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、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(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、PZ72L-E\C儀表60臺，小武松漏電火災(zāi)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(jìn)行監(jiān)控，對用電量進(jìn)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(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(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；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)場通電后，才之強(qiáng)完成軟件現(xiàn)場調(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，對項(xiàng)目的整體變更由項(xiàng)目的變更評審委員會進(jìn)行嚴(yán)格評審和完成項(xiàng)目過程中的所有活動，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趨勢曲線：功率實(shí)時(shí)趨勢顯示及歷史趨勢查詢功能。選擇回路后，該回路實(shí)時(shí)趨勢曲線會不斷刷新，選擇“起始時(shí)間"可查看該回路歷史趨勢曲線，選擇“時(shí)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(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)施的樓宇自動化系統(tǒng)對接，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)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)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(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。