王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：本文以蘭州*司令部工程勘察設計院變配電室電能管理系統為案例，介紹基于A(yíng)crel-3000電能管理系統平臺結合安科瑞電氣股份有限公司生產(chǎn)的智能電力儀表，設計并實(shí)現了一套分散采集集中管理的供配電自動(dòng)化管理系統。本系統通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，對配電房?jì)鹊闹悄軆x表設備實(shí)現遠程精細、實(shí)時(shí)監控，避免使用人工采集數據時(shí)的繁瑣和數據偏差，提高了供配電安全和管理水平，具有安全便捷、簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少、數據保存方便等點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電能管理；智能電力儀表；配電自動(dòng)化；蘭州*；工程勘察設計院；智能配電；監控軟件；

引言

    隨著(zhù)電力行業(yè)市場(chǎng)化改革的推進(jìn)，電能計量裝置異常問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視，但是原有的電能計量監測方法已不能適應形勢需要。傳統電能計量監測手段存在的不足說(shuō)明我們有必要采取新的、自動(dòng)化和信息化程度較高的監測方式，以提高電能計量監測工作水平，控制電能計量裝置異常問(wèn)題，挽回電力企業(yè)以及終端用戶(hù)的損失。

    Acrel-3000系列電能管理系統是安科瑞電氣股份有限公司緊密把握電力系統用戶(hù)的需求，遵循電力系統的標準規范而二次開(kāi)發(fā)的一套具有性強、自動(dòng)化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點(diǎn)的適用于低壓配電系統的電能管理系統。通過(guò)遙測和遙控可以合理調配負荷，實(shí)現化運行，有效節約電能，并有高峰與低谷用電記錄，從而為用電的合理管理提供了數據依據。

    本文以蘭州*司令部工程勘察設計院變配電室電能管理系統為案例，介紹基于A(yíng)crel-3000電能管理系統平臺結合安科瑞電氣股份有限公司生產(chǎn)的智能電力儀表，設計并實(shí)現了一套分散采集集中管理的供配電自動(dòng)化管理系統。

1.項目概況

    蘭州*司令部工程勘察設計院電能管理系統，其監控對象是設計院辦公大樓一層配電室中的31只安科瑞生產(chǎn)的多功能電力儀表，其中進(jìn)線(xiàn)回路采用APMD730系列儀表，數量為1只；重要的出線(xiàn)回路采用ACR220EL/K網(wǎng)絡(luò )電力儀表，數量為1只，普通出線(xiàn)回路采用ACR120EL/K網(wǎng)絡(luò )電力儀表，數量為29只。監控中心也在辦公大樓一層，距離配電室約20米的距離。所有電參量數據由儀表的通訊接口經(jīng)一根RS-485總線(xiàn)傳給上位機，實(shí)現遙測和遙信功能。 

2.系統拓撲結構

    蘭州*司令部工程勘察設計院電能管理系統采用分布式結構，按功能或區域進(jìn)行劃分，模塊化設計。整個(gè)系統一般分為三層，即現場(chǎng)層、中間層、主控層。

    現場(chǎng)層主要任務(wù)是將現場(chǎng)的各種配電系統的運行參數進(jìn)行采集和測量，并將采集和測量的各種數據傳輸給監控系統。其主要設備是：APMD730、ACR220EL/K、ACR120EL/K網(wǎng)絡(luò )電力儀表。上述設備均相互獨立完成各自的功能，不依賴(lài)主控計算機運行，所有儀表都具備RS-485 通信接口，通過(guò)現場(chǎng)的一根RS-485總線(xiàn)將檢測到的各項電參數和狀態(tài)信號實(shí)時(shí)傳輸到中間層的數據處理單元。

    中間層位于現場(chǎng)層與主控層之間，其設備為串口服務(wù)器，現場(chǎng)485總線(xiàn)通過(guò)串口服務(wù)器與后臺主機相連，完成現場(chǎng)層設備與主控計算機之間的網(wǎng)絡(luò )通信聯(lián)接、數據交換。

    主控層位于中控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監控軟件安裝在主控計算機上，通過(guò)軟件的人機界面和各種管理功能實(shí)現對整個(gè)配電系統的實(shí)時(shí)監控。

3.Acrel-3000電能管理系統介紹

    Acrel-3000電力監控組態(tài)軟件是對現場(chǎng)生產(chǎn)數據進(jìn)行采集與過(guò)程控制的軟件，大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統集成，它提供了良好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現和完成監控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò )應用中，所有應用（例如趨勢曲線(xiàn)、報警等）對遠程數據的引用方法與引用本地數據*相同，通過(guò)“組態(tài)”的方式可以縮短自動(dòng)化工程師的系統集成的時(shí)間，提高集成效率。其部分功能介紹如下：

 3.1  模擬一次配電系統實(shí)時(shí)顯示數據

 3.2  故障報警及事故追憶

 3.3  用戶(hù)權限管理

 3.4  運行負荷曲線(xiàn)

 3.5  遠程報表查詢(xún)

 3.6  數據庫建立與查詢(xún)

4.案例客戶(hù)需求及功能實(shí)現

4.1客戶(hù)需求

    本項目后臺監控系統，需要對辦公樓配電室內的31只智能電測儀表進(jìn)行集中監視。具體監控數據為：用電量計量、實(shí)時(shí)測量相電壓、線(xiàn)電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數、頻率等數據，能打印月度用電報表，并有歷史曲線(xiàn)的查詢(xún)功能（時(shí)間不小于30天）、靈活設置值班人員權限管理、各參數及數據通過(guò)RS485總線(xiàn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )送至配電中心的電工值班室（后臺監控中心）。

4.2功能實(shí)現

用戶(hù)權限管理窗口

    針對不同級別的用戶(hù)，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現配電系統的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶(hù)對賬號和權限的修改。

模擬一次配電系統實(shí)時(shí)顯示數據功能窗口

    系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示配電系統設備狀態(tài)及相應實(shí)時(shí)運行參數，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續記錄顯示等。

 故障報警及事故追憶窗口

    在配電系統發(fā)生運行故障時(shí)，會(huì )及時(shí)發(fā)出聲光報警提示用戶(hù)及時(shí)響應故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱(chēng)，以便用戶(hù)查詢(xún)，追憶故障原因。

 運行負荷曲線(xiàn)

    負荷趨勢曲線(xiàn)功能主要負責定時(shí)采集進(jìn)線(xiàn)及重要回路電流和功率負荷參量，自動(dòng)生成運行負荷趨勢曲線(xiàn)的，方便用戶(hù)及時(shí)了解設備的運行負荷狀況。點(diǎn)擊畫(huà)面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)或歷史趨勢線(xiàn)；對所選曲線(xiàn)可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶。

遠程報表查詢(xún)

    配電室各個(gè)回路按照時(shí)間段進(jìn)行歷史數據查詢(xún)。選擇回路后，可選擇時(shí)間間隔、時(shí)間長(cháng)度對該回路進(jìn)行歷史數據查詢(xún)，包括電壓、電流、功率、功率因數和電能等常用數據。查詢(xún)結果可導出成EXCEL表格進(jìn)行保存，也可打印保存。

5.結束語(yǔ)

本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統在蘭州*司令部工程勘察設計院項目中的應用，系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系列電力儀表及系統運行可靠，穩定，為樓宇電能統計數據，為節能提供決策依據取得了較好的社會(huì )效益。

參考文獻：

1）《電力電測數字儀表原理與應用指南》 任致程，周中，電力出版社

2）《變配電所計算機監控系統工程實(shí)例》 黃陽(yáng)，智能建筑電氣技術(shù)，2006年7月5卷3期。