南京亚派软件手艺无限公司的研究人员晏祥彪、刘淮涛等，在2014年《电气手艺》杂志增刊上撰文，针对光伏财产的配电网现实环境和用能特点，亚派研发了独具特点的智能配电电能质量分析治理系统，可以或许从配电收集的电能质量管理、电能耗损和出产工艺数据的治理等方面来帮忙客户进行延续的工艺改良，完成PDCA轮回，不竭地寻求硅材料出产质量和能源利用效力的极致。　　我国光伏财产近几年来履历了迟缓、快速、迸发、调剂的成长进程，财产范围不竭扩年夜，不管在焦点手艺、产物制造、装备，仍是在市场开辟、安装与办事等方面，都具有了必然自立常识产权的财产链，有些已到达国际领先程度，在国际市场上据有举足轻重的地位。2010年，在海外上市的16家光伏企业中，在全球光伏电池组件和多晶硅产量前10强中，我国别离占了4家。　　但是光伏制造业戴高污染、高能耗的“双高”帽子艰巨前行，颠末几年的艰辛尽力，不竭地进行节能工艺的改良，延续下降本钱，2013年国内多晶硅分析能耗程度已从2009年的200-300kwh/kg降落到130-150kwh/kg，还原电耗也从120kwh/kg降落至60kwh/kg，降落幅度达50%以上，此中进步前辈企业的分析电耗已降至70kwh/kg以下，还原电耗已降落至45kwh/kg以下。　　统计数据显示，在光伏多晶硅的出产工艺中平均电能耗损约占总能源的40%，平均电能本钱约占总本钱的30%。延续的工艺改良成为节能降耗，下降本钱的主要路子。　　今朝这一进程已进入邃密化的阶段，需要经由过程消息化治理系统对配电网和各个工艺装备在分歧的电能质量前提、分歧出产阶段、分歧出产工序下的能耗进行监测、阐发、对照，从而加倍有用的进行配电网电能质量的管理和节能潜力的发掘。　　针对光伏财产的配电网现实环境和用能特点，亚派研发了独具特点的智能配电电能质量分析治理系统，可以或许从配电收集的电能质量管理、电能耗损和出产工艺数据的治理等方面来帮忙客户进行延续的工艺改良，完成PDCA轮回，不竭地寻求硅材料出产质量和能源利用效力的极致。　　1、智能配电电能质量分析治理系统　　1.1系统概述　　亚派智能配电电能质量分析治理系统（A-EMS9000）及时监测企业的配网电能质量状态和水、电、气、热等能源耗损数据和相干电机装备的运转状况数据，阐发当前配网电能质量和能耗状态，有用同一节制各电能质量装备进行调和工作，确保配网平安不变运转，同时，有用分化能耗目标，推动企业绿色节能运转勾当深切展开。　　在建立智能配电电能质量分析治理平台的进程中，A-EMS9000系同一方面确保全部配网平安不变高效运转，另外一方面经由过程消息化治理手段对工场内各电机装备和各个工艺装备在分歧阶段分歧工序下的能耗进行监测、阐发、对照来发掘全部工场用配电系统的节能潜力。　　本系统具有拓扑布局矫捷、传输介质和体例多样、传输速度快，抗干扰能力强等长处，采取年夜部门工业产物通用接口尺度，可实现产物的交换性，便利后期收集拓展和保护。系统拓扑布局如图1所示。图1 系统拓布局　　1.2系统构成　　A-EMS9000系统首要包括以下子系统：配电平安与电能监测（A-PQMS）、专家诊断阐发系统（A-EAS）、装备治理系统（A-DMS）和消息发布系统（A-IPS）。另外，本平台可矫捷进行第三方系统集成。本系统构成示企图见框图2。　　对有非凡需求的场所，亚派能够为客户量身定制一套节能增效全体提处理方案——定制化能效管控系统。图2 系统构成部门　　1.2光伏财产智能配电电能质量分析治理处理方案　　光伏财产智能配电电能质量分析治理处理方案首要包括配电平安和电能监测、装备工艺数据治理、消息发布等几个方面。　　2.1配电平安和电能监测方案　　2.1.1方案概述　　光伏行业的年夜部门出产装备是整流负载等装备。跟着进步前辈电力电子手艺装备的普遍利用，虽然出产效力有了较着提高，但同时配电网的电能质量却遭到了严峻污染，恶性轮回下又会影响电网的平安、装备的一般运转和产物质量等问题。　　而配电网的电能质量关系到硅材料出产的平安，常见的配电电能质量问题有欠电压，瞬时过电压，电压的波动和闪变，谐波电压电流，谐振等，经常使用的方式是安装电能质量管理装备，如动态无功抵偿装备，静止无功产生器SVG，有源电力滤波器APF等，可是很少有人从全配网角度系统性的斟酌电能质量和出产平安等问题，这就轻易呈现过设置装备摆设，形成资本华侈；或欠设置装备摆设，呈现电能质量问题形成出产装备的破坏，影响一般的出产却找不到缘由。　　另外，多种或多个管理装备之间没有中心集中调剂节制平台，缺少调和性，轻易彼此干扰，致使局部或全部配网的瘫痪，终究是破费年夜量的投资，却没有到达预期的结果。　　亚派智能配电电能质量分析治理系统（A-PQMS）可以或许及时地检测配电网的电能质量参数，实时地发觉问题并预警电能质量事务的产生，如图3所示同一调剂SVG、APF、SRC等电能质量装备，无机连系进行全配电网电能质量问题管理，而不是单个装备自力运转，从而到达最好管理结果。图3 A-PQMS系统调剂各电能质量装备示企图　　无功抵偿的协同节制策略，在知足功率因数要求的环境下，按照谐波含量来投切无功抵偿装备的分歧歧路，如在5次谐波岑岭期切除5次歧路；或对有源滤波装备的容量进行及时的分派，以庇护无功抵偿歧路的谐波容量进行谐波抵偿，而不是按照谐波巨细无目标的普惠式抵偿。　　A-PQMS可以或许实现各个拉直炉能耗数据长途及时收集、传输、动态监测拉直炉的电能质量参数（示企图如图4所示），实现分项分类分户计量、产线能耗定额和目标查核评选、能效阐发评估、汗青能耗趋向阐发等。图4 智能配电电能质量分析治理示企图　　能源利用可视化治理、配网运转治理、装备运转节制、节能方针猜测与节制、用能优化策略和能源治理决议计划撑持，从而可提高能源治理运营质量，终究实现全网装备平安化、消息化、系统化、智能化治理，使得全部配电网平安不变、节能运转。　　2.1.2客户价值　　1）集中管控电能质量装备，确保配网平安不变运转。　　2）能够依照一个出产周期进行统计阐发，也能够依照工艺尺度电能曲线进行阐发，阐发每台出产装备的累计能耗和平均能耗等程度。对装备能耗超标的予以报警（给出超标可能的缘由，如装备老化或其它非常环境等），提醒治理人员实时处置。　　3）依照工场的功能区域、出产线等分类方式，将工场内需进行自力治理的区域进行划分，为能耗阐发评估供给对象规模；依照能耗种别的分类方式，治理各区域下能耗消息收集装配，为能耗统计供给计较根据。　　4）经由过程能耗根本数据的阐发，能够帮忙治理者找出能耗问题地点，为下一步的节能革新供给科学的根据。　　5）领会能源耗损的明细，帮忙治理者实现能源的公道分派与优化。　　6）领会各分户单元的用能环境，增进企业能源治理轨制的成立，鞭策节能工作的展开，将间接发生经济效益。　　2.2装备工艺数据治理方案　　2.2.1方案概述　　长江证券阐发陈述显示，光伏财产经由过程工艺装备的手艺改良和范围化出产，今朝的出产本钱已接晚世界的最高程度,如图5所示。图5 光伏财产出产本钱对照图　　以某年夜型光伏厂商为例，在工艺手艺上，自立设想热场并拜托制造的直拉单晶炉和相干辅助装备，单元MW直拉晶体发展投资较今朝国内同业业降落了33%以上，出产效力提高了60%以上，出产本钱下降了25%以上。　　我们认为全部财产的经由过程工艺手艺和范围扩大延续下降本钱，晋升效力已进入邃密治理的要害阶段--向治理要效益，利用消息化的治理系统增强装备和工艺手艺治理，实现主动化，智能化，节制跑、冒、滴、漏的现象，和调剂、优化装备和工艺数据治理,包管产物质量的环境下晋升系统现实产量。　　消息化的治理系统带来的益处首要表现在两个方面，一，实现手艺和治理模式的拷贝，下降重生产线的扶植本钱；2、有用的下降人员本钱。　　今朝，光伏出产工艺装备手艺进步前辈，更新换代快，出产进程中需要保护年夜量的工艺数据，比方装备的采购时候、安装时候、启用时候、首要的装备机能参数、运转的情况参数、运转的电网参数、及时功耗、功耗的汗青趋向图、毛病和告警记实、保护与检验记实、工序记实、利用班组、现实产能等等。假如依托保守的装备治理手段，比方人工记实等体例，那将是一个很重大的工作量，同时还会具有报酬身分致使数据记实或阐发具有较年夜误差。　　而应用进步前辈的计较机手艺、通信手艺与年夜数据阐发手艺，对工场工艺装备和电机装备的利用环境、维修与调养环境、各类手艺参数和档案、各类检测数据进行跟踪治理，可使各级手艺治理人员可随时把握工艺装备与电机装备的应用环境，便在增强装备的科学治理，提高装备的无缺率和操纵率，减小毛病率，下降维修本钱，确保企业出产糊口的一般运转。　　亚派装备工艺数据治理系统（A-DMS）按照光伏企业出产加工装备特点，利用进步前辈的计较机手艺、通信手艺与年夜数据阐发手艺，实现对工艺装备数据的智能化治理，下降对手艺治理人员的要求，节俭保护本钱。　　工艺数据治理系统可以或许实现出产进程的全工序、全工艺的消息化治理，做到每个产物的全进程可控、可追溯，是产物质量全生命周期治理的主要路子。同时，系统可以或许改变出产进程的治理模式，由于出产治理中人的身分是最不肯定的，也愈来愈成为首要的本钱项，从依托手艺人员来治理出产线，改变为公司出产的焦点模式指点手艺人员，将手艺人员酿成指令的操作人员，轻易构成公司的自立常识产权，可复制性强。　　2.2.2客户价值　　经由过程利用A-DMS系统，用户能够轻松取得以下收益：　　1）工艺数据的消息化治理，下降对操作人员的要求，实现系统数据的主动录入，保留，查询，报表，汗青记实等功能，供给装备阐发和节能挖潜的根本数据。　　2）各类装备集中治理，处理出产装备品种多，致使设置装备摆设和操控气概纷歧致，对操控人员的手艺能力要求高档问题。装备治理系统能够集成对装备的节制操作，下降对人员的手艺要求，节俭本钱，同时有益在产能的扩大。　　2.3消息发布方案　　2.3.1方案概述　　因为光伏材料加工企业出产装备浩繁，工艺复杂，规模较年夜，这给平常治理人员提出了较高的要求。比方装备呈现毛病或报警时要能实时得知并处理，一样的出产线或一样产量但分歧批次所耗损的能源有几多不同，全部工场所有能耗环境明细（每分能耗用到哪里去了）等等。纯真依托保守的人工统计与监管等体例已远远知足不了现代消息化、可视化和及时性等治理方面的要求，亚派针对上述问题，推出了消息发布系统（A-IPS），有用处理上述所有问题。　　消息发布系统，应用成熟的消息发布手艺，连系配电平安与电能监测系统、装备工艺数据治理系统和专家诊断阐发系统，能够向客户矫捷的展现当前工场的用能环境、各装备的运转状况和报警事务等，让相干义务部分实时领会到各自的能耗明细和排名环境，有益在能源治理轨制的扶植与落实。同时，系统可自动在线或离线发布能耗消息和装备报警消息至相干义务人（手机、邮箱、出产现场看板显示终端等），实时提示其作相干处置。　　2.3.2客户价值　　1）撑持多种消息发布体例，经由过程授权级别分歧，自动发布相干消息至相干治理人员，让治理人员随时随地实时领会到当前能源耗损明细和重点装备的运转状况、机能参数等消息，做到全体用能和重点装备的科学化、可视化、平安化集中管控。　　出产现场的看板发布终端：LED年夜屏，液晶电视，PC机、平板电脑等，如图6所示。图6 出产看板发布示意　　经由过程以上各类终端，各相干单元治理人员可及时领会到当前工场全体和各区域的能耗环境和排名，旨在增进能源治理轨制的扶植，催促人员规范、公道用能。同时，因为全部平台数据单元内部可同享，所以便利上级单元或高层治理人员对全部建筑用能预算的兼顾分派。另外，对毛病装备和报警消息处置的实时性会有很年夜的增进晋升感化。　　2）其他媒体发布。首要有：ftp办事器、手机短信、微信、邮件等，如图7所示。图7 消息媒体发布示意　　A-IPS消息发布系统会自动及时向指定的ftp办事器、手机、微信、邮箱等终端推送能耗数据和重点装备状况等相干消息，用户可为所欲为、随时随地把握全体用能环境和重点装备状况，经由过程对各出产线和区域用能数据公示、排名和相干报警消息的实时提示，一方面能够有用增进能源治理轨制的扶植而增进人员规范、公道用能，另外一方面也能够实时处置重点装备报警或能耗报警等事务，终究到达平安不变、绿色节能运转的目标。　　3、典型案例阐发　　3.1案例简介　　某年夜型光伏材料出产加工企业，首要以出产单晶硅、多晶硅为主，出产装备以直拉炉为主。变压器总计30台，照顾直拉炉总计487台，此中19台2500KVA变压器各照顾19台直拉炉，总计361台直拉炉；8台2000KVA 变压器各照顾15台直拉炉，总计120台直拉炉；3台1600KVA 变压器各照顾12台直拉炉，总计36台直拉炉。每台变压器一般工作时，负载率年夜在85%。项目已投入运转1年摆布。　　3.2具有的问题或隐患　　经与客户方沟通和现场考查环境来看，具有以下问题：　　①部门用电装备常常无故呈现毛病。经测试，谐波电压畸变率高达8.5%，谐波电流畸变率高达29%，电能质量环境很是卑劣。　　②各工艺环节装备数据采取人工治理。能耗较年夜，但缺少科学根据，所以节能无从下手。　　③工艺装备毛病不克不及实时保护。　　④装备治理缺少系统的消息化治理体例。　　3.3处理方案　　按照客户现场的现实工况，我们从四个方面动手进行处理：　　第一，电能质量管理。在各变压器低压侧设置装备摆设响应容量的有源电力滤波器，进行谐波集中管理，使配电网更平安不变。　　第二，电能监测和工艺装备数据治理。及时监测配网电能质量和装备的及时运转参数等数据，主动存储、阐发，可生成响应的报表供治理者随时调看，作为后续节能治理的科学根据。　　第三，消息发布。可以或许将装备的主要参数、能耗或毛病等消息实时发送至相干义务人的手机、邮箱或指定的FTP办事器等终端，让相干义务人能实时处置相干事宜。　　第四，装备集中同一治理。各装备进行科学集中调剂，使得各装备可以或许无机调和工作，在确保配电网平安不变的条件下，最年夜水平的提高出产效力和能源的利用效力。　　3.4运转结果　　谐波管理，经由过程有源电力滤波器的同一节制，电能质量环境有了很年夜改良，管理后所有目标均知足了国标的要求，如图8所示，从而有用保障了配电网的平安不变运转。　　提高装备的利用效力，经由过程智能配电电能质量分析治理系统上线运转，现场工况获得了很年夜的改良。比方装备工艺数据的治理，经工艺装备治理软件系统的排产优化阐发，按照全部工艺周期的能耗统计曲线，以单晶硅直拉炉工艺周期为例，如图9所示，峰值时有功约为156kW,平均值为93kW，约为峰值功率的60%，根据“削峰填谷”的道理，调和各装备的运转工序，终究晋升了30%摆布的配电带载能力，使得电能的利用效力获得了极年夜的提高。　　4、结语　　本年以来，光伏材料加工财产，如多晶硅加工等，已显现出回暖苏醒的趋向，市场的需求量也在逐步增添，这就增进了财产的新一轮投入成长。光伏财产在如火如荼成长的同时，必将带来了别的的一些问题，诸如光伏企业配网电能质量问题，出产各工艺环节能耗问题和出产装备保护实时性等问题。　　而智能配电电能质量分析治理系统，恰是从光伏企业的配网平安、电能监测和能效治理等角度，兼顾统筹，不竭帮忙客户提高配电网的平安不变性和能源利用效力，真正把光伏财产扶植成为绿色环保财产，实现全行业健康和可延续成长。