安科瑞電能管理系統(tǒng)（Acrel-3000）在上海市地礦工程勘察院項目的應(yīng)用

分類：技術(shù)教程日期：2014-08-28 15:04:53 來源：江蘇安科瑞電器制造有限公司

1.項目簡介

為了加強地礦工程勘察院用電的科學(xué)管理和用電設(shè)備的技術(shù)改造及提高電能的利用率，地礦工程勘察院需設(shè)計一套電能管理系統(tǒng)，此項目的監(jiān)控范圍為：樓層間5個多功能電力儀表。

安科瑞電氣股份有限公司于2013年7月承接了上海市地礦工程勘察院系統(tǒng)集成工作，并根據(jù)上海市地礦工程勘察院現(xiàn)場實際情況，為其選用了我司ACREL-3000電能管理系統(tǒng)。

配電回路采用PZ80-E4/C智能可編程電力儀表，該儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。

2.系統(tǒng)設(shè)計方案

系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn)：

ISO/IEC11801 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

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

GB50052-2009 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

IEC 61587 《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

DL/T448-2000 《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

DL/T 698.1-2009 《第1部分：總則》

DL/T 698.2-2010 《第2部分：主站技術(shù)規(guī)范》

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

DL/T 698.35-2010 《第3-5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 698.41-2010 《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010 《第4-2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 《電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

GB2887 《計算站場地技術(shù)條件》

2.2系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計

電能管理系統(tǒng)是應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能電網(wǎng)理念結(jié)合現(xiàn)代電力需求側(cè)電能管理思想為企業(yè)構(gòu)建的電能管理ERP系統(tǒng)。其目標(biāo)是讓通過電能管理系統(tǒng)科學(xué)管理電能，實現(xiàn)“安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效、潔凈”的用的目標(biāo)和電能管理“四化”。

1、實現(xiàn)電能管理可視化。將電、電能這一無形、無色、無味的成本通過傳感技術(shù)實現(xiàn)可視化管理

2、實現(xiàn)電能管理數(shù)字化。電難管是人們對它陌生，電好電壞、管好管不好、節(jié)約與浪費、要用不要用沒有具體標(biāo)準(zhǔn)和尺度，必須將用電、管電、節(jié)電用數(shù)字進(jìn)行量化，電能數(shù)字化的目標(biāo)是：

3、實現(xiàn)電能管理專業(yè)化。

4、實現(xiàn)電能管理網(wǎng)絡(luò)化

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、站控管理層，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖（1）所示：

圖（1）

整套電能管理系統(tǒng)站控管理部分包括監(jiān)控管理主機、打印機、UPS電源等；網(wǎng)絡(luò)通訊層部分包括USB/485；現(xiàn)場智能儀表監(jiān)控設(shè)備層由PZ80-E4/KC及PZ80-E/C組成。該配電系統(tǒng)分布樓層配電間，5臺電力儀表通過RS485總線連接，將數(shù)據(jù)通過USB/485上傳至監(jiān)控后臺。

配電系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)主要是PZ可編程智能電測儀表的現(xiàn)場各回路電力系統(tǒng)運行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護(hù)信息以及故障等；現(xiàn)場設(shè)備將所采集和處理過的信號經(jīng)屏蔽雙絞線上傳至站控管理層。PZ80-E4/KC及PZ80-E/C網(wǎng)絡(luò)多功能儀表采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps,RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備，最大傳輸距離為1.2km.

整個配電系統(tǒng)以計算機站控管理系統(tǒng)為核心，采用現(xiàn)代通訊技術(shù)，對整個配電系統(tǒng)的用電狀況進(jìn)行統(tǒng)一管理，實時監(jiān)測每個環(huán)節(jié)、每種設(shè)備的用電量；實時監(jiān)測、監(jiān)督電能質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)用電故障，避免用電的浪費。

2.4系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能

2.4.1用戶權(quán)限管理

圖（2）

針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限，方便不同權(quán)限的管理人員對系統(tǒng)的不同操作，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。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，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。

2.4.2系統(tǒng)主界面

圖（3）

系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等，通過畫面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)）可以看到各回路的分合閘狀態(tài)。

登錄普通權(quán)限用戶，通過主界面的操作，可以查看各回路運行的電參量（電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度）；登錄最高權(quán)限用戶，可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電度報表、電流曲線、報警信息的打印及導(dǎo)出功能。

2.4.3 趨勢曲線分析

圖（4）

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實時曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運行狀況,如通過調(diào)用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況,系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

2.4.4 報表統(tǒng)計

上海市地礦工程勘察院系統(tǒng)中電能報表方便管理員查看分析，同時系統(tǒng)將采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動生成報表并有報表打印功能，可對任意回路的某一時間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，這些報表均支持Excel導(dǎo)出功能。

2.4.5 報警功能

遙信和遙測報警功能，主要完成對各出線回路的開關(guān)運行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。遙測報警值設(shè)置界面可以看到每個監(jiān)控點的實時值和報警設(shè)置值，負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置,具備歷史查詢功能。

3.運行效果

1、實時性：項目實施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄，1天2次，各回路時間不統(tǒng)一，可對性差；項目實施后后臺實時采集，50mS一次，可比性強。

2、存儲管理：項目實施前紙質(zhì)記錄，查詢時翻箱倒柜，年久易失，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜；項目實施后計算機存儲，數(shù)據(jù)可存儲10年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點，迅速準(zhǔn)確。

3、整體分析：項目實施前各個時段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比；項目實施后通過曲線分析，峰平谷時段對比明顯，便于削峰填谷，而且三相用電的調(diào)配相對均衡。

4、數(shù)據(jù)安全：項目實施前分散管理，手工定時備份，對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確；項目實施后同步集中管理，系統(tǒng)自動即時備份。

5、設(shè)備管理：項目實施前各個回路通斷電要現(xiàn)場去查看，斷電時無報警；項目實施后通過后臺一次系統(tǒng)圖清晰展示，回路跳閘時，后臺自動記錄，并伴隨自動報警。

4.結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電能管理系統(tǒng)已成為大型公共建造的必然選擇，本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在上海市地礦工程勘察院項目的應(yīng)用，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測、遙信功能，實時顯示了現(xiàn)場電參量，方便值班人員查看；給高級用戶設(shè)置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數(shù)；同時系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報表、分析曲線、棒圖等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究；報警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時檢查現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況。

該項目所采用的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2013年10月底正式投入運行整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全，極大的方便了用戶的使用，提供了大量實時、準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計量考核提供了依據(jù)，為進(jìn)一步節(jié)能管理及節(jié)能措施的實施打下了基礎(chǔ)。