日立電器（DSM）電力需求側(cè)管理系統(tǒng)

九十年代中后期隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的發(fā)展，以及微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的大量采用和變電站監(jiān)控系統(tǒng)在功能和可靠性方面的逐漸完善和提高，變電站監(jiān)控系統(tǒng)在新建和擴(kuò)建的變電站建設(shè)中得到較為廣泛采用。該系統(tǒng)通常采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按間隔設(shè)計(jì)，擴(kuò)充性好，安裝比較方便，各種控制電纜直接到繼電保護(hù)小室，小室內(nèi)I/O單元通過現(xiàn)場總線連接，并與站控層通過光纖連接，抗干擾能力強(qiáng)，大大地減少了控制電纜的使用和敷設(shè)數(shù)量。

本課題提出了利用安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電能管理儀表和Acrel-2000組態(tài)軟件研制了一套適用于工廠的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。該課題的研究和實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)工廠高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對(duì)于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，促進(jìn)供電系統(tǒng)管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 項(xiàng)目概況

上海日立電器有限公司創(chuàng)建于1993年1月，位于浦東金橋出口加工區(qū)，由上海海立（集團(tuán)）股份有限公司投資、日本國日立家用電器公司合資組建而成。是當(dāng)今國內(nèi)最大的空調(diào)壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。上海安科瑞電氣股份有限公司于2011年2月承接了上海日立電器有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目。整個(gè)系統(tǒng)采用Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)，完成對(duì)配電室內(nèi)主要設(shè)備和輸配電線路的監(jiān)測與管理。

本項(xiàng)目為改造項(xiàng)目，供配電分為高壓和低壓部分，高壓以35kV/10kV變電和10kV配電為主，而低壓部分以10/0.4kV變電站及低壓配電為主。針對(duì)上海日立電器有限公司內(nèi)的11個(gè)降壓站/變配電站所（其中4個(gè)降壓站平均分布在2個(gè)配電室內(nèi)，其它各降壓站均為獨(dú)立配電室）、204個(gè)監(jiān)測點(diǎn)、178個(gè)待改造回路進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。監(jiān)控室設(shè)置在其中一個(gè)降壓站2樓值班室。

系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，各配電室內(nèi)為我公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)儀表共計(jì)184只，項(xiàng)目在每個(gè)配電室設(shè)置一臺(tái)通訊管理機(jī)，采用RS485總線將網(wǎng)絡(luò)儀表接入通訊管理機(jī)，再通過光纖傳輸，將采集的所有現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電參量實(shí)時(shí)監(jiān)測與電能計(jì)量。

2 用戶需求

根據(jù)與甲方溝通，共同確定現(xiàn)場系統(tǒng)需求如下：

1、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集功能及處理：系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場現(xiàn)有的模擬量、脈沖量及開關(guān)量、測量量、外部輸入信號(hào)等進(jìn)行實(shí)時(shí)和定時(shí)數(shù)據(jù)采集，定時(shí)數(shù)據(jù)可根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)轉(zhuǎn)存與硬盤，生成歷史數(shù)據(jù)庫。

2、屏幕顯示功能：系統(tǒng)動(dòng)態(tài)刷新顯示主接線圖，對(duì)各開關(guān)運(yùn)行狀體，在線運(yùn)行參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，曲線趨勢等，對(duì)實(shí)時(shí)及歷史時(shí)間，復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)采用模擬圖的方式實(shí)時(shí)顯示。運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視圖分為主接線圖（主畫面、分畫面）、負(fù)荷曲線圖、波形分析圖以及用戶推出的其它需要顯示的運(yùn)行狀態(tài)畫面。

3、報(bào)表記錄及打印功能：系統(tǒng)可以定時(shí)、隨機(jī)、召喚打印各類故障及事故報(bào)警信息打印、事件順序記錄打印、報(bào)表及曲線等。

4、報(bào)警功能：當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)事故變位、遙測越限、保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)跳閘時(shí)，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報(bào)警，并在主界面上顯示報(bào)警內(nèi)容，報(bào)警聲音根據(jù)報(bào)警信號(hào)的不同而不同。

5、歷史數(shù)據(jù)管理功能：周期性存儲(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)，保存操作記錄、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作記錄、事故記錄等信息，形成完備歷史數(shù)據(jù)庫。

6、用戶管理功能：系統(tǒng)提供完善的用戶權(quán)限及口令控制，對(duì)不同等級(jí)的用戶設(shè)置不同的查看環(huán)境，方便用戶管理。

3 設(shè)計(jì)方案

上海安科瑞公司根據(jù)上海日立電器有限公司的實(shí)際情況為其選用了ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

3.1 Acrel -2000符合的標(biāo)準(zhǔn)

本技術(shù)方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC最新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

GB2887-2000 《計(jì)算站場地技術(shù)要求》

GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》

DL/T400-2010 《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

DL/T 814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T634-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

DL/T770-2001 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB-14285-2006 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T15145-2001 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

3.2 Acrel-2000設(shè)計(jì)方案

上海日立電器系統(tǒng)拓?fù)鋱D

上圖為安科瑞電氣股份有限公司為上海日立電器該著系統(tǒng)設(shè)計(jì)的Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D，現(xiàn)場中的IO設(shè)備的通訊線纜均采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線。

上海日立電器需改造的部分主要包括：1#降壓站、2#降壓站、3#降壓站、4#降壓站、監(jiān)控中心降壓站、5#降壓站、6#降壓站、7#降壓站和8#降壓站。其中監(jiān)控中心降壓站距離中心值班室距離比較近，采用屏蔽雙絞線直接上傳的模式（把屏蔽雙絞線直接拉到監(jiān)控中心的1臺(tái)通訊管理機(jī)上）；其余降壓站距離監(jiān)控中心距離比較遠(yuǎn)，均采用單模光線數(shù)據(jù)上傳（每個(gè)降壓站的通訊管理機(jī)位于該站房內(nèi)，通過單模光纖連接至監(jiān)控中心交換機(jī)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳）；該項(xiàng)目總共用到9臺(tái)通訊管理機(jī)，其中1~8#降壓站均通過單模光纖上傳數(shù)據(jù)，在距離比較遠(yuǎn)的情況下，保障了現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與穩(wěn)定性。

4 系統(tǒng)變更

4.1一階段項(xiàng)目變更：

增加周報(bào)表、增加MD曲線（各低壓回路和總進(jìn)線）、日報(bào)表和月報(bào)表增加時(shí)間欄、增加峰、平、谷用電量查詢功能、支持各用電回路名稱更改

根據(jù)客戶對(duì)項(xiàng)目的變更需求，上海安科瑞電氣股份有限公司項(xiàng)目組對(duì)項(xiàng)目變更進(jìn)行評(píng)審和估算，由該項(xiàng)目軟件部門對(duì)原方案進(jìn)行修改，除原有的日報(bào)表和月報(bào)表，為用戶增加了周報(bào)表功能，在原有的曲線功能基礎(chǔ)上，增加了MD曲線查詢功能，對(duì)原有的日報(bào)表和月報(bào)表進(jìn)行修改，增加了了時(shí)間欄，增加了峰、平、谷用電量查詢，對(duì)回路名稱采用權(quán)限設(shè)定更改功能。軟件更改設(shè)計(jì)經(jīng)過檢測后滿足了客戶提出的項(xiàng)目變更要求。

4.2 二階段項(xiàng)目變更：

可查詢?nèi)我蛔儔浩骰蛉我豢偩€的MD歷史曲線、在MD曲線界面上需加時(shí)間點(diǎn)設(shè)置（單一回路和總回路都需要）、加一個(gè)UTE字段、在周報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表中對(duì)10KV電能數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。

根據(jù)客戶對(duì)項(xiàng)目的變更需求，上海安科瑞電氣股份有限公司項(xiàng)目組對(duì)項(xiàng)目變更進(jìn)行評(píng)審和估算，再由該項(xiàng)目軟件部門對(duì)原方案進(jìn)行修改，對(duì)MD曲線加設(shè)了時(shí)間點(diǎn)，增加了UTE字段，對(duì)周報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表進(jìn)行了修改。

5 項(xiàng)目難點(diǎn)

經(jīng)過安科瑞電氣股份有限公司各方面協(xié)調(diào)，對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行更改，所有問題均已解決。

6 系統(tǒng)功能

6.1系統(tǒng)主界面

系統(tǒng)開機(jī)后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入操作系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

高壓系統(tǒng)主界面 低壓系統(tǒng)主界面

6.2報(bào)表查詢功能

系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動(dòng)生成日報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表，并有報(bào)表打印功能，可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，同時(shí)這些報(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出。

月報(bào)表 周報(bào)表

6.3趨勢曲線功能

曲線趨勢：實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過對(duì)各配電回路的電流、功率及MD繪制趨勢曲線，分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線可對(duì)測量數(shù)據(jù)量程進(jìn)行設(shè)置，還可設(shè)置開始時(shí)間和時(shí)間間隔，方便用戶進(jìn)行任意時(shí)間的曲線查看。

電流 功率趨勢曲線 MD趨勢曲線

6.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警

在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。

MD報(bào)警值設(shè)置 MD規(guī)定值設(shè)置

實(shí)時(shí)報(bào)警 報(bào)警查詢

6.5通訊狀態(tài)

系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點(diǎn)的通訊狀態(tài)，紅色和綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監(jiān)測點(diǎn)通訊狀態(tài)。

6.6 用戶權(quán)限管理

針對(duì)不同級(jí)別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。可以通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

7 運(yùn)行效果

7.1項(xiàng)目施工前：每日、每周、每月抄表耗費(fèi)人力較大；項(xiàng)目施工后：報(bào)表自動(dòng)生成，打印、上傳方便，人員大大優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)智能化抄表。

7.2項(xiàng)目施工前：故障后查找問題點(diǎn)，分析問題耗費(fèi)人力物力；項(xiàng)目施工后：實(shí)時(shí)監(jiān)測用電參數(shù)，歷史曲線分析，實(shí)時(shí)報(bào)警聲光提示，報(bào)警歷史查詢，可具體到某線路，報(bào)警時(shí)間，故障類型。

7.3項(xiàng)目施工前：用電調(diào)度負(fù)載投入使用不明確，耗費(fèi)資金大；項(xiàng)目施工后：實(shí)現(xiàn)峰、谷、平時(shí)間段的負(fù)載投切合理化，大大節(jié)約了用電成本。

7.4項(xiàng)目施工前：負(fù)載用電功率可視化程度差；項(xiàng)目施工后：負(fù)荷曲線可實(shí)時(shí)調(diào)取，查看任意時(shí)刻用電量，有利于分析、分類負(fù)載。

參考文獻(xiàn)：

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

技術(shù)支持：周菁 電話：0510-86179969 傳真：0510-86179975

網(wǎng)址：http://www.jyacrel.cn/