何花

 安(ān)科瑞電(diàn)氣股(gǔ)份有限(xiàn)公(gōng)司(sī)，上海 嘉定 201801；

摘(zhāi)要：隨(suí)著(zhuó)企(qǐ)業(yè)改(gǎi)革(gé)的(dí)不斷深入，對用電管理的現(xiàn)代(dài)化水(shuǐ)平要(yào)求越來越高(gāo)，能夠(gòu)快速，準確(què)地獲(huò)得各用電(diàn)環(huán)節的電(diàn)能數(shù)據(jù)，用電量分(fēn)析，負(fù)荷管理(lǐ)，運行(háng)狀況監測，電費自(zì)動(dòng)結(jié)算(suàn)，提(tí)高(gāo)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有(yǒu)力手段。為了(liǎo)使(shǐ)監控(kòng)係統(tǒng)斷(duàn)得(dé)到*，近年(nián)來(lái)技術人員(yuán)對監(jiān)控係統(tǒng)的研究(jiū)工作逐步(bù)增加(jiā)，並且開始使用新的技術對現有(yǒu)的監(jiān)控係(xì)統進行(háng)改(gǎi)造(zào)，為當各部(bù)門化(huà)監控(kòng)係統(tǒng)的構建(jiàn)提供了(liǎo)極(jí)大幫(bāng)助。現就北京(jīng)外(wài)交(jiāo)學院項(xiàng)目(mù)中(zhōng)使用(yòng)的(dí)ACREL-3000電(diàn)能(néng)管理係統(tǒng)對用(yòng)戶側(cè)用能智(zhì)能(néng)化(huà)做一(yī)簡要介紹。

關(guān)鍵詞(cí)：北(běi)京(jīng)外(wài)交(jiāo)學(xué)院;Acrel-3000型；電能(néng)管理係統；

 0，概(gài)述(shù)

  本(běn)項目為北京(jīng)外(wài)交學院項目(mù)北京外(wài)交學(xué)院電能管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)。根據電(diàn)能(néng)管理(lǐ)的(dí)要求，需要(yào)對北(běi)京(jīng)外交學院電(diàn)能進項(xiàng)管理(lǐ)監測(cè)，達(dá)到安全(quán)用電，節(jié)約資源(yuán)和(hé)保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“安全用(yòng)電，經濟(jì)用電，有序(xù)用電，智(zhì)能用(yòng)電(diàn)”的用電目(mù)標。

  Acrel-3000電能管(guǎn)理係統(tǒng)，充(chōng)分利用了(liǎo)現(xiàn)代電(diàn)子(zǐ)技(jì)術(shù)，計算機技術(shù)，網絡技(jì)術(shù)和(hé)現(xiàn)場總(zǒng)綫技術的發展(zhǎn)，對配電(diàn)係統進行(háng)分(fēn)散數(shù)據(jù)采集和(hé)集中監(jiān)控管理。對(duì)配電(diàn)係(xì)統(tǒng)的二次(cì)設備進行(háng)組網，通(tōng)過(guò)計算(suàn)機(jī)和通訊網絡將分散的配電櫃的電(diàn)力儀(yí)表連(lián)接為(wéi)一個有(yǒu)機的(dí)整(zhěng)體，實(shí)現各用電回路的遠(yuǎn)程(chéng)監測(cè)和(hé)集中(zhōng)管理。

1，係(xì)統(tǒng)結構描述(shù)

  本監控係統主要(yào)實現北(běi)京外交學院(yuàn)項(xiàng)目(mù)配(pèi)電係(xì)統進行(háng)用電(diàn)監(jiān)測；監控(kòng)範圍為(wéi)2個校區(qū)包括教(jiào)學樓，辦公樓，學生宿舍(shě)，圖(tú)書館(guǎn)，食堂等15棟(dòng)建(jiàn)築的低壓(yā)儀(yí)表。該係統總計(jì)有(yǒu)470隻(zhī)儀(yí)表(biǎo)，分15個采集區(qū)域，42條總綫，分(fēn)別匯(huì)集(jí)zui終(zhōng)通(tōng)過校園局(jú)域(yù)網(wǎng)聯到通訊(xùn)機房的監控主機(jī)，實(shí)現數據的(dí)采(cǎi)集(jí)與(yǔ)管理(lǐ)。

  本(běn)監控係統(tǒng)采用(yòng)分(fēn)層(céng)分(fēn)布(bù)式(shì)結構，即(jí)站(zhàn)控層，通(tōng)訊層與設(shè)備層；如(rú)圖(tú)（1）所示：

圖(tú)（1）網絡拓撲(pū)圖(tú)

  設備層(céng)主(zhǔ)要(yào)為：多(duō)功能網(wǎng)絡(luò)電力儀(yí)表。這些裝(zhuāng)置分(fēn)別對(duì)應(yīng)相(xiāng)應的(dí)一次設備安(ān)裝(zhuāng)在電(diàn)氣櫃內，這(zhè)些裝置均采用(yòng)RS485通(tōng)訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總綫組(zǔ)網通訊(xùn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據現(xiàn)場(cháng)采(cǎi)集。

   網絡通(tōng)訊(xùn)層主要為：串口轉(zhuǎn)換隔離器(qì)，其(qí)主要(yào)功(gōng)能(néng)為把分散(sàn)在現場采集裝置集(jí)中采集，同(tóng)時傳至(zhì)站控(kòng)層(céng)，完成現場(cháng)層(céng)和站控層之間的數據交互(hù)。

  站(zhàn)控管理層(céng)：設有(yǒu)高性能工(gōng)業計算(suàn)機(jī)，顯示(shì)器，UPS電源(yuán)，打印機(jī)等(děng)設備(bèi)。監控係(xì)統安裝在計算機(jī)上(shàng)，集中(zhōng)采(cǎi)集顯(xiǎn)示現場(cháng)設備運行狀況(kuàng)，以人機(jī)交(jiāo)互的形式顯示給(gěi)用戶(hù)。

  以上網(wǎng)絡儀表均(jūn)采(cǎi)用(yòng)RS485接口和(hé)MODBUS-RTU通訊(xùn)協議(yì)，RS485采用屏蔽綫(xiàn)傳(chuán)輸，一(yī)般都采(cǎi)用兩(liǎng)根連綫，接綫簡(jiǎn)單(dān)方便；通(tōng)訊(xùn)接(jiē)口是半(bàn)雙工通信即通信的(dí)雙方都可以(yǐ)接收，發送數據但(dàn)是在(zài)同(tóng)一(yī)時刻(kè)隻能(néng)發送或接收(shōu)數據，數據zui高傳輸(shū)速率(shuài)為10Mbps。RS485接口是采用平(píng)衡(héng)驅動器(qì)和(hé)差分(fēn)接收器的組合，抗噪聲(shēng)幹擾能力增強(qiáng)。

2，電(diàn)能管理係統(tǒng)主要功能

2.1  數據采集與(yǔ)處理

  數據采集是(shì)配(pèi)電(diàn)監(jiān)控的基礎，數據(jù)采集(jí)主要(yào)由底層(céng)多功(gōng)能(néng)網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成(chéng)，實現(xiàn)遠程數(shù)據的本地(dì)實(shí)時(shí)顯示。需要(yào)完(wán)成采(cǎi)集的(dí)信號包括：三(sān)相電(diàn)壓(yā)U，三(sān)相電流(liú)I，頻率Hz，功率P，功(gōng)率因數(shù)COSφ，電度(dù)Epi，通訊(xùn)設備(bèi)運行狀態(tài)等數據(jù)。

  數(shù)據處理(lǐ)主要是(shì)把(bǎ)按要(yào)求采集到的電參量(liáng)實時準(zhǔn)確的顯示給用戶(hù)，達到(dào)配電監(jiān)控(kòng)的自動化化和(hé)智能(néng)化(huà)要(yào)求，同時把(bǎ)采集到的數據存(cún)入數據庫(kù)供用戶(hù)查詢(xún)。

2.2  人機交(jiāo)互

  係(xì)統提供(gōng)簡單(dān)，易(yì)用(yòng)，良(liáng)好的(dí)用戶(hù)使(shǐ)用界麵(miàn)。采用全中文(wén)界(jiè)麵(miàn)，CAD圖形顯示(shì)低(dī)壓(yā)配電係(xì)統電(diàn)氣(qì)一(yī)次(cì)主接(jiē)綫圖，顯示配(pèi)電係統設備(bèi)狀(zhuàng)態(tài)及相(xiāng)應實(shí)時運行參數，畫麵定(dìng)時輪巡切(qiē)換；畫麵(miàn)實時(shí)動(dòng)態刷(shuā)新；模(mó)擬(nǐ)量顯示；開關(guān)量顯示；連(lián)續記錄顯(xiǎn)示等(děng)。

2.3  歷(lì)史(shǐ)事件(jiàn)

  歷史(shǐ)事件查看界(jiè)麵(miàn)主要(yào)為用戶查看(kàn)曾經發生過(guò)的故(gù)障(zhàng)記錄，信號記(jì)錄，操作(zuò)記錄，越(yuè)限(xiàn)記錄(lù)提(tí)供方便(biàn)友(yǒu)好(hǎo)的人(rén)機交互，通過歷(lì)史事件查(chá)看(kàn)平台(tái)，您可以根據(jù)自己(jǐ)的(dí)要(yào)求(qiú)和查(chá)詢(xún)條件方便定位(wèi)您所要(yào)查看的歷(lì)史事件(jiàn)，為您把握整(zhěng)個(gè)係統(tǒng)的運(yùn)行情況提供(gōng)了良(liáng)好(hǎo)的軟件支持。

2.4  數據(jù)庫(kù)建立與查(chá)詢(xún)

  主要完成遙(yáo)測量和遙(yáo)信(xìn)量定時采集，並且(qiě)建(jiàn)立(lì)數據庫，定期(qī)生成報(bào)表，以供用戶(hù)查詢打(dǎ)印。

2.5  用戶權(quán)限管理

  針對(duì)不(bù)同級(jí)別的用(yòng)戶，設(shè)置不(bù)同的權限組，防止(zhǐ)因(yīn)人為誤(wù)操(cāo)作給(gěi)生(shēng)產，生(shēng)活(huó)帶來(lái)的損失(shī)，實(shí)現配電係統的安全，可靠(kào)運(yùn)行。可(kě)以(yǐ)通過用戶(hù)管(guǎn)理(lǐ)進行用(yòng)戶登錄(lù)，用(yòng)戶注銷(xiāo)，修改(gǎi)密碼，添加(jiā)刪(shān)除等操作(zuò)，方(fāng)便用戶對(duì)賬(zhàng)號(hào)和(hé)權限的(dí)修(xiū)改(gǎi)。

2.6  運(yùn)行負荷(hé)曲(qū)綫

  負(fù)荷趨勢曲綫(xiàn)功能主(zhǔ)要負責(zé)定(dìng)時采集(jí)進綫及重(zhòng)要回路電流(liú)和功(gōng)率負(fù)荷參(cān)量，自動生成運行負荷趨勢(shì)曲綫的，方(fāng)便(biàn)用(yòng)戶(hù)及時(shí)了解(jiě)設備的運(yùn)行負(fù)荷狀況(kuàng)。點(diǎn)擊畫麵相應按鈕(niǔ)或菜單項可(kě)以完成(chéng)相(xiāng)應功(gōng)能的(dí)切換；可以(yǐ)查看(kàn)實(shí)時趨(qū)勢(shì)曲綫或歷(lì)史(shǐ)趨勢(shì)綫；對所選(xuǎn)曲(qū)綫(xiàn)可以進(jìn)行平(píng)移(yí)，縮(suō)放(fàng)，量程變換等(děng)操(cāo)作，幫(bāng)助(zhù)用(yòng)戶(hù)進(jìn)綫(xiàn)趨勢(shì)分(fēn)析和故障(zhàng)追(zhuī)憶(yì)，為分析整個(gè)係統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方(fāng)便的軟件支(zhī)持(chí)。

2.7  遠程(chéng)報表查詢

  報表管(guǎn)理(lǐ)程(chéng)序的(dí)主要(yào)功(gōng)能是(shì)根據用(yòng)戶(hù)的需(xū)要設計(jì)報(bào)表樣式，把係統中(zhōng)處理的數據經過篩選，組(zǔ)合(hé)和(hé)統(tǒng)計生成用(yòng)戶需(xū)要的(dí)報表(biǎo)數(shù)據(jù)。本程序還可(kě)以(yǐ)根據用戶(hù)的需要對報表(biǎo)文件(jiàn)采用(yòng)定時(shí)保(bǎo)存，打印。同(tóng)時本(běn)程序還向(xiàng)用(yòng)戶提供了對生成的報表文(wén)件管(guǎn)理功能(néng)。

  報表具(jù)有自由設(shè)置(zhì)查詢(xún)時間(jiān)實現(xiàn)日(rì)，月，年(nián)的(dí)電能(néng)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據導(dǎo)出和(hé)報(bào)表打印等(děng)功(gōng)能。

3， 案(àn)例分(fēn)析

  北(běi)京(jīng)外(wài)交學(xué)院(yuàn)項目包含(hán)15棟(dòng)建築(zhù)，本項目針(zhēn)對這15棟(dòng)樓的配電係(xì)統進行(háng)電能監(jiān)測(cè)管理。

  配(pèi)電(diàn)櫃(guì)進(jìn)出綫回路(lù)采用多功(gōng)能儀表(biǎo)，是針(zhēn)對電力(lì)係統，工(gōng)礦(kuàng)企業(yè)，公共設(shè)施，智(zhì)能大廈的電(diàn)力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)電力儀表(biǎo)，它能測(cè)量(liáng)常(cháng)規電力參數，如(rú)：三相電壓，電流，有功功率，無(wú)功功(gōng)率(shuài)，功率因(yīn)數(shù)，頻率(shuài)，有(yǒu)功電度，無功電(diàn)度等(děng)多種(zhǒng)電(diàn)參(cān)量(liáng)。該係列網絡(luò)電力(lì)儀(yí)表主(zhǔ)要應用(yòng)於變(biàn)電站自動化，配電網自動化，小(xiǎo)區(qū)電力監(jiān)控，工(gōng)業自動化(huà)，能源管理(lǐ)係統(tǒng)及智能(néng)建築(zhù)等領域(yù)。

  低(dī)壓(yā)配電一次圖(tú)見圖（2），功(gōng)能有電(diàn)量遙測(cè)主(zhǔ)要監(jiān)測運行設(shè)備的(dí)電參(cān)量，其中包括：綫(xiàn)三相電(diàn)壓，電(diàn)流，功(gōng)率，功(gōng)率(shuài)因數(shù)，電(diàn)能，頻(pín)率(shuài)等電參(cān)量及配出(chū)回路的三相電流(liú)；遙信功能實(shí)現顯示現(xiàn)場設備的運(yùn)行(háng)狀態(tài)，主(zhǔ)要(yào)包括(kuò)：開關的(dí)分(fēn)，合(hé)閘(zhá)運行(háng)狀態(tài)和(hé)通訊故障(zhàng)報警；斷路(lù)器(qì)變(biàn)位時(shí)會發(fā)出(chū)報警(jǐng)信號，提醒(xǐng)用戶(hù)及時(shí)處理故障(zhàng)。

 圖(tú)（2）低壓配(pèi)電一次(cì)圖

  遙信和(hé)遙測報(bào)警功(gōng)能，主要完成對(duì)低壓各出(chū)綫(xiàn)回路的(dí)開關(guān)運行狀(zhuàng)態(tài)和負載進(jìn)綫(xiàn)監(jiān)控，對(duì)開關變(biàn)位和負載越限(xiàn)彈(dàn)出報警(jǐng)界(jiè)麵(miàn)，指示(shì)具(jù)體(tǐ)的(dí)報警位(wèi)置並聲(shēng)音報(bào)警(jǐng)，提醒(xǐng)值班(bān)人(rén)員及時(shí)處理(lǐ)。具(jù)備實時查詢功能，見(jiàn)圖（3）。

 圖（3） 遙(yáo)信報警信息

  參數抄(chāo)表(biǎo)功(gōng)能(néng)，主要對低(dī)壓(yā)各(gè)出(chū)綫回路的電(diàn)參數(shù)進(jìn)綫(xiàn)查詢。支(zhī)持(chí)任(rèn)意時刻電(diàn)參數查(chá)詢，具備數(shù)據導(dǎo)出(chū)和報表(biǎo)打印等功能。該報表查詢低(dī)壓(yā)回(huí)路的(dí)電(diàn)參(cān)數，主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括：三(sān)相(xiāng)電壓，電流，功率因(yīn)數，有功功(gōng)率(shuài)和有(yǒu)功電度。該(gāi)報表(biǎo)各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方(fāng)便(biàn)用(yòng)戶修改回路名(míng)稱(chēng)。見圖(tú)（4）。

 圖(tú)（4） 參(cān)數(shù)抄表(biǎo)

  用電量(liáng)報表(biǎo)功能(néng)，可選擇(zé)時間(jiān)段進(jìn)行(háng)查詢，支(zhī)持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢(xún)，具備數據導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為(wéi)值(zhí)班人員提供(gōng)了可靠的(dí)電能(néng)報(bào)表。該(gāi)報表(biǎo)各回路名稱(chēng)和數(shù)據庫關聯(lián)，方便用戶修改回路(lù)名(míng)稱。如(rú)下圖所示(shì)，顯示某段時(shí)間(jiān)內(nèi)的各(gè)配電回路的用(yòng)電量，用戶(hù)可(kě)以直(zhí)接(jiē)打印(yìn)報表，可以(yǐ)以EXCEL格式另存(cún)到(dào)其他位置(zhì)。 見圖（5）。

 圖（5） 電能(néng)報表

  負荷趨勢曲綫界麵中(zhōng)可直觀的查看回路(lù)的(dí)負(fù)荷(hé)運行(háng)情(qíng)況(kuàng)。查看(kàn)實時(shí)和歷(lì)史趨勢曲綫，點擊畫麵相(xiāng)應按鈕或菜(cài)單(dān)項可以完成(chéng)相(xiāng)應功能(néng)的切(qiē)換；幫(bāng)助(zhù)用戶(hù)進(jìn)行(háng)趨勢(shì)分析和(hé)故障追(zhuī)憶，具(jù)備曲綫打(dǎ)印(yìn)功(gōng)能。為(wéi)分析整個(gè)係(xì)統的(dí)運(yùn)行(háng)狀況提(tí)供(gōng)了(liǎo)直觀(guān)而(ér)方便(biàn)的軟件支持(chí)。見圖（6）。

圖(tú)（6） 電流曲(qū)綫

  係統(tǒng)通(tōng)訊(xùn)結構示意圖，主要(yào)顯(xiǎn)示係統的組(zǔ)網(wǎng)結(jié)構，係(xì)統采(cǎi)用分(fēn)層(céng)分(fēn)布式結構，同時(shí)監(jiān)測(cè)間(jiān)隔(gé)層(céng)設(shè)備(bèi)的(dí)通信狀態。紅(hóng)色表示(shì)通訊正(zhèng)常，綠(lǜ)色表示通訊故障。見(jiàn)圖(tú)（7）。

 圖(tú)（7）係統通(tōng)訊結(jié)構示(shì)意(yì)圖

4，結束語

  隨著社會(huì)的發展(zhǎn)及(jí)電力的廣泛應用，電(diàn)能管理(lǐ)係(xì)統已(yǐ)成(chéng)為(wéi)全(quán)國(guó)各地工程項目(mù)，標(biāo)誌性建築/大(dà)型公共設施等大麵(miàn)積多變電所(suǒ)用戶的(dí)必然(rán)選擇，本文介(jiè)紹的Acrel-3000電(diàn)能管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統在北京外(wài)交(jiāo)學院項目的應用，可(kě)以實現(xiàn)對配電(diàn)低壓配(pèi)電(diàn)回路(lù)用(yòng)電的實(shí)時(shí)監測(cè)與電(diàn)能管(guǎn)理，不僅能顯(xiǎn)示(shì)回(huí)路用(yòng)電(diàn)狀(zhuàng)況，還具有(yǒu)網絡通訊功能(néng)，可以與串口(kǒu)服務(wù)器(qì)，計(jì)算(suàn)機等(děng)組成電能管理係(xì)統(tǒng)。係統實(shí)現(xiàn)對采(cǎi)集數據(jù)的(dí)分(fēn)析(xī)，處理，實(shí)時顯示(shì)變(biàn)電所內各配電回(huí)路的(dí)運行(háng)狀態(tài)，並生成(chéng)各(gè)種電(diàn)能(néng)報表，分析曲(qū)綫，圖(tú)形(xíng)等(děng)，便於電能(néng)的遠(yuǎn)程(chéng)抄表以(yǐ)及(jí)分(fēn)析(xī)，研(yán)究。該係統運行安全(quán)，可靠，穩定，為(wéi)變電所(suǒ)用(yòng)戶解決用(yòng)電問題提供了(liǎo)真實可(kě)靠(kào)的依據(jù)，取(qǔ)得(dé)了較(jiào)好(hǎo)的社(shè)會(huì)效(xiào)益(yì)。［2］