韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

       所謂智能建筑就是采用計算機技術(shù)和通訊技術(shù)對建筑的設備進(jìn)行自動(dòng)監控，對信息資源進(jìn)行管理和為用戶(hù)提供信息服務(wù)等。美國智能建筑研究機構把智能建筑定義為：通過(guò)對建筑物的結構、系統、服務(wù)和管理四個(gè)基本要素以及它們之間的內在聯(lián)系的*優(yōu)組合來(lái)提供一個(gè)投資合理，又具有高效、舒適、便利的環(huán)境。對于建筑管理者來(lái)說(shuō)，智能建筑應當具有一套管理、控制、維護和通信設施，能夠在花費比較少的條件下，有效地進(jìn)行環(huán)境控制、安全檢查、報警監視，能夠實(shí)時(shí)地與城市管理部門(mén)取得聯(lián)系。

       智能電力監控系統利用計算機、計量保護裝置和總線(xiàn)技術(shù)，對中、低壓配電系統的實(shí)時(shí)數據、開(kāi)關(guān)狀態(tài)及遠程控制進(jìn)行了集中，集中管理。該電力監控系統可以為企業(yè)提供“監控一體化"的整體解決方案，主要包括實(shí)時(shí)歷史數據庫、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件、電力自動(dòng)化軟件、“軟"控制策略軟件、通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、OPC產(chǎn)品、Web門(mén)戶(hù)工具等，可以廣泛地應用于企業(yè)信息化、DCS系統、PLC系統、SCADA系統。

 

 

1.智能建筑的發(fā)展歷程

       智能建筑并不是我國的產(chǎn)物，它*早出現在美國，上世紀八十年代中期，由于智能技術(shù)的發(fā)展，美國建筑行業(yè)中出現了新的建筑概念。1984年，美國城市廣場(chǎng)的建成，標志著(zhù)座實(shí)質(zhì)意義的智能建筑產(chǎn)生。從此之后，美國建筑行業(yè)中掀起了一股智能化浪潮，到了九十年代末，美國已經(jīng)實(shí)現百分之七十的辦公大樓智能化。我國的智能建筑同發(fā)達國家相比起步較晚，這一概念是在上世紀九十年代末期引入到中國的，而實(shí)現快速發(fā)展，還是在二十一世紀，隨著(zhù)我國電子技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為職能建筑的建設提供了技術(shù)支持，而且由于國家同世界聯(lián)系的加大和現代化建設的深化，職能建筑的市場(chǎng)龐大，成為我國的一項新興產(chǎn)業(yè)。智能建筑是時(shí)代和科技發(fā)展的要求，也是未來(lái)建筑業(yè)的一大趨勢。

 

2.電力監控自動(dòng)化在智能建筑中的功能發(fā)揮

       (1)在智能建筑中，自動(dòng)化的電力監控系統能夠實(shí)現方便快捷的人機交互。這一系統能夠顯示建筑中的各種電壓網(wǎng)絡(luò )配置線(xiàn)路情況，并且通過(guò)系統對實(shí)現現場(chǎng)畫(huà)面的隨時(shí)切換以及導航輔助。除此之外，這種電力監控系統在運行過(guò)程中能夠進(jìn)行非正常環(huán)節的智能化著(zhù)色，直觀(guān)地反映問(wèn)題。由于數據的處理能力的強大特性，顯示狀況的刷新率高，實(shí)時(shí)性強。這些性能共同組成了友好的監控界面，更有利于人機交互。

       (2)自動(dòng)化電力監控系統可以做到對于智能建筑中各項數據的自動(dòng)采集和自動(dòng)處理。監控系統可以根據實(shí)際需要對建筑中的各項指標(比如電流、頻率、電器運行狀況、溫度等等)實(shí)施定時(shí)或是全時(shí)段的數據采集，并且根據需要和事先設計對數據進(jìn)行自動(dòng)分析和處理，將*后的各項信息傳遞給使用者。并且系統內帶有自動(dòng)儲存功能，方便使用者的調出。

       (3)自動(dòng)化電力監控具有遙信、遙測、遙調、遙控和遙設功能，俗稱(chēng)“五遙"。這是智能建筑中電力監控的重要的系統功能，具有十分強大的控制能力。遙信功能能夠實(shí)現對于開(kāi)關(guān)組的自動(dòng)監控和自動(dòng)預警；遙測能夠實(shí)現對于素具的自動(dòng)分析和處理，并自動(dòng)生成報表；遙調則能夠自動(dòng)調節變壓器；遙控則是實(shí)現自動(dòng)實(shí)行操作的關(guān)鍵；遙設用于遠方修改分散繼電保護裝置的定值以及對各種設備運行狀態(tài)的調整。

 

 

1.常規電力監控系統的運用

       常規監控是指，為了能夠有效地對電力系統中的各個(gè)節點(diǎn)的電流電壓、功率電能、運行狀態(tài)等進(jìn)行數據檢測，參數統計和分析，并能夠實(shí)現預警和自動(dòng)控制，在電力系統中建立的一種監控手段。下面就某高校的電力控制系統進(jìn)行實(shí)際分析。該高校自身?yè)碛辛鶄€(gè)十千伏級別的變電站，每個(gè)變電站有三臺三百八十伏的變壓器，每個(gè)變電站的內部有六十條低壓輸出線(xiàn)。為了能夠保障校區的正常運作，學(xué)校采用了電力監控系統，根據實(shí)際情況將整個(gè)監控系統分為了六個(gè)子工作平臺和對這些平臺實(shí)施遠程控制的監控中心，通過(guò)一百兆的光纖以太網(wǎng)絡(luò )來(lái)進(jìn)行主要通訊，子平臺中運用了modbus總線(xiàn)來(lái)實(shí)行現場(chǎng)監控，在監控中心分別設立進(jìn)行數據采集和分析的服務(wù)器和實(shí)施監控的服務(wù)器。在設備的配置方面，運用了目前較為常規的設備。

 

2.自動(dòng)化電力監控總體運用

       首先在運用前要做好智能建筑的實(shí)際分析，要對建筑中的各項系統有充分的了解，以便獲知建筑對于電力監控的需求；其次要將整個(gè)智能建筑的電力系統實(shí)行劃分，按照不同電壓等級或者是不同分布情況分為若干個(gè)區域，這樣方便自動(dòng)電力監控系統的布置和安裝；要在每個(gè)區域內的每條回路中設置具體的如遙控遙信等裝置。在系統的設計和配置過(guò)程中，要遵循一定的規律，比如對于建筑內中比較重要的電力線(xiàn)路要實(shí)現至少三遙和電能質(zhì)量監視等功能，網(wǎng)絡(luò )和系統的集成要聘用具有專(zhuān)業(yè)集成能力的運營(yíng)商來(lái)進(jìn)行，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化。在電力監控的網(wǎng)絡(luò )構建方面，可以采用MODBUS協(xié)議，它的特點(diǎn)是具有很高的開(kāi)放和通用性，在對建筑中其他系統的接入過(guò)程中不容易產(chǎn)生沖突。網(wǎng)絡(luò )架構也是自動(dòng)化電力監控運用中十分關(guān)鍵的環(huán)節。

 

3.電能質(zhì)量監控運用

       對于一些特殊的智能建筑而言，對于自動(dòng)電力監控系統除了要實(shí)現常規的電力監控外，還要對于一些特別的參數進(jìn)行監控，比如諧波，電壓以及頻率等方面的波動(dòng)進(jìn)行監控，以便滿(mǎn)足特殊建筑的要求。下面就某工業(yè)建筑的該系統運用進(jìn)行介紹和分析，該建筑中一共擁有三條相互獨立的四十千瓦的輸入線(xiàn)，十千瓦母線(xiàn)分段運行，每個(gè)母線(xiàn)中擁有八個(gè)四百伏的變壓器，每個(gè)變壓器中有七十條回線(xiàn)。在整個(gè)系統中，采用的是CM4000電力監控系統，首先要實(shí)現對于電能質(zhì)量的監控，主要是THD的諧波變形和擾動(dòng)監控，其次實(shí)現事件和數據的采集和儲存。

 

 

1.概述

       針對用戶(hù)變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過(guò)微機保護裝置、開(kāi)關(guān)柜綜合測控裝置、電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置、配電室環(huán)境監控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動(dòng)化的綜合監控系統，實(shí)現了變電、配電、用電的安全運行和全面管理。監控范圍包括用戶(hù)變電站、開(kāi)閉所、變電所及配電室等。

       Acrel-2000Z電力監控系統是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統自動(dòng)化及無(wú)人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監控管理系統。該系統是應用電力自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護、監測、控制、通信等功能于一體的開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò )化、單元化、組態(tài)化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農網(wǎng)變電站和用戶(hù)變電站，可實(shí)現對變電站的控制和管理，滿(mǎn)足變電站無(wú)人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經(jīng)濟運行提供了堅實(shí)的保障。

 

2.應用場(chǎng)所

       適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶(hù)端供配電自動(dòng)化系統工程設計、施工和運行維護。

 

3.系統架構

       Acrel-2000Z電力監控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通信層和現場(chǎng)設備層，組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡(luò )結構、光纖星型網(wǎng)絡(luò )結構、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )結構，根據用戶(hù)用電規模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

 

4.系統功能

       4.1實(shí)時(shí)監測：直觀(guān)顯示配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測各回路電參數信息，動(dòng)態(tài)監視各配電回路有關(guān)故障、告警等信號。

 

 

4.2電參量查詢(xún)：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

 

4.3曲線(xiàn)查詢(xún)：可以直接查看各電參量曲線(xiàn)。

 

4.4運行報表：查詢(xún)各回路或設備時(shí)間的運行參數。

 

4.5實(shí)時(shí)告警：具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電回路遙信變位，保護動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

 

4.6歷史事件查詢(xún)：對事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢(xún)統計、事故分析。

 

4.7電能統計報表：系統具備定時(shí)抄表匯總統計功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的用電情況。

 

4.8用戶(hù)權限管理：設置了用戶(hù)權限管理功能，可以定義不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限。

 

4.9網(wǎng)絡(luò )拓撲圖：支持實(shí)時(shí)監視并診斷各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構。

 

4.10電能質(zhì)量監測：可以對整個(gè)配電系統范圍內的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續性的監測。

 

4.11遙控功能：可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。

 

4.12故障錄波：可在系統發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準確地記錄故障前、后過(guò)程的各種電氣量的變化情況。

 

4.13事故追憶：可自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩態(tài)信息。

 

4.14Web訪(fǎng)問(wèn)：展示頁(yè)面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點(diǎn)位數量等概況信息，設備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。

 

4.15APP訪(fǎng)問(wèn)：設備數據頁(yè)面顯示各設備的電參量數據以及曲線(xiàn)。

 

 

5.系統硬件配置

 

四、結語(yǔ)

       綜上所述，從宏觀(guān)方面來(lái)講，智能建筑在國家發(fā)展、行業(yè)轉型中發(fā)揮著(zhù)巨大的作用，它甚至是一個(gè)國家科技文化水平、綜合國力的象征。從微觀(guān)方面來(lái)講，智能建筑能夠幫助人們提高工作效率，提高人們的生活質(zhì)量，改善生活環(huán)境。在國家經(jīng)濟不斷發(fā)展的今天，智能建筑已經(jīng)成為一項新興產(chǎn)業(yè)。智能建筑設計的內部系統很多，它是由各個(gè)不同職能系統組成的整體，其中，自動(dòng)化的電力監控系統是關(guān)鍵，在整體中的作用十分突出，在實(shí)踐運用的過(guò)程要多引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，和其他系統做好銜接，發(fā)揮出其*大的功能。

 

[1]紀.智能建筑電力監控自動(dòng)化的思路形成和實(shí)踐.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.

韓歡慶，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電力監控系統的研發(fā)宇藥業(yè)。