何花

 安(ān)科(kē)瑞(ruì)電氣(qì)股份有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī)，上(shàng)海 嘉(jiā)定 201801；

摘要(yào)：介紹廣(guǎng)饒(ráo)尚能(néng)時(shí)代電(diàn)能管理係統，采(cǎi)用(yòng)智能電力(lì)儀表(biǎo)采集配電現場(cháng)的各(gè)種電參量和(hé)開關(guān)信號。係統采(cǎi)用現場就(jiù)地組(zǔ)網的方(fāng)式(shì)，組網(wǎng)後通過(guò)現場(cháng)總綫(xiàn)通訊並遠傳(chuán)至後台(tái)，通過(guò)Acrel-3000型(xíng)電(diàn)能(néng)管理(lǐ)係統(tǒng)實(shí)現變(biàn)電所(suǒ)配電回路用(yòng)電的(dí)實(shí)時監(jiān)控和(hé)電能管理。

關鍵詞：辦(bàn)公(gōng)寫字(zì)樓(lóu); 廣饒尚能時代;變(biàn)電所;智(zhì)能電力儀表;Acrel-3000;電能管理(lǐ)係統

0.概述 

  廣饒尚能時代(dài)項目引入兩路10KV市(shì)電，在1#樓(lóu)設10KV高壓(yā)配(pèi)電(diàn)室(shì)。1#樓有3台10KV/0.4KV變壓器：TM1容量為500KVA，TM2容量為500KVA，TM3容(róng)量(liáng)為(wéi)1000KVA；2#樓有(yǒu)3台10KV/0.4KV變壓(yā)器(qì)：TM1容量為630KVA，TM2容量(liáng)為500KVA，TM3容量為1000KVA。後配出至各(gè)樓層配電箱(xiāng)，用於(yú)空調(tiáo)，照明，動(dòng)力(lì)，特殊等用電。

  Acrel-3000型低壓智能(néng)配電係(xì)統，充(chōng)分利用了(liǎo)現代電子(zǐ)技(jì)術，計算機技(jì)術，網絡(luò)技術和現場(cháng)總(zǒng)綫技術的發(fā)展(zhǎn)，對變(biàn)配電(diàn)係統(tǒng)進(jìn)行分散數據(jù)采集和(hé)集(jí)中監控管理。對配電(diàn)係統(tǒng)的(dí)二次設備進(jìn)行(háng)組(zǔ)網，通過計(jì)算機和(hé)通訊(xùn)網絡，將廣(guǎng)饒尚(shàng)能時代(dài)項目的配電(diàn)所的現(xiàn)場(cháng)設備(bèi)連接為(wéi)一個有機的(dí)整(zhěng)體，實現電(diàn)網(wǎng)運行的遠(yuǎn)程(chéng)監控(kòng)和集(jí)中管理。

1.係(xì)統結(jié)構描(miáo)述

  本(běn)項目(mù)共2個配電室，共有176個PZ80L-E4/KC，14個PZ96L-E4/KC多(duō)功能電(diàn)力儀表(biǎo)。值班(bān)室(shì)位(wèi)於(yú)1#樓(lóu)配(pèi)電室(shì)旁，放置一(yī)台Nport5630-16串口服(fú)務(wù)器。場(cháng)現場儀表(biǎo)經485總綫(xiàn)連(lián)接(jiē)值串(chuàn)口服(fú)務器的任務(wù)，現場串(chuàn)口服務(wù)器由現場的以太(tài)網絡(luò)將(jiāng)數(shù)據(jù)傳(chuán)輸(shū)至(zhì)監(jiān)控(kòng)主(zhǔ)機(jī)上。

  本監控係統(tǒng)采(cǎi)用(yòng)分層(céng)分布(bù)式(shì)結構(gòu)，即(jí)站(zhàn)控層，通訊(xùn)層(céng)與(yǔ)間隔(gé)層；如圖（1）所示：

圖(tú)（1）網絡(luò)拓(tuò)撲(pū)圖(tú)

  間隔設(shè)備層(céng)主(zhǔ)要(yào)為：多功(gōng)能網(wǎng)絡電力儀表(biǎo)，開關量(liáng)，模(mó)擬(nǐ)量采(cǎi)集模塊(kuài)和(hé)智能斷路器(qì)等(děng)。這些(xiē)裝置(zhì)分(fēn)別對應(yīng)相應的一次(cì)設(shè)備安(ān)裝(zhuāng)在(zài)電(diàn)氣(qì)櫃(guì)內，這(zhè)些(xiē)裝(zhuāng)置(zhì)均(jūn)采用RS485通(tōng)訊接口(kǒu)，通過現場MODBUS總(zǒng)綫組網通(tōng)訊，實現數據現(xiàn)場(cháng)采(cǎi)集。

  網絡通(tōng)訊(xùn)層主要(yào)為：通(tōng)訊服務(wù)器(qì)，其主(zhǔ)要功能為把分散在現場采集(jí)裝置(zhì)集中采(cǎi)集(jí)，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層(céng)，完(wán)成現場層(céng)和(hé)站控(kòng)層之間的(dí)數據(jù)交互。

  站(zhàn)控管理層(céng)：設(shè)有(yǒu)高性能工業計算機，顯示器，UPS電(diàn)源(yuán)，打印機等設備。監(jiān)控(kòng)係統安(ān)裝在(zài)計算機上，集中(zhōng)采集顯(xiǎn)示(shì)現場設備(bèi)運行狀(zhuàng)況(kuàng)，以人機(jī)交互(hù)的形式(shì)顯示(shì)給用戶。

  以上網(wǎng)絡儀表(biǎo)均采(cǎi)用(yòng)RS485接口(kǒu)和(hé)MODBUS-RTU通訊協(xié)議(yì)，RS485采用(yòng)屏(píng)蔽(bì)綫傳輸，一般都(dū)采用(yòng)二(èr)根連(lián)綫，接(jiē)綫(xiàn)簡單方便；通(tōng)訊接(jiē)口是半雙工(gōng)通信即(jí)通信的雙方都(dū)可(kě)以(yǐ)接收，發送數據(jù)但是(shì)在(zài)同一時刻隻(zhī)能發(fā)送或(huò)接(jiē)收數(shù)據(jù)，數據zui高(gāo)傳(chuán)輸(shū)速(sù)率(shuài)為10Mbps。

  RS485接口是(shì)采用平衡驅(qū)動(dòng)器(qì)和差分接收器(qì)的組(zǔ)合(hé)，抗噪聲幹(gān)擾能(néng)力(lì)增(zēng)強，總綫上允許(xǔ)連(lián)接(jiē)多(duō)達32個設備，zui大傳(chuán)輸(shū)距離為1.2km。

2.電(diàn)能(néng)管(guǎn)理係(xì)統主要(yào)功能

2.1 數(shù)據(jù)采集(jí)與(yǔ)處理

  數(shù)據采(cǎi)集(jí)是配電監控的基(jī)礎，數(shù)據采集主(zhǔ)要(yào)由底(dǐ)層多(duō)功(gōng)能(néng)網(wǎng)絡儀(yí)表(biǎo)采(cǎi)集完(wán)成，實現遠程(chéng)數據的(dí)本(běn)地實(shí)時(shí)顯(xiǎn)示。需要(yào)完(wán)成(chéng)采(cǎi)集的(dí)信號(hào)包(bāo)括(kuò)：三(sān)相電(diàn)壓U，三相(xiāng)電(diàn)流I，頻率(shuài)Hz，功率P，功(gōng)率因(yīn)數COSφ，電(diàn)度(dù)Epi，遠程設(shè)備(bèi)運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

  數據處理主要是把(bǎ)按要求(qiú)采集到的(dí)電參(cān)量實時準確(què)的顯(xiǎn)示給用戶，達到配電監(jiān)控(kòng)的自(zì)動(dòng)化化和智能化要(yào)求，同(tóng)時把采(cǎi)集到的數(shù)據存(cún)入(rù)數據(jù)庫供(gōng)用戶(hù)查詢(xún)。

2.2 人機交(jiāo)互(hù)

  係統(tǒng)提(tí)供簡單，易(yì)用，良好(hǎo)的用戶使(shǐ)用界麵(miàn)。采(cǎi)用全中(zhōng)文界(jiè)麵，CAD圖形顯示低壓配(pèi)電係統電氣一次主接(jiē)綫圖，顯(xiǎn)示(shì)配電(diàn)係(xì)統(tǒng)設(shè)備(bèi)狀態(tài)及相(xiāng)應(yīng)實時運行(háng)參數，畫麵定(dìng)時(shí)輪(lún)巡切(qiē)換(huàn)；畫(huà)麵實時動態(tài)刷(shuā)新(xīn)；模擬量(liáng)顯示(shì)；開關(guān)量顯(xiǎn)示；連續(xù)記(jì)錄顯示(shì)等。

2.3 歷(lì)時事(shì)件(jiàn)

  歷時(shí)事(shì)件查看界麵主要為用戶查看(kàn)曾(zēng)經(jīng)發生過(guò)的(dí)故(gù)障記錄，信號記(jì)錄，操作記(jì)錄(lù)，越(yuè)限(xiàn)記(jì)錄提供方便友(yǒu)好的(dí)人(rén)機交互，通(tōng)過歷(lì)史(shǐ)事(shì)件查(chá)看(kàn)平台(tái)，您可(kě)以根據(jù)自己的(dí)要求(qiú)和查詢條件(jiàn)方(fāng)便定位您所要查看的歷(lì)史事(shì)件，為(wéi)您(nín)把(bǎ)握整個係(xì)統的(dí)運(yùn)行情況(kuàng)提供了(liǎo)良好的軟(ruǎn)件(jiàn)支持。

2.4 數據庫(kù)建立(lì)與查詢(xún)

  主(zhǔ)要(yào)完(wán)成(chéng)遙測(cè)量和遙信(xìn)量定時采集，並且(qiě)建立(lì)數(shù)據庫，定期生成(chéng)報表(biǎo)，以供用戶查詢打(dǎ)印。

2.5 用(yòng)戶(hù)權限管理(lǐ)

  針對不同級別的(dí)用戶(hù)，設置不同的權限組(zǔ)，防(fáng)止因人(rén)為誤(wù)操(cāo)作(zuò)給生產，生活帶(dài)來(lái)的損失，實現配電係統(tǒng)的(dí)安(ān)全，可靠(kào)運行。可以通過(guò)用戶(hù)管理進行用戶登錄，用(yòng)戶(hù)注銷，修(xiū)改密(mì)碼(mǎ)，添加(jiā)刪除等操(cāo)作，方便用戶(hù)對賬號和(hé)權限的修(xiū)改(gǎi)。

2.6 運(yùn)行負(fù)荷曲(qū)綫(xiàn)

  負荷趨(qū)勢曲(qū)綫功(gōng)能主要(yào)負(fù)責定(dìng)時采集(jí)進綫及重要回路(lù)電流和功率(shuài)負荷參量(liáng)，自動生(shēng)成運行負荷趨勢曲(qū)綫的(dí)，方(fāng)便用戶(hù)及(jí)時了解設備(bèi)的(dí)運(yùn)行負荷狀(zhuàng)況(kuàng)。點擊畫麵(miàn)相應按(àn)鈕或(huò)菜(cài)單項(xiàng)可以(yǐ)完成相(xiāng)應功(gōng)能(néng)的切換；可(kě)以查看(kàn)實時趨勢(shì)曲綫或(huò)歷(lì)史(shǐ)趨勢綫；對所選曲綫可(kě)以(yǐ)進(jìn)行(háng)平(píng)移，縮(suō)放，量(liáng)程(chéng)變換等操(cāo)作(zuò)，幫助用戶進綫趨(qū)

  勢(shì)分析(xī)和(hé)故障追(zhuī)憶(yì)，為分析(xī)整(zhěng)個(gè)係統的(dí)運行(háng)狀況提(tí)供(gōng)了直觀而(ér)方(fāng)便的軟件支持。

2.7 遠程報表(biǎo)查(chá)詢(xún)

  報表管(guǎn)理程序的(dí)主要(yào)功(gōng)能是根據(jù)用(yòng)戶的需(xū)要(yào)設(shè)計(jì)報表(biǎo)樣式，把(bǎ)係(xì)統中處(chǔ)理(lǐ)的數(shù)據(jù)經過篩(shāi)選，組合(hé)和(hé)統(tǒng)計生成用(yòng)戶(hù)需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可(kě)以根(gēn)據(jù)用(yòng)戶的(dí)需要(yào)對報表文(wén)件(jiàn)采(cǎi)用(yòng)定(dìng)時保存(cún)，打印或者召喚保(bǎo)存，打印(yìn)模式(shì)。同時本(běn)程(chéng)序還向(xiàng)用(yòng)戶提供(gōng)了對生(shēng)成(chéng)的報表文件管理(lǐ)功能(néng)。

  報(bào)表具有自由設置(zhì)查(chá)詢(xún)時間(jiān)實現日(rì)，月，年的電(diàn)能統計，數據導(dǎo)出(chū)和(hé)報(bào)表打印(yìn)等(děng)功(gōng)能。

3.案(àn)例(lì)分(fēn)析(xī)

  進綫回(huí)路采用(yòng)ACR220ELH多功(gōng)能(néng)諧波(bō)儀表(biǎo)，其是針對電(diàn)力(lì)係統，工礦(kuàng)企(qǐ)業(yè)，公(gōng)共(gòng)設(shè)施，智能大廈的(dí)電能(néng)管(guǎn)理需(xū)求而設計的網絡電(diàn)力儀(yí)表(biǎo)，它能測量(liáng)所(suǒ)有(yǒu)常規(guī)電力(lì)參數，如：三(sān)相(xiāng)電(diàn)壓(yā)，電流，有(yǒu)功功率，無功(gōng)功率(shuài)，功率(shuài)因(yīn)數，頻率，有(yǒu)功電(diàn)度，無功(gōng)電度，並可監(jiān)測(cè)電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流(liú)的(dí)2-31次諧(xié)波分量等(děng)多種(zhǒng)電(diàn)參量(liáng)。並(bìng)且本儀(yí)表(biǎo)帶(dài)有4路光電(diàn)隔離(lí)開(kāi)關(guān)量輸入接點和2路繼(jì)電(diàn)器控製(zhì)輸出(chū)接點(diǎn)，這些接(jiē)點可以配合智能斷(duàn)路器實現斷(duàn)路器的(dí)遙(yáo)信，遙控操(cāo)作。該係(xì)列(liè)網絡電力(lì)儀(yí)表主要(yào)應(yīng)用(yòng)於變電(diàn)站自動(dòng)化，配電網(wǎng)自(zì)動(dòng)化(huà)，小(xiǎo)區電能管理(lǐ)，工業(yè)自動化，能源管(guǎn)理係(xì)統及智(zhì)能(néng)建築等領域(yù)。

  重要配(pèi)出回路采(cǎi)用(yòng)PZ80L-E4/KC係(xì)列(liè)網(wǎng)絡(luò)電力儀表(biǎo)，該儀(yí)表主要測量(liáng)所(suǒ)有常規電(diàn)力參數，如(rú)：三(sān)相(xiāng)電(diàn)壓，電流，有功功(gōng)率，無功(gōng)功率(shuài)，功率因(yīn)數，頻(pín)率(shuài)，有功電度(dù)，無(wú)功電(diàn)度。

  低(dī)壓(yā)配電(diàn)二(èr)次圖見圖(tú)（1），功能(néng)有電(diàn)量遙(yáo)測(cè)主要(yào)監測(cè)運行設備的電(diàn)參(cān)量，其中包括：綫三(sān)相(xiāng)電壓，電流，功率，功率(shuài)因(yīn)數，電能，頻(pín)率(shuài)等(děng)電參量(liáng)及(jí)配(pèi)出(chū)回路(lù)的(dí)三(sān)相電(diàn)流；遙信功(gōng)能(néng)實現顯示現(xiàn)場(cháng)設備(bèi)的(dí)運(yùn)行狀態，主要包(bāo)括：開關的(dí)分，合閘運行(háng)狀(zhuàng)態(tài)和通(tōng)訊故(gù)障報警(jǐng)；斷路(lù)器變位(wèi)時(shí)會(huì)發出(chū)報警信(xìn)號(hào)，提醒用戶及(jí)時處理(lǐ)故障(zhàng)。

圖（1）低(dī)壓(yā)配電(diàn)二次圖

  遙(yáo)信和(hé)遙測(cè)報(bào)警(jǐng)功(gōng)能(néng)，主要完成對低壓(yā)各(gè)出綫回路的(dí)開(kāi)關運行狀(zhuàng)態(tài)和負(fù)載進(jìn)綫監(jiān)控(kòng)，對開(kāi)關變位和(hé)負載越限(xiàn)彈出報警界(jiè)麵(miàn)指示具體的報警位置(zhì)並(bìng)聲音(yīn)報(bào)警，提醒值(zhí)班(bān)人(rén)員及(jí)時(shí)處理。負載(zǎi)越(yuè)限值在相(xiāng)應權(quán)限下可自由(yóu)設(shè)置。具(jù)備歷(lì)史查(chá)詢功能。

  參數(shù)抄表(biǎo)功能(néng)，主(zhǔ)要對低(dī)壓(yā)各出綫回路(lù)的電(diàn)參數進綫(xiàn)查(chá)詢。支(zhī)持(chí)任意(yì)時刻電參數查詢(xún)，具備數據導出和報(bào)表打印等(děng)功能(néng)。該(gāi)報(bào)表查詢供兩(liǎng)個(gè)變電(diàn)所4台變(biàn)壓(yā)器(qì)出(chū)綫(xiàn)各(gè)低壓回(huí)路的電參數(shù)，主(zhǔ)要包(bāo)括(kuò)：三相電流(liú)，有功功率(shuài)和有(yǒu)功電(diàn)度(dù)及變(biàn)壓(yā)器溫(wēn)度。該(gāi)報表(biǎo)各(gè)回路(lù)名稱和(hé)數(shù)據(jù)庫關(guān)聯，方便用戶修改(gǎi)回(huí)路名稱(chēng)。見(jiàn)圖(tú)（2）。

圖（2） 參數抄表

  用電(diàn)量報(bào)表功能(néng)，可選(xuǎn)擇時間段進行(háng)查詢，支持任意時間段電(diàn)度(dù)累計(jì)查(chá)詢(xún)，具(jù)備數據導(dǎo)出和(hé)報表(biǎo)打印等功能(néng)。為(wéi)值班人員提供了可(kě)靠(kào)的(dí)電(diàn)能報表。該(gāi)報表各(gè)回路(lù)名(míng)稱和數(shù)據庫(kù)關聯，方便(biàn)用戶(hù)修改回(huí)路名稱(chēng)。如(rú)下圖所(suǒ)示，顯示健(jiàn)身(shēn)中(zhōng)心某段時間內的各配電回(huí)路(lù)的(dí)用(yòng)電量(liáng)，用戶可(kě)以直(zhí)接打印報表，可以以(yǐ)EXCEL格式(shì)另存(cún)到其他(tā)位(wèi)置。 見圖(tú)（3）。

圖(tú)（3） 電能(néng)報(bào)表(biǎo)

  係(xì)統通(tōng)訊(xùn)結(jié)構示意(yì)圖，主(zhǔ)要(yào)顯示係統(tǒng)的(dí)組(zǔ)網結構，係(xì)統采用(yòng)分層分布(bù)式(shì)結(jié)構，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正(zhèng)常，綠(lǜ)色(sè)表(biǎo)示通訊(xùn)故(gù)障(zhàng)。見圖（4）。

圖（4）係(xì)統(tǒng)通訊結構(gòu)示意(yì)圖

  負荷趨勢曲(qū)綫界麵(miàn)中可直觀(guān)的(dí)查(chá)看(kàn)回路(lù)的負荷運行情況(kuàng)。查(chá)看實時和(hé)歷(lì)史(shǐ)趨勢(shì)曲(qū)綫，點(diǎn)擊(jī)畫麵相應按鈕(niǔ)或(huò)菜(cài)單(dān)項可(kě)以(yǐ)完(wán)成相應功(gōng)能的切換；幫助用戶(hù)進(jìn)綫(xiàn)趨勢(shì)分析和故障追憶(yì)，具備曲綫(xiàn)打(dǎ)印(yìn)功能(néng)。為(wéi)分(fēn)析整個係(xì)統的(dí)運(yùn)行狀況提(tí)供了(liǎo)直觀(guān)而(ér)方便的軟件(jiàn)支持(chí)。見(jiàn)圖（5）。

圖(tú)（5）趨勢曲(qū)綫(xiàn)圖

4.結束(shù)語

  隨(suí)著社會(huì)的發展及電力的廣(guǎng)泛應(yīng)用，電能(néng)管(guǎn)理係統(tǒng)已(yǐ)成為全(quán)國(guó)各地(dì)工(gōng)程項(xiàng)目(mù)，標誌(zhì)性建築/大型公共(gòng)設施等大麵積(jī)多(duō)變(biàn)電所用戶(hù)的必然(rán)選擇(zé)，本文(wén)介紹(shào)的Acrel-3000電(diàn)能管理(lǐ)係統在廣饒尚能(néng)時代的(dí)應用(yòng)，可以實現(xiàn)對(duì)變(biàn)電所高(gāo)低(dī)壓(yā)配電(diàn)回路(lù)用電(diàn)的(dí)實(shí)時監(jiān)控與電(diàn)能管(guǎn)理(lǐ)，不僅能顯(xiǎn)示回(huí)路(lù)用電狀況，還(huán)具(jù)有網絡通(tōng)訊功能，可以與串口(kǒu)服務器，計(jì)算機(jī)等(děng)組成電能管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)。係統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析(xī)，處理，實(shí)時顯(xiǎn)示(shì)變電(diàn)所內各(gè)配(pèi)電(diàn)回路的(dí)運(yùn)行狀態，對(duì)分合(hé)閘(zhá)，負(fù)載(zǎi)越限具有彈(dàn)出(chū)報(bào)警對(duì)話(huà)框及(jí)語(yǔ)音提示(shì)，並生成各種(zhǒng)電能報表，分析曲綫(xiàn)，圖形等，便於電能(néng)的遠程(chéng)抄表(biǎo)以及分(fēn)析，研究。該係(xì)統(tǒng)運行安(ān)全(quán)，可靠，穩定(dìng)，為變電所用(yòng)戶(hù)解決(jué)用電問題提供了(liǎo)真實(shí)可(kě)靠(kào)的(dí)依據(jù)，取(qǔ)得(dé)了較好(hǎo)的社會效益。［2］

參考(kǎo)文獻(xiàn)：

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