貴陽聯(lián)合廣場電能管理系統(tǒng)的設計及應用

劉細鳳

i安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：隨著企業(yè)改革的不斷深入，對用電管理的現(xiàn)代化水平要求越來越高，能夠快速、準確地獲得各用電環(huán)節(jié)的電能數(shù)據(jù)，用電量分析、負荷管理、運行狀況監(jiān)測、電費自動結(jié)算，提高企業(yè)經(jīng)濟效益的有力手段。為了使監(jiān)控系統(tǒng)斷得到完善，近年來技術(shù)人員對監(jiān)控系統(tǒng)的研究工作逐步增加，并且開始使用新的技術(shù)對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進行改造，為當前各部門化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建提供了幫助。本文通過Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在貴陽聯(lián)合廣場項目中的應用，介紹電能管理系統(tǒng)在企業(yè)用電管理中的應用。

關鍵字：電能管理系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；貴陽聯(lián)合廣場；Acrel-3000；

0 引言

        隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關注電能問題，同時也對電能提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電能管理管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。

        Acrel-3000是利用智能電力監(jiān)測裝置，結(jié)合現(xiàn)場總線及以太網(wǎng)通信技術(shù)，運用計算機和軟件技術(shù)，綜合構(gòu)成的電能管理系統(tǒng)。采用分布式的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對企業(yè)配電終端的管理，實現(xiàn)了對高低壓系統(tǒng)等設備的實時監(jiān)控采集分析電能數(shù)據(jù)。

1 項目概述及建設目標

        貴陽聯(lián)合廣場是由貴陽聯(lián)合置業(yè)有限公司開發(fā)建設的，位于貴陽市老城區(qū)與觀山湖區(qū)交匯處，高新區(qū)核心地段，貴陽火車北站旁，是貴陽市高新區(qū)科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)重點招商引資的項目之。聯(lián)合廣場占地面積46000㎡， 總建筑面積227000㎡，物業(yè)包括寫字樓、LOFT及SOHO商務公寓、商業(yè)，是集商務、辦公、休閑、酒店于體的貴陽主題式商務綜合體。

本項目通過對貴陽聯(lián)合廣場樓層電表箱內(nèi)的安科瑞智能電力儀表進行實時數(shù)據(jù)采集，并通過數(shù)據(jù)處理后實時顯示各用電回路的電壓、電流、功率等信息，利用各回路的用電量定制電能報表。

2 電能管理系統(tǒng)的設計

        在監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。

         本項目的電能管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對商鋪用電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示個商鋪用電回路的運作狀態(tài)，當商鋪的用電負載越標時，電能管理系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動更加，從而保證站內(nèi)人員的生命，提高車站工作人員的工作效率。

        2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        貴陽聯(lián)合廣場電能管理系統(tǒng)建設采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層、現(xiàn)場設備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖所示：

        站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

通訊層使用的設備為串口服務器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。

        現(xiàn)場設備層主要是連接于網(wǎng)絡中用于電參量采集測量的各類型的安科瑞PZ72L-E4/C儀表，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置居正的電能表，實現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。

        2.2 網(wǎng)絡設計

         電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎。把現(xiàn)場每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入串口服務器，來實現(xiàn)與主機的傳遞。

本項目的網(wǎng)絡設計為：配電房內(nèi)設計個數(shù)據(jù)采集箱，電力儀表通過RS485總線接入數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器，通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為光信號，通過光纖傳輸?shù)街蛋嗍覂?nèi)，再通過值班室內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換器接入站控層內(nèi)的監(jiān)控主機。

        2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計

        系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

        2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理

        數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進行采集，開關量的采集則主要是對斷路器的工作狀態(tài)，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

          2.3.2數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計

         電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。

         2.3.3電流曲線查詢

         電能管理系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線回路（或重要負荷的出線）設計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調(diào)整需量申報，減少因需

量偏差過大造成的多余繳費。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負荷等情況，便于工作人員解決。

         2.3.4用戶權(quán)限管理

         電能管理系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)穩(wěn)定運行，用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行維護管理通過可靠的保障。 

3 建設電能管理系統(tǒng)的意義

         隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，電能管理系統(tǒng)已成為全各地工程項目、工業(yè)企業(yè)等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在貴陽聯(lián)合廣場項目的應用，可以實現(xiàn)對商鋪用電回路用電的實時監(jiān)控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，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)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示，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。該系統(tǒng)運行、可靠、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的經(jīng)濟效益。［2］   

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007. 4

[2] .周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電能管理與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10