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(luò)電力儀表而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一套分散式采集和集中管理的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)絡(luò)在監(jiān)控室中智能管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場(chǎng)操作的繁瑣性，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：信息系統(tǒng)集成；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；應(yīng)用；智能

0引言

信息系統(tǒng)集成，就是通過結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個(gè)分離的設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)電力儀表)、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、便利的管理。系統(tǒng)集成采用功能集成、網(wǎng)絡(luò)集成、軟件界面集成等多種集成技術(shù)。系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于解決系統(tǒng)之間的互連和互操作性問題，它是一個(gè)多廠商、多協(xié)議和面向各種應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)。需要解決各類設(shè)備、子系統(tǒng)間的接口、協(xié)議、系統(tǒng)平臺(tái)、應(yīng)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(guān)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(yīng)用。

1項(xiàng)目介紹

中冶圣喬維斯緊鄰城市南北交通動(dòng)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(xiàng)目總建筑面積約20萬㎡，集花園洋房、廊院小高層、風(fēng)情商業(yè)街為一體，共約1590戶，容積率僅為1.8，綠化率高達(dá)40%；整個(gè)項(xiàng)目的建筑風(fēng)格充分遵循意大利托斯卡納的原有風(fēng)貌。整個(gè)小區(qū)以一橫一縱兩條主軸線景觀為核心，結(jié)合地形和建筑的高差，設(shè)計(jì)以紅酒、坡地、花卉等主題來營造質(zhì)樸的臺(tái)地景觀效果。

中冶圣喬維斯南區(qū)電能管理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)分為1個(gè)低壓配電室和1個(gè)高壓變電所，低壓配電室內(nèi)采用安科瑞PZ96L-E4\C儀表5臺(tái)、PZ72L-E\C儀表60臺(tái)，小武松漏電火災(zāi)監(jiān)控儀8臺(tái)，對(duì)低壓配電室內(nèi)各回路的電流、電壓、電能等電參量進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)用電量進(jìn)行分析。高壓變電所內(nèi)安裝南瑞綜保4臺(tái)，針對(duì)兩高壓回路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。

2用戶需求

對(duì)圣喬維斯南區(qū)配電系統(tǒng)管理需求進(jìn)行詳細(xì)分析，得出客戶需求結(jié)論如下：

高壓回路上開關(guān)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制：主要針對(duì)短路器狀態(tài)、手車狀態(tài)、彈簧儲(chǔ)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(yuǎn)程控制；低壓配電間內(nèi)各用電回路的實(shí)時(shí)電參量采集和斷路器狀態(tài)；負(fù)荷分析：各用電回路消耗電能形成電能報(bào)表，用電趨勢(shì)形成曲線并附查詢打印功能；報(bào)警：高壓狀態(tài)報(bào)警，低壓越限報(bào)警。

3設(shè)計(jì)方案

根據(jù)可靠性和效率高的配電管理的要求，以及實(shí)用性，安全性，實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性和易維護(hù)性的原則，上海安科瑞電氣股份有限公司對(duì)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(shè)計(jì)方案

3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

ISO/IEC11801     《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/J63-90           《電力裝置的電測(cè)量儀表裝置設(shè)計(jì)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(shù)條件》

GBJ63-93            《電力裝置電測(cè)量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》

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

IEC-61131-3         《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)鋱D

3.3儀表，通訊線纜，交換機(jī)及串口服務(wù)器選型

對(duì)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(shè)備層采購華北工控的工業(yè)主機(jī)，三星19寸顯示器，SANTAK的UPS；網(wǎng)絡(luò)通訊層使用MOXA的NPORT5630-8串口服務(wù)器；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層采上海安科瑞公司PZ96-E4系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表、小武松漏電監(jiān)測(cè)儀、南瑞綜保，總線鋪設(shè)屏蔽雙絞線，以滿足系統(tǒng)組網(wǎng)的要求。

4項(xiàng)目管理

安科瑞電氣股份有限公司在明確用戶需求，確定設(shè)計(jì)方案之后，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的整體管理制定了嚴(yán)格的管理計(jì)劃：首先制定了項(xiàng)目章程，正式授權(quán)才之強(qiáng)為此項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理，此項(xiàng)目啟動(dòng)；其次，制定了初步的項(xiàng)目范圍說明書和制定了項(xiàng)目管理計(jì)劃，確定此項(xiàng)目分兩步走，初期朱文龍負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)線路的鋪設(shè)，同步由才之強(qiáng)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(chǎng)通電后，才之強(qiáng)完成軟件現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試；后期，由才之強(qiáng)完成軟件收尾；再次，指導(dǎo)和管理項(xiàng)目的執(zhí)行和監(jiān)督和控制項(xiàng)目，由公司項(xiàng)目實(shí)施部定期回了解訪項(xiàng)目的實(shí)施情況；最后，對(duì)項(xiàng)目的整體變更由項(xiàng)目的變更評(píng)審委員會(huì)進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)審和完成項(xiàng)目過程中的所有活動(dòng)，以正式結(jié)束此項(xiàng)目。

5系統(tǒng)功能

上位機(jī)軟件采用Acrel – 3000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)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(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)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(gè)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(shí)時(shí)刷新顯示，能直觀反映該系統(tǒng)各進(jìn)出線回路運(yùn)行狀況

5.2. 遠(yuǎn)程抄表查詢：各個(gè)配電室各個(gè)回路按照時(shí)間段進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢。選擇回路后，可選擇時(shí)間間隔、時(shí)間長度對(duì)該回路進(jìn)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(jié)果可導(dǎo)出成EXCEL表格進(jìn)行保存，也可打印保存

5.3趨勢(shì)曲線：功率實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示及歷史趨勢(shì)查詢功能。選擇回路后，該回路實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線會(huì)不斷刷新，選擇“起始時(shí)間"可查看該回路歷史趨勢(shì)曲線，選擇“時(shí)間長度"可查看歷史日、月、年趨勢(shì)曲線，能更加直觀反映該回路運(yùn)行情況。

6 項(xiàng)目實(shí)施后的效果分析

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集,降低管理費(fèi)用：可以實(shí)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(kuò)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(shí)施或即將實(shí)施的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接，可以充分保護(hù)企業(yè)的投資。

保持?jǐn)?shù)據(jù)的原始性，防止被修改：原始的由現(xiàn)場(chǎng)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(lǐng)導(dǎo)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(lǐng)導(dǎo)層了解真實(shí)的數(shù)據(jù)。

7結(jié)束語

本文以Acrel-3000智能電能管理系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心，分析了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選型，以及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表具有實(shí)施簡明、投資少等顯著優(yōu)點(diǎn)，可以方便和實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對(duì)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，減少工作人員，提高效率。同時(shí)，根據(jù)建立的電能計(jì)量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計(jì)劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。