推广价值。
参考文献：
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价值工程
，2017，36（12）：35-36. |
