徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

    摘要：隨著現代科技的發展，用戶端智能供配電系統已成為當今社會發展的必然趨勢，在變電所內安裝相應的智能儀表及系統來實時監控各配電 回路的用電狀態的同時，并計量各個回路的用電量。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、實現了變電所部分供電的無人值守的自動化水平的同時，還了明確用戶的電能使用水平以及電能的具體去向，為用戶節約電力維護成本，后期制定相應的節能改造措施提供直觀的數據依據。現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化和智能化做一簡要介紹。

    0引言

    智能電網是當前國際國內新技術和新產業發展的熱點。根據智能電網研究框架體系，智能電網建設主要抓住發電、輸電、變電、配電、用電和調度六個環節。“配用電”環節即為電網用戶端。用戶端消耗著整個電網80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，全面使用智能儀表以及智能用電管理終端設備，實現電網與用戶的雙向良性互動。

    Acrel-3000電能管理系統正是針對以上趨勢而研發的用戶端電能管理系統。本系統通過對徐匯區看守所變電所內的部分重要回路進行計量，通過對監測回路用電量的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個計量體系用電狀況，找出高能耗點或不合理用能習慣，為有效節約能源，用戶進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關柜的重要回路進行電能計量。看守所內的開關柜共安裝了79只智能電能計量儀表。Acrel-3000電能管理系統通過對智能電能計量儀表的數據采集、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用戶需求

    ①　電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開關狀態等信息。

    ②　對其負載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況

    ③　越限報警，針對客戶的特定回路來設置越限報警

    ④　對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表

    ⑤　報警事件記錄，便于維護人員來根據事件發生的時間性質對電路進行維護。

    ⑥　用戶權限管理，不同等級權限實現不同等級操作。

    3設計方案

    3.1參考標準

    系統的設計滿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 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

    GB/T13730 《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》

    GB2887 《計算站場地技術要求》

    GB/50198-94 《監控系統工程技術規范》

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

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

    DL/T 698.41-2010 《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》

    DL/T 698.42-2010 《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》

    DL/T/814-2002 《配電自動化系統功能規范》

    3.2 系統架構設計

    鑒于徐匯區看守所的建筑規模、性質，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統部根據用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經驗，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位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。將現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數據總線直接鋪設至主機所在的值班室。數據總線通過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，通過軟件進行設備配置、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

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

    4.2使用說明：

    4.2.1運行系統

    軟件的界面可以根據項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶名，輸入相應密碼，則進入查看數據，否則無法查看數據。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，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

    通過本系統的“統計報表—參數抄表”，即可查詢某時刻的電參量。主要的數據包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數，頻率。

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

圖5 參數抄表

    報表打印：打印當前報表的數據；

    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，該報表可以實現系統運行期間的任意時間段內的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，如下圖所示選擇回路，設定開始時間和結束時間，點擊“查詢”按鈕，即可顯示此時間段內的用電量，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

    可以查詢各回路電壓，功率負荷趨勢。可以查看歷史趨勢線；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶。負荷曲線圖如下所示：界面如圖7所示。

圖7 趨勢曲線

    界面內的的功能按鈕包括查詢，實時曲線，打印。

    開始時間:設置曲線開始時刻；

    時間間隔:時間間隔是趨勢圖X軸所代表的時間長度。時間長度必須大于0

    查詢：查詢選擇要查看的曲線，先確定好開始時間和時間跨度，再點擊搜索曲線，即能查到需要的曲線；

    實時曲線：顯示當天0時至24時的曲線；

    量程選擇:即在Y軸方向上進行變換，由于各回路上限不同，為了方便查看，可以通過選擇不同的量程來查看。

    4.2.7實時報警

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

圖8 實時報警

    5 系統常見故障維護

    為方便用戶使用；本系統采用免維護的設計原則；不需要用戶配置運行參數，系統開機后自動進入監控系統；且系統正常運行時不允許退出，以保證監控系統的實時性和穩定性；系統重起后自動進入監控狀態。

    系統由UPS做為后備電源，系統斷電后，；當UPS電源放電完畢后，系統會自動關機；重新上點后，需要重新開啟UPS電源開關，方可重新啟動系統。

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

    6 結束語

    隨著用戶端對節能管理、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，可以實現對徐匯區看守所配電系統實時監控和電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，還可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時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框及報警聲音提示，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解決各個配電回路的具體用電不明的問題，為后期電力系統的維護及制定節能措施提供了真實可靠的依據。

    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，中國電力出版社

    [2]《智能樓宇控制系統的設計與實施技術》， 黎連業、朱衛東、李皓，清華大學出版社

    [3]《智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案》，周中， 北京. 機械工業出版社.

    作者簡介：

    徐霜，本科，從事智能電網用戶端能效管理解決方案工作<