EMS系统的能源需求控制和响应|manbetx王者荣耀压缩空气最佳实践

Bob Zak，发电解决方案

随着经济仍然挑战，竞争压力继续上升，减少费用对于食品加工和其他制造商企业迫切需要。然而，许多低估或忽视了储蓄关键来源：电费。

您可能明智地观看需求表或将沉重的负载转移到非高峰时段，但这些不是您唯一的选择。通过先进的能源管理技术，您可以自动化制冷压缩机，泵等设备的能量，使您的设施以最佳效率运行，您支付最低的价格，您可以参与为未使用的千瓦支付给您的激励计划。

即使是最具能源密集型的工厂也可以在不影响生产或质量的情况下降低能源成本。关键是充分利用加载脱落策略，即先进的能源管理系统：需求控制，需求响应，动态定价优化和能效。

能源降低策略简介

需求控制：需求控制（DC）是一种允许食品加工器和其他制造商通过管理能源需求的峰值和谷而更有效地使用能量的策略。先进的能量管理系统（EMS）允许您通过战略性地通过一系列选择的压缩机和其他负载来安全地进行安全，以实现所需的KW降低，同时保持生产力。系统可能需要的操作包括：

减速或循环风扇和鼓风机（或在冷却区域中提高温度设定点），以减少排气扇，制冷压缩机和冷凝器的千瓦载荷。
吸入压力的微小变化以减少制冷压缩机电动机的负荷
Curtail氮气系统压缩机电机
减少废水处理载荷，以最大限度地减少鼓风机，搅拌器和泵的消耗
关闭电池充电器
延迟真空管或研磨机的开始

节省可能很重要：峰值时间能源使用可以占工业用户电费的40％;避免这些尖峰可以将整体账单减少到15％。

Spara Ems的面板视图在四星级果子的主要电气控制室。

本面板或通过具有适当权限的任何网络连接的计算机提供完整设施监控和控制。

食品处理器往往怀疑如何在不失生产能力的情况下做到这一点。答案是，高级EMS可以在整个设施中快速，精确地调整负载（不仅仅是说，说，制冷设备），因此您可以获得最大的储蓄，最小的中断。高级系统可以顺序地，按组或其他因素优先顺序排序负载，并且它可以同步负载脱落以实现储蓄和生产力目标。对于大多数设施来说，这种控制和精度是手动或不同的自动化系统实现的这种控制和精度是不可能实现的。

例如，在加利福尼亚州奥克斯纳德的任务生产中，发电的Spara系统迅速跟踪动态操作条件并调整电力负载，有时仅仅几分钟。系统通过可变频率驱动器（VFDS），两个地点的五种制冷压缩机和电池充电器控制蒸发器和冷凝器风扇。自系统实施以来，该公司已将其峰值能源使用和月能票据减少约三分之一。该公司在系统中设定了规则以保护生产 - EMS从未削减超出规定的级别的缩减行动。

需求响应：这是通过全国公用事业和电力系统运营商实施的需求减少策略。需求响应（DR）计划让您通过根据需求缩减电力来赚钱。例如，在一个异常炎热的夏季日，实用程序可能会通知需求的响应参与者，它需要将其用在其参与合同中指定的金额缩减。

Spara视图中的需求响应配置屏幕。

Sparaview连接到聚合器的Auto DR服务器和SCE的需求响应自动化服务器。四星级的Spara EMS实施配置为在DR事件前自动预先冷却葡萄储藏室，并且SPARA具有在活动期间保护产品的过程知识。

有两种类型的DR程序：在待机/可靠性计划中，当网格受到压力时，您将提交特定的负载缩减。这些不常见的事件通常持续两到四个小时。每兆瓦的价格通常为30,000至60,000美元。在储备/市场的计划中，您同意根据设定的价格削减使用。事件比备用/可靠性事件更频繁，通常持续一小时或更短时间。价格通常约为40,000美元。

自动化需求响应（自动DR）程序往往是最有利可图的程序。然而，先进的技术对于参与至关重要，但是：新的和即将到来的计划需要用户和供应商系统之间自动通信，以及更快，更重要的反应。在这些程序中，使用Openadr（自动化需求响应）标准，业务的系统和效用或网格运营商的系统“谈话”。智能DRAS（需求响应自动化服务器）客户端提供动态连接。例如，POWERIT的Spara EMS，供应商的系统通知需求响应事件的用户的系统，并Spara根据该机构制定的能源使用规则采取行动。用户还可以在他们想要响应预定义的操作的情况下设置多个电力定价级别。

然而，即使具有非自动化的DR程序，许多食物处理器也在没有高级EMS的情况下找到参与。使命产物尝试了它，但发现手动关闭系统组件太长而且有效，工作人员缺乏微调整个系统的能力，以便加速。它现在能够通过南加州爱迪生的计划获得奖励付款。

动态定价优化：许多实用程序采用动态定价策略，例如实时定价（RTP），涉及基于电力，天气事件或其他条件的市场价格的速率变化。这些变化可以在几分钟内到24小时的通知，并且在最坏的情况下，在RTP峰值期间，电力成本已跳跃到正常速率的100多倍以上。先进的EMS让您通过将消耗转移到更低的速率期或在昂贵的超高峰时间期间减少消耗来自动对持续的价格波动进行响应。

能源效率：能效 - 不仅使用较少的能量，而且还使用最低昂贵时间的能量 - 通常是实现需求控制，需求响应和动态定价计划的副产品。这些举措通常揭示了消除浪费和优化使用的最佳实践机会。

措施可能包括：

浮动头压力控制，利用风扇电机的变速控制，通过将操作匹配为特定的冷却工艺和环境湿灯泡温度，最大限度地减少制冷压缩机和冷凝器系统电机负载
空气压缩机组合的自动分期和测序，以便在额外的容量踢进之前完全加载压缩机
精确地和动态地对准空气处理风扇速度和气流，具有实时温度要求
将蒸发器除霜循环与实际需求相匹配，而不是以低效的基于时间表的例程运行

生产处理器使用DR，其他能源管理策略降低能源成本

只有一小部分食品加工企业利用这些珍贵的机会，但少数人展示了潜力。例如，加利福尼亚州Delano的四星级果实使用PowerIt Solutions的Spara EMS来实现需求控制，自动博士和能效措施，这些措施每年在其电费上每年储存该公司。

四星级在一年中的三个关键月期间使用大量电力，其业务正在增长。在实施其能源管理系统前36个月之前，该业务在两位数中增长，而其功耗加倍。该公司希望更好地控制其能源使用，鉴于未来几年的电力价格上涨，并改善其“绿色”凭据。

四星级等设施为DR和DC策略提供了良好的潜力：该设施可以预测DR事件的预期，或使用温度缓冲区来乘坐DC事件的速度。在这种情况下：

预处理室和长期储藏室的组合提供了可以互相平衡的负载。
预冷房间可以整天装入生产，然后在晚上预处理。
长期储藏室可以飞行，预先冷却它们，以便在发生前冷时，它们的制冷可以断电。

设施类型（预使用长期存储）使公司成为自动博士计划的良好候选者。四星级的EMS与其实用程序（南加州爱迪生）和需求响应聚合器（Enernoc）一起运营的需求响应自动化服务器（DRAS）集成。该公司参加了上赛季的博士事件，实现了靠近其测试演示减少700kW的负荷减少。

预冷器

预冷器1的控制器

这是15个房间Spara EMS的一个，可用于需求控制和需求响应。Spara EMS旨在平衡DR和EE的设施的运营要求。Spara系统与一系列工业流程和负载，包括食品加工设施中的负载，将能源密集型企业插入智能电网。

系统评估：一个关键第一步

那么如何确定您的设施是否可以实现这些类型的储蓄？对您的生产系统进行全面评估是一个关键第一步。以下是我公司在进行评估时遵循的过程：

定义储蓄机会。我们通过分析电信账单和历史KW间隔数据，评估参与需求响应或其他激励计划的机会来实现这一目标。

创建设施的数据图片。我们收集有关设施的主要流程，最大电荷和设施的详细数据。

执行网站审核。审计涵盖整个设施和所有流程，从接收原材料到最终产品运输。由于最大的电负载提供了自动化投资的最佳ROI，因此详细分析了这些负载。我们查看当前的标准操作程序，典型的运行时间，使用时间和负载，并评估这些效率低下的区域。

储蓄可以来自多个举措。通常，如果负载具有处理缓冲区（存储负载的输出，直到达到最大点，则负载截止至达到最小点），存在成本节约机会。例如，当能量成本高时，可以关闭或减慢载荷。通过研究整个过程并在批量或连续流程内识别这些缓冲区，我们通常可以通过需求控制，需求响应，能源效率或三个来找到能源成本降低的机会。

完成评估。根据数据收集和现场审计的结果，修订初始储蓄估计以纠正任何错误的假设，并反映实际储蓄潜力。

在工作中的先进能源管理：一个真实的例子

以下是使用PowerIT的Spara EMS控制能源需求的食品处理设施中的典型需求控制操作的示例：

EMS的实时算法预测设施的当前能源使用将超过其X KW的设定值。该设施需要缩小载荷。
系统确定在此时启用了哪些制冷压缩机。这些负载可用于缩减。
EMS基于系统中设置的首选订单奠定了缩减措施。压缩机A和压缩机B的优先级为1和2.压缩机A安全可用于减少x KW，因此系统将其置于相应的情况下。然后它为压缩机B向下推动X KW以获得所需的剩余减少。
每个压缩机只能在不中断操作的情况下以降低的功率运行，并且在系统中设置了该时间。EMS监视减少时间并看到压缩机A已达到该点。它释放压缩机A并进一步减少压缩机B以获得所需的其余缩减。注意：约束的时间是可以集成到系统的决策过程中的规则的简单示例。规则也可以是相当复杂的并且基于逻辑（如果泵速是x和罐级是y，则搅拌器可以缩小到速度z）或被计划或生产因素触发。
现在你达到了你的目标。所有负载都根据设施设置的程序释放。

这里发生了什么？设施的进程被打断了，但他们没有中断。预先定义了更改，作为可接受的停机节省以获得节能。

食品加工商可以显着降低以前无法控制的能源成本。通过能够积极地管理垄断控制的资源，继续持续上涨，您不仅可以降低成本，而且还可以获得竞争优势。

为什么先进的自动化是必不可少的 - 以及如何评估它

对于大多数公司来说，手动操纵复杂流程以实现节能是难以不可能的。它还可以引入人为错误并潜在妥协生产。和可以使用手动方法脱落的负载的范围和类型是有限的，参与DR程序或对动态定价的响应不可能或无利可图。高级EMS对于从负载脱落策略的频谱获得全价值。

最佳能源管理系统的主要特点是：

能够直接控制负载 - 在您设置的参数中 - 以便不需要人类干预。
与现有系统的无缝集成以及扩展其功能的能力。
连接许多负载的能力，以便最大限度地利用潜在的节省。
访问实时数据以分析和预测事件。
规则驱动，处理保护程序，用于您的操作，可以管理无限种类的工业流程，限制和阈值。
无线输入/输出，消除了运行昂贵的导管的需要（通常是破坏性和耗时的过程），并提供对难以到达的访问，确保可以控制最大数量的设备负载。

除了技术本身之外，寻找一个可以帮助识别和评估实用程序，折扣和激励措施的供应商。供应商还应在您的行业拥有专业知识，以便他们熟悉典型的流程和设备，并可以根据过去的项目分享最佳实践。

拟合投资紧张预算

在高级EMS的投资更加可管理，许多设施运营商期望。根据您所在地区和您的实施中可用的奖励，可以从立即到18个月的任何地方实现ROI。

许多公用事业公司提供促进旨在减少能耗或管理峰值需求的系统部分甚至全额成本。这些激励措施涵盖了各种各样的设备和技术，用于从基本能源效率到自动化需求响应计划的自动化。

如果不提供激励计划，租赁，租赁自己和租赁通常是彻底购买的有吸引力的替代品。这些融资期权增加了购买力并降低了前期投资，即使新技术没有预算，也可以立即采取行动降低能源成本。根据具体情况，企业可能能够通过奖金和加速折旧或投资税收抵免来实现税收利益，甚至可以实现立即的积极现金流量。

关于作者

Bob Zak是总经理北美洲北美发电解决方案总裁，这是一家位于西雅图的国际清洁技术公司，其斯福利能源管理系统允许能源密集型企业充分利用智能电网。ZAK是控件专家组的成员，与劳伦斯伯克利国家实验室合作，推进自动博士和其他智能电网举措。在开发开发的Openadr，发动机与实验室密切合作，将新标准放入商业和工业地点的实际应用。