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)已成為當今社會發(fā)展的必然趨勢，在變電所內(nèi)安裝相應的智能儀表及系統(tǒng)來實時監(jiān)控各配電 回路的用電狀態(tài)的同時，并計量各個回路的用電量。在提高了供配電系統(tǒng)的安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現(xiàn)了變電所部分供電的無人值守的自動化水平的同時，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)約電力維護成本，后期制定相應的節(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)看守所項目中使用的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對供配電方面的自動化和智能化做一簡要介紹。

    0引言

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

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對徐匯區(qū)看守所變電所內(nèi)的部分重要回路進行計量，通過對監(jiān)測回路用電量的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個計量體系用電狀況，找出高能耗點或不合理用能習慣，為有效節(jié)約能源，用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

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

    1項目介紹

    上海徐匯區(qū)看守項目主要是針對看守所內(nèi)的開關(guān)柜的重要回路進行電能計量。看守所內(nèi)的開關(guān)柜共安裝了79只智能電能計量儀表。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)通過對智能電能計量儀表的數(shù)據(jù)采集、處理，以圖形、報表的形式導出，為管理人員提供具體的用電明細。

    2用戶需求

    ①　電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(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　對其負載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況

    ③　越限報警，針對客戶的特定回路來設置越限報警

    ④　對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表

    ⑤　報警事件記錄，便于維護人員來根據(jù)事件發(fā)生的時間性質(zhì)對電路進行維護。

    ⑥　用戶權(quán)限管理，不同等級權(quán)限實現(xiàn)不同等級操作。

    3設計方案

    3.1參考標準

    系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

    JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設計規(guī)范》

    GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(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 《計算站場地技術(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 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

    3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設計

    鑒于徐匯區(qū)看守所的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設計：徐匯區(qū)看守所所有監(jiān)控點位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場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)總線直接鋪設至主機所在的值班室。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。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

    4 系統(tǒng)功能

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

    4.1 功能特點

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(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)絡結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

    4.2使用說明：

    4.2.1運行系統(tǒng)

    軟件的界面可以根據(jù)項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶名，輸入相應密碼，則進入查看數(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

    通訊示意圖為拓撲圖，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)測詳圖

    監(jiān)測詳圖反應了樓層的配電回路名稱，相應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，三相電流，吸收有功電能。界面如圖4所示。

圖4 監(jiān)測詳圖

    4.2.4參數(shù)抄表

    通過本系統(tǒng)的“統(tǒng)計報表—參數(shù)抄表”，即可查詢某時刻的電參量。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，功率補償因數(shù)，頻率。

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

圖5 參數(shù)抄表

    報表打印：打印當前報表的數(shù)據(jù)；

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

    4.2.5 電能報表

    本項目中的電能報表包括所有監(jiān)控回路，點擊菜單欄上的“統(tǒng)計報表—電能報表”，對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內(nèi)的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，如下圖所示選擇回路，設定開始時間和結(jié)束時間，點擊“查詢”按鈕，即可顯示此時間段內(nèi)的用電量，也可以Excel形式導出或打印。界面如圖6所示。

圖6 電能報表

    4.2.6 趨勢曲線

    可以查詢各回路電壓，功率負荷趨勢。可以查看歷史趨勢線；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶。負荷曲線圖如下所示：界面如圖7所示。

圖7 趨勢曲線

    界面內(nèi)的的功能按鈕包括查詢，實時曲線，打印。

    開始時間:設置曲線開始時刻；

    時間間隔:時間間隔是趨勢圖X軸所代表的時間長度。時間長度必須大于0

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

    實時曲線：顯示當天0時至24時的曲線；

    量程選擇:即在Y軸方向上進行變換，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實時報警

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

圖8 實時報警

    5 系統(tǒng)常見故障維護

    為方便用戶使用；本系統(tǒng)采用免維護的設計原則；不需要用戶配置運行參數(shù)，系統(tǒng)開機后自動進入監(jiān)控系統(tǒng)；且系統(tǒng)正常運行時不允許退出，以保證監(jiān)控系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性；系統(tǒng)重起后自動進入監(jiān)控狀態(tài)。

    系統(tǒng)由UPS做為后備電源，系統(tǒng)斷電后，；當UPS電源放電完畢后，系統(tǒng)會自動關(guān)機；重新上點后，需要重新開啟UPS電源開關(guān)，方可重新啟動系統(tǒng)。

    系統(tǒng)安裝資料均在監(jiān)控主機的E盤內(nèi)進行了數(shù)據(jù)備份；以備重新安裝系統(tǒng)時使用；主要資料有：計算機硬件驅(qū)動；通訊服務器驅(qū)動；打印機驅(qū)動；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)使用及維護手冊等資料。

    6 結(jié)束語

    隨著用戶端對節(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)看守所項目中的應用，可以實現(xiàn)對徐匯區(qū)看守所配電系統(tǒng)實時監(jiān)控和電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，還可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的電能使用狀況、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究制定相應的用能考核機制。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為配電系統(tǒng)終端用戶解決各個配電回路的具體用電不明的問題，為后期電力系統(tǒng)的維護及制定節(jié)能措施提供了真實可靠的依據(jù)。

    參考文獻

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

    [2]《智能樓宇控制系統(tǒng)的設計與實施技術(shù)》， 黎連業(yè)、朱衛(wèi)東、李皓，清華大學出版社

    [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. 機械工業(yè)出版社.

    作者簡介：

    徐霜，本科，從事智能電網(wǎng)用戶端能效管理解決方案工作<