摘  要：隨著(zhù)電力工業(yè)的快速發(fā)展和對工業(yè)企業(yè)節能減排的力度加大，企業(yè)用電成本已成為衡量現代化率工廠(chǎng)的重要指標。電能管理軟件的應用大大提高了電能量的利用效率和管理水平，本文介紹基于網(wǎng)絡(luò )電力儀表的Acrel-3000電能管理系統在小松鑄造有限公司電能管理中的應用，系統實(shí)現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化電能管理。

關(guān)鍵詞：企業(yè)電能管理；電能管理系統；

1、項目概況

小松（常州）鑄造有限公司是小松集團在投資設立的生產(chǎn)鑄造產(chǎn)品的工廠(chǎng)，位于江蘇省常州市，是小松集團在早投資設立的三家工廠(chǎng)。

整個(gè)項目共包括2個(gè)25kV變電所以及9個(gè)0.4kV變電所，各變電所分散的分布于廠(chǎng)內，整個(gè)系統采用分層分布式結構，分為現場(chǎng)測控層、網(wǎng)絡(luò )通訊層以及系統管理層。系統管理層位于1#35kV變電所內，實(shí)現各配電室電力設備的集中監視和管理

2、初步方案設想

小松鑄造有限公司每月電力成本支出較高，但是缺乏有效的能源計量系統，無(wú)法準確了解本企業(yè)的電能流向，因此需要建立一套有效的電能管理系統，用于企業(yè)內部考核管理，并此基礎上逐步整理完善電力運行參數數據庫，對數據進(jìn)行多層次多方面的開(kāi)發(fā)利用（如決策需要、電能分析、數據報送）。同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)使之成為作為小松鑄造有限公司信息化系統的重要子系統，以實(shí)現智慧廠(chǎng)區和數字廠(chǎng)區。

1）部分回路在特定時(shí)期功率會(huì )非常大，需要對該部分回路進(jìn)行有功功率監視，當功率達到一定值（該值可以由用戶(hù)確定后并設定好），可以通過(guò)聲光報警提醒系統管理人員；

2）需要對企業(yè)生產(chǎn)用電進(jìn)行記錄，根據企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需要，制定相應的電能統計報表，并將各生產(chǎn)線(xiàn)用電數據與總進(jìn)線(xiàn)進(jìn)行對比，每月與供電局提供的數據進(jìn)行對比，以此作為考核各班組產(chǎn)能能耗的依據；

3）計算出各設備使用時(shí)間以及設備空載時(shí)間；

4）設計復費率電能管理報表，將不同時(shí)間段不同費率的用電量分別進(jìn)行統計。

3、設計方案

3.1整體方案設計

整個(gè)企業(yè)共有兩個(gè)35kV變電所，9個(gè)0.4kV變電所，其中1#變電所共9個(gè)回路，2#變電所21個(gè)回路，3#變電所共12個(gè)回路，4#變電所15個(gè)回路，5#變電所共13個(gè)回路，6#變電所20個(gè)回路，7#變電所12個(gè)回路，8#變電所9個(gè)回路，9#變電所22個(gè)回路，10#變電所（35kV變電所1）9個(gè)回路，35kV變電所2共計3個(gè)回路需要納入本次電能管理系統。由于企業(yè)成立時(shí)間較久，各變電所在設計之初只有部分變電所安裝了數字式電能表，其余均未安裝智能電表，不符合企業(yè)智能化需求，因此此需要對該部分回路進(jìn)行改造，加裝智能電表。

考慮整個(gè)項目的安裝方便以及用戶(hù)自身的需求，本項目為各配電回路加裝導軌式電度表DTSD1352，所有智能儀表直接通過(guò)485總線(xiàn)接入通訊管理機。由于企業(yè)內部已經(jīng)建設內部局域網(wǎng)，本著(zhù)節約成本，充分利用現有的資源的原則，本項目各變電所內通訊管理機通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接入就近局域網(wǎng)接口，經(jīng)廠(chǎng)內局域網(wǎng)傳輸至在變電室值班室。在變電所值班室內配置通訊管理屏并配置網(wǎng)絡(luò )交換機、UPS不間斷電源網(wǎng)絡(luò )交換機等設備

3.2系統結構

整個(gè)系統采設計了一套Acrel3000電能管理系統，采用分層分布式結構，即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )管理層、監控管理層，如圖1所示：

圖1

整套電能管理系統監控管理層包括電能管理主機、打印機、UPS電源等，整個(gè)系統的核心Acrel3000電能管理軟件安裝于電能管理主機，UPS電源作為不間斷電源，當設備供電出現故障時(shí)，可以保證電能管理主機正常運行，電能數據不丟失。電能管理值班室位于35kV變電所值班室內。

各用電回路電能數據的采集主要通過(guò)DTSD1352、DTSF1352、PD284E-9S4（8#、9#配電室）、ACR320EFK（4#配電室）等進(jìn)行電能信息的基礎采集，這些采集設備可獨立完成數據采集、計算、通訊等功能，一個(gè)設備出現問(wèn)題時(shí)，不會(huì )影響其他設備正常運行。所有這些設備均有485通訊接口，可以通過(guò)RS485總線(xiàn)連接到網(wǎng)絡(luò )層。

針對各低壓變電所比較分散，底層各智能電表具備RS485接口，網(wǎng)絡(luò )通訊介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(xiàn)，通訊協(xié)議采用Modbus通訊規約，通過(guò)RS485總線(xiàn)方式將數據傳送至通訊管理機，并經(jīng)過(guò)企業(yè)內部局域網(wǎng)將數據上傳至電能管理主機。

整個(gè)配電系統以計算機站控管理系統為核心，采用現代通訊技術(shù)，對整個(gè)配電系統的用電狀況進(jìn)行統一管理，實(shí)時(shí)監測每個(gè)環(huán)節、每種設備的用電量；實(shí)時(shí)監測、監督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現用電故障，避免用電的浪費。

3.3系統功能

數據采集與管理

數據采集與處理是電能管理系統電能管理實(shí)現的基礎，系統能實(shí)時(shí)和定時(shí)采集電氣設備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率、）。系統管理軟件可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )直接讀取各變電所智能電表采集的數據，并可以對采集的所有數據進(jìn)行顯示、統計、分析、計算和存儲。 實(shí)時(shí)計算各線(xiàn)路的功率因數。

實(shí)時(shí)計算各線(xiàn)路的有功、無(wú)功功率值。

實(shí)時(shí)計算每日、每月各條線(xiàn)路的有功，無(wú)功大、小及平均值。

實(shí)時(shí)顯示、統計各回路各時(shí)段的電度值,對電能數據進(jìn)行分時(shí)計費統計,根據用戶(hù)要求具有多種分時(shí)計費(尖、峰、谷、平值等)方案和費率的種類(lèi)。實(shí)時(shí)顯示、統計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無(wú)功電度總值

實(shí)時(shí)顯示電容的投切狀態(tài)以及手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)。

數據采集周期、方式、參數等可由用戶(hù)在線(xiàn)定義，狀態(tài)量的變化先傳送。

信息處理

對信號采集系統所采集實(shí)時(shí)數據進(jìn)行統計、分析、計算，將數據進(jìn)行定時(shí)存儲。對同用電單位不同時(shí)期、不同用電單位同一時(shí)期用電量進(jìn)行統計；作為電費的管理平臺，與實(shí)際發(fā)生電費進(jìn)行比較。

清晰的反映整個(gè)企業(yè)各個(gè)部門(mén)的用電構成，幫助企業(yè)建立合理的用電管理考核制度，對不同的班組、不同車(chē)間分別設計用電管理報表。對于各用電設備使用時(shí)間進(jìn)行統計，計算出各設備單位時(shí)間耗能，為今后能源改造提供數據依據。

電能報表實(shí)現了實(shí)現了所有電能數據的按時(shí)間查詢(xún)，分為分鐘、小時(shí)、日、月年等多種類(lèi)型，通過(guò)電能管理報表，對各分線(xiàn)電能分別計量統計并與總進(jìn)線(xiàn)進(jìn)行匹配，建立完整的電能計量體系，找出用電管理的盲區、誤區。電能匯總如圖2所示

圖2

畫(huà)面顯示

19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統各種信息畫(huà)面，包括廠(chǎng)區平面圖、一次配電系統圖、實(shí)時(shí)參數顯示、負荷趨勢查詢(xún)、設備運行時(shí)間、事件報警等。

圖3所示為傳染病房低壓一次配電系統圖：

圖3

用電趨勢

對任何測量參數繪制趨勢圖：如電流、電壓、功率等。通過(guò)用電曲線(xiàn)圖可以顯示需量的峰值情況，發(fā)現危險地負荷趨勢或系統的剩余容量?？梢詫⒉煌瑫r(shí)間段的負荷曲線(xiàn)進(jìn)行匯總或比較，追蹤每個(gè)用電單位每個(gè)回路所需消耗的電力成本。用電趨勢如圖4所示：

圖4

告警與控制

當出現通訊故障、遙測越限或其他報警信號時(shí)，系統發(fā)出音響提示，并自動(dòng)彈出報警畫(huà)面，報警需操作員確認后方可復位，報警系統記錄入監控數據庫。 當發(fā)生開(kāi)關(guān)變位時(shí)，自動(dòng)推出時(shí)間報警窗和故障相關(guān)畫(huà)面，畫(huà)面中變位開(kāi)關(guān)閃爍，變色提示并在報警框內有漢字提示的報警語(yǔ)句及當前的變位狀態(tài)，并指明變位開(kāi)關(guān)名稱(chēng)，運行編號和性質(zhì)（正常操作或事故跳閘）。 當發(fā)生電流/電壓越*，畫(huà)面閃爍提示，并在報警提示框里顯示當前越限值。 監控系統自動(dòng)存儲歷史數據和歷史事件，用戶(hù)可以按照設備，數據類(lèi)型，時(shí)間段等等項目自定義查詢(xún)。 除計算機報警外，系統還設有專(zhuān)門(mén)的聲光報警器，以提醒值班人員。報警界面如下圖所示：

4結束語(yǔ)

該項目所采用的Acrel300電能管理系統已經(jīng)于2013年正式投入運行，整個(gè)系統運行穩定、安全，極大的方便了用戶(hù)的使用，提供了大量實(shí)時(shí)、準確的電力數據，為管理者進(jìn)行內部計量考核、安全用電做出了只管依據，進(jìn)一步保證了企業(yè)供電系統的科學(xué)性及穩定性，為今后的節能管理的實(shí)施打下了基礎。

作者簡(jiǎn)介：

王海芹，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電能管理，:   :