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安科瑞智能电表+AI算法实现空压机智慧能效革命

时间:2025/5/20阅读:215
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● 空压机作为工业领域主要耗能设备,其耗电量占企业总能耗的 10%-35%。

● 传统空压机存在负载波动大、能效利用率低、维护成本高等问题。

● 安科瑞ADL400及ADW300系列三相电表凭借高精度测量(0.5S级有功电能精度)、谐波分析(2-31次分次谐波检测)、多协议兼容(Modbus RTU/DL/T645/4G中台)等核心功能,结合智能群控系统、变频优化、余热回收等技术,构建 “监测 - 分析 - 控制 - 优化” 闭环,实现空压机系统节能15%-30%,并提升设备运行可靠性。

电表技术优势

1. ADL400系列电表,核心功能适配性

  • 实时能耗监测:同步采集三相电压、电流、有功无功功率、功率因数、正反向电能、频率等20+参数,支持100ms级响应数据更新,精准捕捉负载波动。

  • 谐波深度分析:检测2-31次分次谐波及总谐波畸变率(THD),识别电机异常运行(如变频器故障、轴承磨损),避免谐波导致的额外能耗。

  • 多费率计量:支持尖峰平谷四费率时段配置,结合分时电价政策优化用电策略,降低电费支出。

  • 数据存储与传输:内置 48 个月历史数据存储,通过 RS485 接口与能源管理平台(如安科瑞AcrelEMS)实时交互,支持远程配置与监控。

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2.ADW300系列电表,核心功能适配性

ADW300系列作为三相物联网电能表,在实时能耗监测维度展现出与 ADL400同源的技术基因,但更强调无线化与场景适配性。
  • 全电参量同步采集:除常规电参量外,更有正反向有功、无功电能,峰平谷分时计量;电压电流相角,电压电流不平衡度、电压电流总谐波及2-31分次谐波;当月和上月的电压、电流、功率极值记录最大电流、功率需量及实时电流、功率需量等核心参数同步测量,功率数据更新周期达100ms级,可精准捕捉电机启动、变频器切换等瞬时负载波动

  • 分布式监测优化:针对工业设备分散部署特点,内置或外置开口互感器采样模式,支持免停电安装,尤其适配老旧厂房配电柜改造场景,避免传统布线对生产的干扰。

  • 安全参数扩展:集成剩余电流监测与线缆温度检测,可实时预警漏电、过温等电气火灾隐患,特别适合消防监管重点区域。

  • 深度谐波解析:支持2-31 次分次谐波及总谐波畸变率(THD)测量,可识别变频器 IGBT 故障、电机轴承磨损等异常工况导致的特征谐波(如5次7次谐波激增),通过DO 输出联动APF投切,将谐波畸变率控制在国标范围内。

  • 动态电能质量评估:实时计算电压不平衡度(±1% 精度)、电流相位角(±1°)等指标,结合事件记录功能(如过压、欠压、缺相),为治理方案提供数据支撑。

  • 分时电价适配:支持尖峰平谷四费率时段配置,内置3套时段表,每日最多14个时段,可灵活匹配地方电价政策。配合4G无线通信,远程下发电价方案,无需现场调试。

  • 需量统计与负荷控制:记录正向 / 反向有功、无功需量数据(最大需量15分钟周期),通过功率阈值设置(如单回路负载超过 80% 额定功率时报警),辅助企业实施 “错峰生产” 策略。

  • 边缘数据存储:内置 12 个月历史电能数据(含各费率、四象限电能),支持断点续传与掉电数据保存,确保数据连续性。对比 ADL400,ADW300更侧重高频数据实时性,适合短期运维分析。

  • 多协议无线通信:支持RS485+4G/WiFi/LoRa 混合组网,工业场景优先选择 4G 或 LoRa 确保覆盖,商业楼宇可通过 WiFi 实现低成本接入。通信协议兼容 Modbus RTU、DL/T645-07 及MQTT/HTTP 物联网协议,无缝对接 Acrel-EIoT平台或第三方 EMS 系统。

  • 智能联动控制:通过4路DI采集开关量状态(如接触器分合闸),结合2 路DO输出实现远程控制(如欠费跳闸、谐波超限自动投切滤波器),满足预付费管理、能耗联动等智能化需求。

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. 典型应用场景

  • 工业空压机群控系统:通过 Modbus协议将多台空压机能耗数据接入PLC,联动变频器实现按需供气,避免 “大马拉小车” 现象。

  • 余热回收系统:监测空压机余热回收装置的能耗变化,量化热能转化效率(如每小时回收热量对应减少的电加热能耗)。

  • 电能质量优化:针对谐波污染严重的场景(如纺织厂、注塑车间),通过谐波数据指导有源滤波器(APF)投切,提升功率因数至0.95以上。

  • 工商业园区:通过LoRa/4G组网实现分散设备集群监控,配合云平台生成二三级能耗报表,支撑碳排核算与能效评级。

  • 新能源场景:在分布式光伏项目中,通过双向计量与谐波监测,实时评估逆变器输出质量,配合Acrel-1000DP光伏监控系统实现 “防逆流” 控制,提升并网稳定性。

空压机节能方案实施路径

系统架构如何设计?

硬件层:

ADL400电表直接接入空压机进线侧,通过485总线连接至ANet智能通信管理机,实现数据集中采集。

或使用ADW300电表4G无线通讯方式,无需网关直接接入能管云平台。

平台层:

安科瑞AcrelEMS 3.0能源管控平台,Acrel-EIOT物联网能源系统,通过 AI 算法分析能耗趋势、设备效率及潜在故障,生成优化策略。

控制层:

平台指令下发至变频器或群控系统,动态调整空压机运行参数(如转速、启停数量)

融合了哪些关键节能技术?

智能群控优化动态负载匹配:

根据实时用气量自动调节运行空压机台数,减少空载能耗。

压力带控制:

设置 0.7-0.75MPa 窄幅压力区间,避免频繁加卸载,降低电机冲击损耗。

变频调速改造高效能电机适配:

通过ADL400实时监测电机功率,实现 “压力-流量-转速” 动态匹配,节电率可达18%-35%。

软启动保护:

变频器的软启动功能减少电机启动电流冲击,延长设备寿命,同时降低电网谐波污染。

余热回收管理系统联动控制

ADW300监测余热回收装置的能耗变化,计算每小时回收热量(如将 10 吨水从20℃加热至60℃,对应减少 460kWh 电加热能耗)。当余热回收量超过需求时,自动调节冷却水流量,避免能源浪费。

实施步骤与效益分析

 

阶段一:
现状诊断安装 ADL400 电表,采集空压机 1-2 周运行数据,分析能耗峰值、负载率、谐波水平及功率因数。
阶段二:
方案设计根据诊断结果定制群控策略、变频参数及余热回收方案,配置 ADL400 电表通信参数(如波特率 9600、地址 1-32)。
阶段三:系统部署安装变频器、群控柜及余热回收装置,通过 Modbus 协议将 ADL400 与控制设备组网,接入能源管理平台。
阶段四:效果验证持续监测 3-6 个月,对比改造前后能耗数据,优化控制策略,固化节能成果。
节能收益:
以1台100kW空压机为例,通过群控+变频+余热回收综合改造,年节电量可达18万度(按运行8000小时、综合节电率22.5%计算),年节省电费约14.4万元(电价0.8元/度)。
运维优化:通过谐波预警及能效分析,设备故障率降低30%,维护成本减少20%。
政策红利:
符合GB19153-2019《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》一级标准,可申请地方节能补贴(如浙江省按节电量补贴0.2元/度)。

 

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