王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：隨著(zhù)現代科技的發(fā)展，用戶(hù)端智能供配電系統已成為當今社會(huì )發(fā)展的必然趨勢，在變電所內安裝相應的智能儀表及系統來(lái)實(shí)時(shí)監控各配電 回路的用電狀態(tài)的同時(shí)，并計量各個(gè)回路的用電量。在提高了供配電系統的安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實(shí)現了變電所部分供電的無(wú)人值守的自動(dòng)化水平的同時(shí)，還了明確用戶(hù)的電能使用水平以及電能的具體去向，為用戶(hù)節約電力維護成本，后期制定相應的節能改造措施提供直觀(guān)的數據依據?，F就徐匯區看守所項目中使用的Acrel-3000電能管理系統對供配電方面的自動(dòng)化和智能化做一簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：徐匯區看守所 電能管理  無(wú)人值守  節能改造  智能配電系統  配電自動(dòng)化

0引言

    智能電網(wǎng)是當前新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。根據智能電網(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、用電和調度六個(gè)環(huán)節。“配用電”環(huán)節即為電網(wǎng)用戶(hù)端。用戶(hù)端消耗著(zhù)整個(gè)電網(wǎng)80%的電能，用戶(hù)端智能化用電管理對用戶(hù)可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務(wù)體系，使用智能儀表以及智能用電管理終端設備，實(shí)現電網(wǎng)與用戶(hù)的雙向良性互動(dòng)。

    Acrel-3000電能管理系統正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶(hù)端電能管理系統。本系統通過(guò)對徐匯區看守所變電所內的部分重要回路進(jìn)行計量，通過(guò)對監測回路用電量的實(shí)時(shí)計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來(lái)顯示整個(gè)計量體系用電狀況，找出高能耗點(diǎn)或不合理用能習慣，為有效節約能源，用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。

    本文以徐匯區看守所為例，簡(jiǎn)單介紹Acrel-3000電能管理系統在徐匯區看守所配電系統中的應用。

1項目介紹

    上海徐匯區看守項目主要是針對看守所內的開(kāi)關(guān)柜的重要回路進(jìn)行電能計量?？词厮鶅鹊拈_(kāi)關(guān)柜共安裝了79只智能電能計量?jì)x表。Acrel-3000電能管理系統通過(guò)對智能電能計量?jì)x表的數據采集、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(hù)需求

    ①　電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀(guān)動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱(chēng)、CT變比、電流越限值及開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息。

    ②　對其負載繪制電流趨勢曲線(xiàn)，便于分析該回路配電運行工況

    ③　越限報警，針對客戶(hù)的特定回路來(lái)設置越限報警

    ④　對各回路的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶(hù)管理需求的用電報表

    ⑤　報警事件記錄，便于維護人員來(lái)根據事件發(fā)生的時(shí)間性質(zhì)對電路進(jìn)行維護。

    ⑥　用戶(hù)權限管理，不同等級權限實(shí)現不同等級操作。

3設計方案

3.1參考標準

   系統的設計滿(mǎn)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范》

   GB/J63-90           《電力裝置的電測量?jì)x表裝置設計規范》

   GB/T13730           《地區電網(wǎng)數據采集與監控系統通用技術(shù)條件》

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

   GB/50198-94         《監控系統工程技術(shù)規范》

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

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

   DL/T 698.41-2010    《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    《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)化系統功能規范》

3.2 系統架構設計

    鑒于徐匯區看守所的建筑規模、性質(zhì)，以及后續項目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統部根據用戶(hù)的幾點(diǎn)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的搭建做以下設計：徐匯區看守所所有監控點(diǎn)位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協(xié)議。將現場(chǎng)安裝的智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)以手拉手式相連，數據總線(xiàn)直接鋪設至主機所在的值班室。數據總線(xiàn)通過(guò)數據采集器將數據傳輸至系統主機。系統示意圖1所示。

圖1

4 系統功能

    上位機軟件采用Acrel-3000電能管理系統，通過(guò)軟件進(jìn)行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。

4.1 功能特點(diǎn)

    Acrel-3000電能管理系統采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運行穩定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應快捷按鈕即可進(jìn)入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò )結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀(guān)，方便用戶(hù)查閱。

4.2使用說(shuō)明：

4.2.1運行系統

     軟件的界面可以根據項目的特點(diǎn)和客戶(hù)的要求來(lái)設計。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶(hù)名，輸入相應密碼，則進(jìn)入查看數據，否則無(wú)法查看數據。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 監測詳圖

     監測詳圖反應了樓層的配電回路名稱(chēng)，相應的配電體系以及回路的主要電參量。主要的數據包括：柜體編號，三相電流，吸收有功電能。界面如圖4所示。

圖4 監測詳圖

4.2.4參數抄表

    通過(guò)本系統的“統計報表—參數抄表”，即可查詢(xún)某時(shí)刻的電參量。主要的數據包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無(wú)功功率，功率補償因數，頻率。

    該報表可以實(shí)現系統運行期間的任意時(shí)間抄表等功能，將每塊電表的顯示數據以報表形式呈現，選擇相應的柜體，再選擇要查詢(xún)的時(shí)間，即可顯示電壓，電流，有功功率，無(wú)功功率，功率補償因數，頻率。界面如圖5所示

圖5 參數抄表

    報表打?。捍蛴‘斍皥蟊淼臄祿?；

    數據保存：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控回路，點(diǎn)擊菜單欄上的“統計報表—電能報表”，對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以實(shí)現系統運行期間的任意時(shí)間段內的月抄表，日抄表，小時(shí)抄表等功能，如下圖所示選擇回路，設定開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，點(diǎn)擊“查詢(xún)”按鈕，即可顯示此時(shí)間段內的用電量，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(xiàn)

    可以查詢(xún)各回路電壓，功率負荷趨勢?？梢圆榭礆v史趨勢線(xiàn)；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶。負荷曲線(xiàn)圖如下所示：界面如圖7所示。

圖7 趨勢曲線(xiàn)

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

    開(kāi)始時(shí)間:設置曲線(xiàn)開(kāi)始時(shí)刻；

    時(shí)間間隔:時(shí)間間隔是趨勢圖X軸所代表的時(shí)間長(cháng)度。時(shí)間長(cháng)度大于0

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

    實(shí)時(shí)曲線(xiàn)：顯示當天0時(shí)至24時(shí)的曲線(xiàn)；

    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(guò)選擇不同的量程來(lái)查看。

4.2.7實(shí)時(shí)報警

    本系統還針對主要電參量的遙測量（包括進(jìn)線(xiàn)回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線(xiàn)回路的電流越線(xiàn)報警）。也能點(diǎn)擊打開(kāi)歷史報警調出歷史報警界面。界面如圖8所示。

圖8 實(shí)時(shí)報警

5 系統常見(jiàn)故障維護

    為方便用戶(hù)使用；本系統采用免維護的設計原則；不需要用戶(hù)配置運行參數，系統開(kāi)機后自動(dòng)進(jìn)入監控系統；且系統正常運行時(shí)不允許退出，以保證監控系統的實(shí)時(shí)性和穩定性；系統重起后自動(dòng)進(jìn)入監控狀態(tài)。

    系統由UPS做為后備電源，系統斷電后，；當UPS電源放電完畢后，系統會(huì )自動(dòng)關(guān)機；重新上點(diǎn)后，需要重新開(kāi)啟UPS電源開(kāi)關(guān)，方可重新啟動(dòng)系統。

    系統安裝資料均在監控主機的E盤(pán)內進(jìn)行了數據備份；以備重新安裝系統時(shí)使用；主要資料有：計算機硬件驅動(dòng)；通訊服務(wù)器驅動(dòng)；打印機驅動(dòng)；ACREL-3000系統軟件安裝文件；工程文件；儀表說(shuō)明書(shū)；數據字典；系統使用及維護手冊等資料。

6 結束語(yǔ)

    隨著(zhù)用戶(hù)端對節能管理、用能考核等需求的提高。電能管理系統已成為配電端用戶(hù)的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在徐匯區看守所項目中的應用，可以實(shí)現對徐匯區看守所配電系統實(shí)時(shí)監控和電能管理，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、計算機等組成電能管理系統。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內各配電回路的電能使用狀況、負載越限具有彈出報警對話(huà)框及報警聲音提示，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、研究制定相應的用能考核機制。該系統運行安全、可靠、穩定，為配電系統終端用戶(hù)解決各個(gè)配電回路的具體用電不明的問(wèn)題，為后期電力系統的維護及制定節能措施提供了真實(shí)可靠的依據。

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]《智能樓宇控制系統的設計與實(shí)施技術(shù)》， 黎連業(yè)、朱衛東、李皓，清華大學(xué)出版社

[3]《智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控與電能管理系統產(chǎn)品選型及解決方案》，周中， 北京. 機械工業(yè)出版社.