師晴晴
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要：本文介紹了基于上海四季廣場電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)成以及系統(tǒng)的功能，上海安科瑞股份有限公司為四季廣場設(shè)計(jì)的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及存儲(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)對商業(yè)區(qū)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量的遙測等功能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)化和實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采集，避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：電能管理 電力系統(tǒng) 電能計(jì)量 系統(tǒng)集成 MD
0 引言
隨著電力行業(yè)市場化*革的推進(jìn)，電能計(jì)量裝置異常問題越來越受到人們的重視，但是原有的電能計(jì)量監(jiān)測方法已不能適應(yīng)形勢需要。傳統(tǒng)電能計(jì)量監(jiān)測手段存在的不足說明，我們有必要采取新的、自動(dòng)化和信息化程度較高的監(jiān)測方式，以提高電能計(jì)量監(jiān)測工作水平，控制電能計(jì)量裝置異常問題，挽回電力企業(yè)的損失。
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-3000組態(tài)軟件研制了一套適用于商業(yè)區(qū)的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)，簡單分析造成電能計(jì)量裝置異常問題的原因，提出相應(yīng)的監(jiān)測原理，然后完成監(jiān)測系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。這些工作完善整個(gè)系統(tǒng)，使系統(tǒng)具備實(shí)用性。該課題的研究和實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)商業(yè)區(qū)高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，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
上海四季生態(tài)廣場位于奉賢區(qū)南橋，總建筑面積30000平方米。規(guī)劃建設(shè)為餐飲、休閑yu樂、婚慶服務(wù)的綜合型商業(yè)區(qū)廣場。
以奉賢區(qū)的外資企業(yè)奠定化社區(qū)的客源基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)依托，以先期開發(fā)形成一個(gè)獨(dú)立的“城鎮(zhèn)概念”，全力突現(xiàn)化社區(qū)的規(guī)模性效應(yīng)及與當(dāng)?shù)亟ㄖL(fēng)格的差異性。另外，對于項(xiàng)目中的商業(yè)和生活配套方面，將充分利用園林資源，分步打造及發(fā)展成為一個(gè)南上海地區(qū)的化休閑勝地。終營造一個(gè)由品牌的鄉(xiāng)村ju樂部、化的品牌店、等級的生態(tài)園林組成的化社區(qū)環(huán)境，從而提高城市景觀，帶動(dòng)周邊區(qū)域產(chǎn)業(yè)，終為城市的可持續(xù)性發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
2 用戶需求
該廣場內(nèi)的配電分布為：兩路10kV進(jìn)線拉入，經(jīng)10/0.4kV變壓器進(jìn)行降壓，于主變電所內(nèi)低壓出線柜分53路配出，幾乎為每路出線對應(yīng)一個(gè)租戶，也有出線拉往層配箱再按用戶進(jìn)行分配的情況。
物業(yè)根據(jù)各租戶的月用電實(shí)際情況向其收取電費(fèi)，用電量參照各配出回路的電表計(jì)量參數(shù)，因原柜體未安裝電能計(jì)量儀表，需對其進(jìn)行改造。
綜合上述需求須對現(xiàn)場進(jìn)行必要的*造，安裝多功能電力儀表并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。監(jiān)控室設(shè)置在主變電所值班室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集抄。
3 設(shè)計(jì)方案
安科瑞公司根據(jù)上海四季廣場實(shí)際情況為其選用了ACREL-3000電能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以智能電力監(jiān)控裝置、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、能量管理應(yīng)用組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，滿足中國電力行業(yè)規(guī)范及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用*分層分布式結(jié)構(gòu)，是一種智能化、網(wǎng)絡(luò)化、*元化、全開放的能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)根據(jù)低壓能量管理的特點(diǎn)，完成對變配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)視、事故預(yù)警、事故記錄和分析、自動(dòng)控制、繼電保護(hù)等功能，同時(shí)把能耗預(yù)警、電源質(zhì)量管理系統(tǒng)融為一體，大提高了用電的可靠性、性、管理水平，是一個(gè)面向用戶的、真正的能量管理系統(tǒng)。
3.1 Acrel -3000符合的標(biāo)準(zhǔn)
本技術(shù)方案以現(xiàn)行及電力行業(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)。
GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
GB50054-2011 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范
IEC 61587 電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列
（并參考電網(wǎng)公司2009年發(fā)布的《智能變電站智能控制柜技術(shù)規(guī)范》）
DL/T448-2000 《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》
DL/T 698 電能信息采集與管理系統(tǒng)
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(dòng)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(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB2887 計(jì)算站場地技術(shù)條件
3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D
上海四季廣場配電房內(nèi)含有1#變壓器及其饋線回路，2#變壓器及其饋線回路，現(xiàn)場總共56臺(tái)智能儀表，現(xiàn)場布線方式采用總線型。系統(tǒng)的具體組網(wǎng)方式分為3層結(jié)構(gòu)：現(xiàn)場設(shè)備層、中間通訊層及站控管理層。
3.3 ACREL-3000設(shè)計(jì)方案
變電所低壓進(jìn)線、出線柜及母聯(lián)柜原安裝儀表為機(jī)械式指針表，需重新加裝多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。考慮計(jì)量的精度需求，須將現(xiàn)場安裝的電流互感器重新更換。如下圖：
儀表取信號為：輔助電源(AC220V)取自當(dāng)前抽屜內(nèi)開關(guān)上端A相電壓；測量電壓信號取自當(dāng)前抽屜內(nèi)開關(guān)下端各相電壓；電流信號取自電流互感器電流二次輸出信號。需加裝或改造的回路數(shù)統(tǒng)計(jì)入下：
層配中AX柜需對總開關(guān)及各分支回路進(jìn)行儀表加裝，其余柜體僅改裝總表。改裝仍采用多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。
4 設(shè)計(jì)變更
4.1 電費(fèi)計(jì)量報(bào)表變更：
變更內(nèi)容：運(yùn)行系統(tǒng)中所有下拉菜單（曲線、電能計(jì)費(fèi)報(bào)表）中的回路名稱改為儀表位置。
變更原因：客戶更改回路用戶名稱后，下拉菜單里回路名稱沒有關(guān)聯(lián)，不方便用戶查詢。儀表位置是不變化的。
安科瑞電氣股份有限公司軟件設(shè)計(jì)部對客戶的要求經(jīng)過評審，同意對該項(xiàng)目進(jìn)行電費(fèi)計(jì)量報(bào)表變更。
4.2 添加功能：
為了實(shí)現(xiàn)上海四季廣場系統(tǒng)的電能管理以及客戶電費(fèi)計(jì)量的直觀性，四季廣場物業(yè)管理部門經(jīng)過討論需要增加以下附加功能：
月電能（總電能）對比報(bào)表
含一年內(nèi)十二個(gè)月各月電能對比和查詢?nèi)我鈨蓚€(gè)月的電能對比。
日電能（總電能）對比報(bào)表
含一月內(nèi)各日電能對比和查詢?nèi)我鈨扇盏碾娔軐Ρ取?/span>
電費(fèi)計(jì)量（原復(fù)費(fèi)率電費(fèi)計(jì)量保存）
總用電量不分復(fù)費(fèi)率，*價(jià)計(jì)量電費(fèi)。
月MD值對比（要求同*條）
電流變比
做出電流變比報(bào)表，并能打印。電流變比報(bào)表里要有儀表出廠編號。
安科瑞電氣股份有限公司軟件設(shè)計(jì)部對客戶的要求經(jīng)過評審，同意對該項(xiàng)目進(jìn)行軟件添加以上功能。
5 系統(tǒng)功能
5.1 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（顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息），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。
1#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖
2#變壓器低壓配電系統(tǒng)圖
5.2 報(bào)表查詢功能
5.2.1遙測報(bào)表查詢
報(bào)表可以查詢?nèi)我鈺r(shí)刻所有回路的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，并有報(bào)表打印及導(dǎo)出功能。
遙測報(bào)表
5.2.2歷史電度報(bào)表查詢
報(bào)表可以查詢所有回路任意時(shí)間間隔段所用的電度數(shù)，同時(shí)報(bào)表具有打印及導(dǎo)出功能
歷史報(bào)表
5.2.3復(fù)費(fèi)率報(bào)表查詢
含有任意時(shí)段復(fù)費(fèi)率電能查詢，本月復(fù)費(fèi)率查看功能。
付費(fèi)率報(bào)表
本月付費(fèi)率報(bào)表
5.2.4電費(fèi)計(jì)量
A、電費(fèi)計(jì)量有權(quán)限登錄，如果沒有權(quán)限人員無法登錄此界面查看電費(fèi)，更改數(shù)值。
MD申請值報(bào)表含有對各回路用電客戶MD值修改、電費(fèi)修改、MD*價(jià)修改功能。
MD申請值輸入
B、現(xiàn)場2種不同智能儀表電費(fèi)計(jì)量方式
B1、電費(fèi)計(jì)量為帶MD的儀表，時(shí)段可以任意設(shè)定查詢。復(fù)費(fèi)率時(shí)段電費(fèi)自動(dòng)算出。設(shè)定好要查時(shí)段，選擇回路，就自動(dòng)算出電費(fèi)。
注：平2電費(fèi)7、8、9三個(gè)月按峰電費(fèi)計(jì)量，其余各月按平電費(fèi)計(jì)量（自動(dòng)生成)。
電費(fèi)清單報(bào)表
B2、無MD電費(fèi)的智能儀表，電費(fèi)根據(jù)復(fù)費(fèi)率時(shí)段自動(dòng)算出。
電費(fèi)清單報(bào)表
5.2.4 CT報(bào)表查詢
報(bào)表可以查詢所有回路的CT值，具有打印及導(dǎo)出功能，方便管理人員后期維護(hù)的工作。
CT報(bào)表
5.3 趨勢曲線功能
曲線趨勢：實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流、MD繪制趨勢曲線，分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線可對測量數(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。
電流趨勢曲線
MD趨勢曲線
5.4 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。
報(bào)警查詢
6 運(yùn)行效果
實(shí)時(shí)性：項(xiàng)目實(shí)施前現(xiàn)場數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄，1天2次，各回路時(shí)間不統(tǒng)一，可對性差；項(xiàng)目實(shí)施后后臺(tái)實(shí)時(shí)采集，50mS一次，可比性強(qiáng)。
存儲(chǔ)管理：項(xiàng)目實(shí)施前紙質(zhì)記錄，查詢時(shí)翻箱倒柜，年久易失，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜；項(xiàng)目實(shí)施后計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)10年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點(diǎn)，迅速準(zhǔn)確。
整體分析：項(xiàng)目實(shí)施前各個(gè)時(shí)段用電量以及各個(gè)回路用電橫向和豎向無法對比；項(xiàng)目實(shí)施后通過曲線分析，峰平谷時(shí)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。
數(shù)據(jù)：項(xiàng)目實(shí)施前分散管理，手工定時(shí)備份，對連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確；項(xiàng)目實(shí)施后同步集中管理，系統(tǒng)自動(dòng)即時(shí)備份。
設(shè)備管理：項(xiàng)目實(shí)施前各個(gè)抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場去查看，斷電時(shí)無報(bào)警；項(xiàng)目實(shí)施后通過后臺(tái)一次系統(tǒng)圖清晰展示，回路跳閘時(shí)，后臺(tái)自動(dòng)記錄，并伴隨自動(dòng)報(bào)警。
負(fù)荷調(diào)整：項(xiàng)目實(shí)施前調(diào)整三相回路負(fù)荷平衡比較困難；項(xiàng)目實(shí)施后實(shí)時(shí)管理分配各個(gè)回路電流任務(wù)，使三相電流平衡，日志記錄。
7 結(jié)束語
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在上海四季廣場項(xiàng)目上得以成功應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實(shí)現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營成本。
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
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