蘇州平江行政中心電能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

繆建梅

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展和家對(duì)發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排的力度加大，電能量的產(chǎn)出和投入比已成為衡量現(xiàn)代化率電廠的重要指標(biāo)。電能管理軟件的應(yīng)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(tǒng)在合肥電廠電能管理中的應(yīng)用，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化電能管理。

關(guān)鍵詞：行政中心；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；電能管理

0 引言

蘇州市平江區(qū)行政服務(wù)中心（以下簡(jiǎn)稱“中心"）是依據(jù)蘇州市平江區(qū)編委[2005]9號(hào)文件，于2011年8月成立并開始啟用，屬平江區(qū)人民派出機(jī)構(gòu)，建筑面積約28000平方米。根據(jù)蘇建科[2007]217號(hào)規(guī)定自2007年9月1日起，新建、改建和擴(kuò)建單體2萬(wàn)m2以上的公共建筑項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)、施工圖審查時(shí)均應(yīng)執(zhí)行家、省有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在電氣部分明確規(guī)定：變電所各出線回路均應(yīng)配置電能計(jì)量裝置，計(jì)量裝置應(yīng)采用數(shù)字式電能表計(jì)，并根據(jù)建筑的類別和檔次，盡量配置通訊接口，以便于構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，并設(shè)管理后臺(tái)；因此作為蘇州市平江區(qū)行政服務(wù)種中心，設(shè)計(jì)了套Acrel-3000電能管理系統(tǒng)。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

平江行政中心總共有三個(gè)變電所，即1#、2#、3#變電所。1#變電所有兩排高壓柜，兩個(gè)變壓器，2#、3#變電所分別有排高壓柜及兩個(gè)變壓器。1#變電所高壓綜保和低壓儀表總計(jì)134塊，2#變電所高壓綜保和低壓儀表總計(jì)151塊，3#變電所高壓綜保和低壓儀表總計(jì)116塊。三個(gè)變電所分別分布在地下室的西北角、正東方向、和西南方向。值班室設(shè)在1#變電所里。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)平江行政中心的高壓和低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控范圍為配電柜的進(jìn)線、出線及所有用電回路，并對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。

其中低壓測(cè)控采用上海安科瑞電氣股份有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的ACR220E網(wǎng)絡(luò)多功能儀表

2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

主站技術(shù)規(guī)范

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

DL/T 698.35-20103-5部分： 電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求

DL/T 698.41-20104-1部分： 通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信

DL/T 698.42-20104-2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(tǒng)功能規(guī)范

GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列

DL/T5137-2001 　 《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

GB2887 計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件

2.2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)采設(shè)計(jì)了套Acrel2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1、圖2所示：

圖1

圖2

圖1 系統(tǒng)總體拓?fù)鋱D；圖2為1#變電所、2#變電所、3#變電所內(nèi)系統(tǒng)總線示意圖。整套電能管理系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等，整個(gè)系統(tǒng)的核心Acrel3000電能管理軟件安裝于電能管理主機(jī)，UPS電源作為不間斷電源，當(dāng)設(shè)備供電出現(xiàn)故障時(shí)，可以保證電能管理主機(jī)正常運(yùn)行，電能數(shù)據(jù)不丟失。電能管理值班室位于1#配電室，配電室內(nèi)各回路均安裝電力儀表負(fù)責(zé)采集各回路中電力參數(shù)。2#、3#配電室內(nèi)電力儀表通過(guò)485接口將數(shù)據(jù)傳輸至本地通訊采集箱內(nèi)智能串口服務(wù)器，并通過(guò)光纖接至電能管理主機(jī)。1#變電所內(nèi)電力儀表直接接至電能管理值班室內(nèi)通訊機(jī)柜內(nèi)智能串口服務(wù)器zui終接入電能管理主機(jī)

整個(gè)配電系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，采用現(xiàn)代通訊技術(shù)，對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的用電狀況進(jìn)行統(tǒng)管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)環(huán)節(jié)、每種設(shè)備的用電量；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用電故障，避免用電的浪費(fèi)。

2.3系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集與管理

配電需要的數(shù)據(jù)采集主要通過(guò)ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表、 PT、CT等裝置，將現(xiàn)場(chǎng)各用電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，包括：電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功電度等遙測(cè)信息及斷路器分合閘狀態(tài)等遙信狀態(tài)進(jìn)行采集。儀表均通過(guò)485總線連接至智能通訊服務(wù)器，并通過(guò)以太網(wǎng)接口接入至電能管理主機(jī)。ACR系列網(wǎng)絡(luò)多功能儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

信息處理

對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)所采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)。對(duì)同用電單位不同時(shí)期、不同用電單位同時(shí)期用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；作為電費(fèi)的管理平臺(tái)，與實(shí)際發(fā)生電費(fèi)進(jìn)行比較；根據(jù)移動(dòng)油機(jī)發(fā)電量，對(duì)消耗燃油進(jìn)行估算。

清晰的反映整棟大樓各個(gè)部門的用電構(gòu)成，建立部門，通過(guò)與部門的比較，發(fā)現(xiàn)偷電、漏電、長(zhǎng)明燈、未使用設(shè)備下電等環(huán)節(jié)；對(duì)不同的節(jié)能方案節(jié)能效果的評(píng)估，有利于有針對(duì)性地選擇節(jié)能措施，還可以作為合同能源管理項(xiàng)目的計(jì)量系統(tǒng)；

電能報(bào)表實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了所有電能數(shù)據(jù)的按時(shí)間查詢，分為分鐘、小時(shí)、日、月年等五種類型；

電能匯總表，所有監(jiān)控設(shè)備電能匯總，按時(shí)間段查詢，自動(dòng)計(jì)算任意時(shí)段用電量；

打印及導(dǎo)出，所有報(bào)表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式導(dǎo)出；電能統(tǒng)計(jì)表格如圖3所示；

圖3

畫面顯示

19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)狀態(tài)、各回路當(dāng)電壓、電流、功率等測(cè)量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)位信息。如圖4所示；

圖4

用電趨勢(shì)

負(fù)荷趨勢(shì)曲線提供了某段時(shí)間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢(shì)，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，可為今后新增部門和設(shè)備提供科學(xué)的用電量估算；通過(guò)分析大樓內(nèi)每個(gè)設(shè)備的用電量和設(shè)備的品牌、型號(hào)、使用年限等設(shè)備詳細(xì)信息來(lái)評(píng)估設(shè)備用電是否合理；通過(guò)大樓內(nèi)各部門用電同比、環(huán)比的報(bào)表分析，得出各設(shè)備用電是否合理； 對(duì)某節(jié)能設(shè)備或技術(shù)在使用定時(shí)間后，評(píng)測(cè)的節(jié)能效率是否與當(dāng)初的預(yù)計(jì)致。用電趨勢(shì)如圖5所示：

圖5

告警與控制

告警的提示和通知模塊可以將日常監(jiān)控系統(tǒng)管理模塊統(tǒng)計(jì)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，對(duì)超出電量定范圍的數(shù)據(jù)，通過(guò)硬件的支持發(fā)出聲光、短信、工單等形式的告警，如圖6示；

圖6

3.結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目所采用的Acrel3000電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2011年6月低正式投入運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全，的方便了用戶的使用，提供了大量實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核做出了只管依據(jù)，為進(jìn)步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

任致程，周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007.4

作者簡(jiǎn)介：繆建梅，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，：，，，：http://it.shacrel.cn