安科瑞 繆凱倫 陳聰

摘要：本文介紹基于Acrel-3000電能管理軟件和網(wǎng)絡電力儀表而設計實現(xiàn)的一套分散式采集和集中管理的配電自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)了配電網(wǎng)絡在監(jiān)控室中智能管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場操作的繁瑣性，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。

關鍵詞：信息系統(tǒng)集成；網(wǎng)絡電力儀表；應用；智能

0引言

信息系統(tǒng)集成，就是通過結構化的綜合布線系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡技術，將各個分離的設備(如網(wǎng)絡電力儀表)、功能和信息等集成到相互關聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達到充分共享，實現(xiàn)集中、便利的管理。系統(tǒng)集成采用功能集成、網(wǎng)絡集成、軟件界面集成等多種集成技術。系統(tǒng)集成實現(xiàn)的關鍵在于解決系統(tǒng)之間的互連和互操作性問題，它是一個多廠商、多協(xié)議和面向各種應用的體系結構。需要解決各類設備、子系統(tǒng)間的接口、協(xié)議、系統(tǒng)平臺、應用軟件等與子系統(tǒng)、建筑環(huán)境、施工配合、組織管理和人員配備相關的一切面向集成的問題。

下面介紹一下Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在青島中冶圣喬維斯南區(qū)智能住宅小區(qū)中的應用。

1項目介紹

中冶圣喬維斯緊鄰城市南北交通動脈青威路，毗鄰區(qū)域東西主干道正陽路，鼎占成陽東部商圈核心；項目總建筑面積約20萬㎡，集花園洋房、廊院小高層、風情商業(yè)街為一體，共約1590戶，容積率僅為1.8，綠化率高達40%；整個項目的建筑風格充分遵循意大利托斯卡納的原有風貌。整個小區(qū)以一橫一縱兩條主軸線景觀為核心，結合地形和建筑的高差，設計以紅酒、坡地、花卉等主題來營造質(zhì)樸的臺地景觀效果。

中冶圣喬維斯南區(qū)電能管理系統(tǒng)現(xiàn)場分為1個低壓配電室和1個高壓變電所，低壓配電室內(nèi)采用安科瑞PZ96L-E4\C儀表5臺、PZ72L-E\C儀表60臺，小武松漏電火災監(jiān)控儀8臺，對低壓配電室內(nèi)各回路的電流、電壓、電能等電參量進行監(jiān)控，對用電量進行分析。高壓變電所內(nèi)安裝南瑞綜保4臺，針對兩高壓回路進行實時監(jiān)測控制。

2用戶需求

對圣喬維斯南區(qū)配電系統(tǒng)管理需求進行詳細分析，得出客戶需求結論如下：

高壓回路上開關量的實時監(jiān)測和控制：主要針對短路器狀態(tài)、手車狀態(tài)、彈簧儲能狀態(tài)、接地刀狀態(tài)的狀態(tài)量采集和斷路器分、合閘遠程控制；低壓配電間內(nèi)各用電回路的實時電參量采集和斷路器狀態(tài)；負荷分析：各用電回路消耗電能形成電能報表，用電趨勢形成曲線并附查詢打印功能；報警：高壓狀態(tài)報警，低壓越限報警。

3設計方案

根據(jù)可靠性和效率高的配電管理的要求，以及實用性，安全性，實時性，穩(wěn)定性，可擴展性和易維護性的原則，上海安科瑞電氣股份有限公司對中化平原化工有限公司的智能配電系統(tǒng)的改造提供如下設計方案

3.1參考標準

系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

ISO/IEC11801     《國際綜合布線標準》

JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設計規(guī)范》

GB/J63-90           《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

GB/T13730          《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》

GBJ63-93            《電力裝置電測量儀表裝置設計規(guī)程》

GB50254/59-96     《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》

IEC-61131-3         《圖形可編程標準》

3.2組網(wǎng)結構圖拓撲圖

3.3儀表，通訊線纜，交換機及串口服務器選型

對圣喬維斯管理方提出的需求和我們確定的組網(wǎng)方案，站控管理層設備層采購華北工控的工業(yè)主機，三星19寸顯示器，SANTAK的UPS；網(wǎng)絡通訊層使用MOXA的NPORT5630-8串口服務器；現(xiàn)場設備層采上海安科瑞公司PZ96-E4系列網(wǎng)絡電力儀表、小武松漏電監(jiān)測儀、南瑞綜保，總線鋪設屏蔽雙絞線，以滿足系統(tǒng)組網(wǎng)的要求。

4項目管理

安科瑞電氣股份有限公司在明確用戶需求，確定設計方案之后，對整個項目的整體管理制定了嚴格的管理計劃：首先制定了項目章程，正式授權才之強為此項目的項目經(jīng)理，此項目啟動；其次，制定了初步的項目范圍說明書和制定了項目管理計劃，確定此項目分兩步走，初期朱文龍負責現(xiàn)場線路的鋪設，同步由才之強根據(jù)甲方提供的一次系統(tǒng)圖完成軟件的初步開發(fā)，中期現(xiàn)場通電后，才之強完成軟件現(xiàn)場調(diào)試；后期，由才之強完成軟件收尾；再次，指導和管理項目的執(zhí)行和監(jiān)督和控制項目，由公司項目實施部定期回了解訪項目的實施情況；最后，對項目的整體變更由項目的變更評審委員會進行嚴格評審和完成項目過程中的所有活動，以正式結束此項目。

5系統(tǒng)功能

上位機軟件采用Acrel – 3000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進行設備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電能管理的功能。

5.1. 一次圖顯示：Acrel – 3000軟件通過中間采集設備采集現(xiàn)場電力監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)一次圖顯示出來。如下圖所示，各個回路三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能等電參量實時刷新顯示，能直觀反映該系統(tǒng)各進出線回路運行狀況

5.2. 遠程抄表查詢：各個配電室各個回路按照時間段進行歷史數(shù)據(jù)查詢。選擇回路后，可選擇時間間隔、時間長度對該回路進行歷史數(shù)據(jù)查詢，包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)和電能等常用數(shù)據(jù)。查詢結果可導出成EXCEL表格進行保存，也可打印保存

5.3趨勢曲線：功率實時趨勢顯示及歷史趨勢查詢功能。選擇回路后，該回路實時趨勢曲線會不斷刷新，選擇“起始時間"可查看該回路歷史趨勢曲線，選擇“時間長度"可查看歷史日、月、年趨勢曲線，能更加直觀反映該回路運行情況。

6 項目實施后的效果分析

實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集,降低管理費用：可以實現(xiàn)各種電參量數(shù)據(jù)的集中采集記錄,集中數(shù)據(jù)分析,減少分支變電所數(shù)據(jù)的沉淀，集中信息反映。

兼容性和可擴展性分析：Acrel – 3000電能管理系統(tǒng)充分考慮了與BA系統(tǒng)之間的互連互通，避免成為信息孤島，只要稍做調(diào)整即可與正在實施或即將實施的樓宇自動化系統(tǒng)對接，可以充分保護企業(yè)的投資。

保持數(shù)據(jù)的原始性，防止被修改：原始的由現(xiàn)場電工抄表后送交管理層的方式,增加了因數(shù)據(jù)抄送過程中被修改而使領導讀臟數(shù)據(jù)的幾率，Acrel – 3000電能管理系統(tǒng)保持了數(shù)據(jù)的原始性，便于領導層了解真實的數(shù)據(jù)。

7結束語

本文以Acrel-3000智能電能管理系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡拓撲結構為核心，分析了網(wǎng)絡拓撲結構的選型，以及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)的功能和性能指標。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，配置網(wǎng)絡電力儀表具有實施簡明、投資少等顯著優(yōu)點，可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設備進行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對各種用電設備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少工作人員，提高效率。同時，根據(jù)建立的電能計量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。