徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

    摘要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，用戶端智能供配電系統(tǒng)已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在變電所內(nèi)安裝相應(yīng)的智能儀表及系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)控各配電 回路的用電狀態(tài)的同時(shí)，并計(jì)量各個(gè)回路的用電量。在提高了供配電系統(tǒng)的安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實(shí)現(xiàn)了變電所部分供電的無人值守的自動(dòng)化水平的同時(shí)，還了明確用戶的電能使用水平以及電能的具體去向，為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本，后期制定相應(yīng)的節(jié)能改造措施提供直觀的數(shù)據(jù)依據(jù)。現(xiàn)就徐匯區(qū)看守所項(xiàng)目中使用的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對(duì)供配電方面的自動(dòng)化和智能化做一簡(jiǎn)要介紹。

    0引言

    智能電網(wǎng)是當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。根據(jù)智能電網(wǎng)研究框架體系，智能電網(wǎng)建設(shè)主要抓住發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六個(gè)環(huán)節(jié)。“配用電”環(huán)節(jié)即為電網(wǎng)用戶端。用戶端消耗著整個(gè)電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能化用電管理對(duì)用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系，全面使用智能儀表以及智能用電管理終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動(dòng)。

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)正是針對(duì)以上趨勢(shì)而研發(fā)的用戶端電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對(duì)徐匯區(qū)看守所變電所內(nèi)的部分重要回路進(jìn)行計(jì)量，通過對(duì)監(jiān)測(cè)回路用電量的實(shí)時(shí)計(jì)量、存儲(chǔ)、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個(gè)計(jì)量體系用電狀況，找出高能耗點(diǎn)或不合理用能習(xí)慣，為有效節(jié)約能源，用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

    本文以徐匯區(qū)看守所為例，簡(jiǎn)單介紹Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在徐匯區(qū)看守所配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

    1項(xiàng)目介紹

    上海徐匯區(qū)看守項(xiàng)目主要是針對(duì)看守所內(nèi)的開關(guān)柜的重要回路進(jìn)行電能計(jì)量。看守所內(nèi)的開關(guān)柜共安裝了79只智能電能計(jì)量?jī)x表。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)通過對(duì)智能電能計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)采集、處理，以圖形、報(bào)表的形式導(dǎo)出，為管理人員提供具體的用電明細(xì)。

    2用戶需求

    ①　電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開關(guān)狀態(tài)等信息。

    ②　對(duì)其負(fù)載繪制電流趨勢(shì)曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況

    ③　越限報(bào)警，針對(duì)客戶的特定回路來設(shè)置越限報(bào)警

    ④　對(duì)各回路的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的用電報(bào)表

    ⑤　報(bào)警事件記錄，便于維護(hù)人員來根據(jù)事件發(fā)生的時(shí)間性質(zhì)對(duì)電路進(jìn)行維護(hù)。

    ⑥　用戶權(quán)限管理，不同等級(jí)權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)操作。

    3設(shè)計(jì)方案

    3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

    系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

    JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

    GB/J63-90 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

    GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

    GB2887 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

    GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

    DL/T 698.35-2010 《第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

    DL/T 698.41-2010 《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

    DL/T 698.42-2010 《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

    DL/T/814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

    3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    鑒于徐匯區(qū)看守所的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：徐匯區(qū)看守所所有監(jiān)控點(diǎn)位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場(chǎng)安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至主機(jī)所在的值班室。數(shù)據(jù)總線通過數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

    4 系統(tǒng)功能

    上位機(jī)軟件采用Acrel-3000電能管理系統(tǒng)，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

    4.1 功能特點(diǎn)

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

    4.2使用說明：

    4.2.1運(yùn)行系統(tǒng)

    軟件的界面可以根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和客戶的要求來設(shè)計(jì)。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶名，輸入相應(yīng)密碼，則進(jìn)入查看數(shù)據(jù)，否則無法查看數(shù)據(jù)。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

    4.2.2通訊示意圖

    通訊示意圖為拓?fù)鋱D，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。其中紅色表示正常通訊，綠色表示通訊中斷。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

    4.2.3 監(jiān)測(cè)詳圖

    監(jiān)測(cè)詳圖反應(yīng)了樓層的配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。主要的數(shù)據(jù)包括：柜體編號(hào)，三相電流，吸收有功電能。界面如圖4所示。

圖4 監(jiān)測(cè)詳圖

    4.2.4參數(shù)抄表

    通過本系統(tǒng)的“統(tǒng)計(jì)報(bào)表—參數(shù)抄表”，即可查詢某時(shí)刻的電參量。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補(bǔ)償因數(shù)，頻率。

    該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間抄表等功能，將每塊電表的顯示數(shù)據(jù)以報(bào)表形式呈現(xiàn)，選擇相應(yīng)的柜體，再選擇要查詢的時(shí)間，即可顯示電壓，電流，有功功率，無功功率，功率補(bǔ)償因數(shù)，頻率。界面如圖5所示

圖5 參數(shù)抄表

    報(bào)表打印：打印當(dāng)前報(bào)表的數(shù)據(jù)；

    數(shù)據(jù)保存：將當(dāng)前報(bào)表以Excel表格形式導(dǎo)出到所選擇的位置。

    4.2.5 電能報(bào)表

    本項(xiàng)目中的電能報(bào)表包括所有監(jiān)控回路，點(diǎn)擊菜單欄上的“統(tǒng)計(jì)報(bào)表—電能報(bào)表”，對(duì)用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的月抄表，日抄表，小時(shí)抄表等功能，如下圖所示選擇回路，設(shè)定開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，點(diǎn)擊“查詢”按鈕，即可顯示此時(shí)間段內(nèi)的用電量，也可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖6所示。

圖6 電能報(bào)表

    4.2.6 趨勢(shì)曲線

    可以查詢各回路電壓，功率負(fù)荷趨勢(shì)。可以查看歷史趨勢(shì)線；幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶。負(fù)荷曲線圖如下所示：界面如圖7所示。

圖7 趨勢(shì)曲線

    界面內(nèi)的的功能按鈕包括查詢，實(shí)時(shí)曲線，打印。

    開始時(shí)間:設(shè)置曲線開始時(shí)刻；

    時(shí)間間隔:時(shí)間間隔是趨勢(shì)圖X軸所代表的時(shí)間長(zhǎng)度。時(shí)間長(zhǎng)度必須大于0

    查詢：查詢選擇要查看的曲線，先確定好開始時(shí)間和時(shí)間跨度，再點(diǎn)擊搜索曲線，即能查到需要的曲線；

    實(shí)時(shí)曲線：顯示當(dāng)天0時(shí)至24時(shí)的曲線；

    量程選擇:即在Y軸方向上進(jìn)行變換，由于各回路上限不同，為了方便查看，可以通過選擇不同的量程來查看。

    4.2.7實(shí)時(shí)報(bào)警

    本系統(tǒng)還針對(duì)主要電參量的遙測(cè)量（包括進(jìn)線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報(bào)警）。也能點(diǎn)擊打開歷史報(bào)警調(diào)出歷史報(bào)警界面。界面如圖8所示。

圖8 實(shí)時(shí)報(bào)警

    5 系統(tǒng)常見故障維護(hù)

    為方便用戶使用；本系統(tǒng)采用免維護(hù)的設(shè)計(jì)原則；不需要用戶配置運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)開機(jī)后自動(dòng)進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)；且系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不允許退出，以保證監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性；系統(tǒng)重起后自動(dòng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。

    系統(tǒng)由UPS做為后備電源，系統(tǒng)斷電后，；當(dāng)UPS電源放電完畢后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)；重新上點(diǎn)后，需要重新開啟UPS電源開關(guān)，方可重新啟動(dòng)系統(tǒng)。

    系統(tǒng)安裝資料均在監(jiān)控主機(jī)的E盤內(nèi)進(jìn)行了數(shù)據(jù)備份；以備重新安裝系統(tǒng)時(shí)使用；主要資料有：計(jì)算機(jī)硬件驅(qū)動(dòng)；通訊服務(wù)器驅(qū)動(dòng)；打印機(jī)驅(qū)動(dòng)；ACREL-3000系統(tǒng)軟件安裝文件；工程文件；儀表說明書；數(shù)據(jù)字典；系統(tǒng)使用及維護(hù)手冊(cè)等資料。

    6 結(jié)束語

    隨著用戶端對(duì)節(jié)能管理、用能考核等需求的提高。電能管理系統(tǒng)已成為配電端用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在徐匯區(qū)看守所項(xiàng)目中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)徐匯區(qū)看守所配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，還可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的電能使用狀況、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及報(bào)警聲音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究制定相應(yīng)的用能考核機(jī)制。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為配電系統(tǒng)終端用戶解決各個(gè)配電回路的具體用電不明的問題，為后期電力系統(tǒng)的維護(hù)及制定節(jié)能措施提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。

    參考文獻(xiàn)

    [1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)電力出版社

    [2]《智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)》， 黎連業(yè)、朱衛(wèi)東、李皓，清華大學(xué)出版社

    [3]《智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案》，周中， 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社.

    作者簡(jiǎn)介：

    徐霜，本科，從事智能電網(wǎng)用戶端能效管理解決方案工作<