安科瑞 鮑靜君
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰

摘要：用戶對自身用能的管理意識提升，促使用戶側(cè)電力配電系統(tǒng)在商業(yè)、工業(yè)以及民用區(qū)域的普及。系統(tǒng)針對用戶側(cè)主要的用能節(jié)點(diǎn)，設(shè)計安裝智能儀表，再通過后臺系統(tǒng)來實(shí)時監(jiān)控各用能回路的工作狀態(tài)、用電量等數(shù)據(jù)的采集。通過實(shí)時監(jiān)控用能以及相關(guān)電力參數(shù)、提升用能安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的智能管理。同時通過用能的實(shí)時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的采集及存儲，明確供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本提供數(shù)據(jù)依據(jù)。現(xiàn)以上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊項目中使用的ACREL-3000電能管理系統(tǒng)為例。對用戶側(cè)用能智能化做簡要介紹。
關(guān)鍵詞：上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊  電能管理  無人值守    智能配電系統(tǒng)  配電自動化

0引言
  在商辦一體式廣場項目中配電體系內(nèi)、原始的人工抄表，數(shù)據(jù)采集早已滿足不了當(dāng)前的商業(yè)管理體系。供配電體系的智能化，數(shù)據(jù)化已經(jīng)成為商辦一體式廣場項目中智能化、數(shù)據(jù)化的基本要求。通過智能化系統(tǒng)對用戶側(cè)的用能實(shí)時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的積累，分析，為管理者提供準(zhǔn)確的商業(yè)用能數(shù)據(jù)。
  ACREL-3000電能管理系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊項目變電所進(jìn)出線回路用能的實(shí)時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個配電體系用能以及運(yùn)作狀況，量化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為管理者日常管理，維護(hù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
  本文以上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊為例，簡單介紹ACREL-3000電能管理系統(tǒng)在上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊項目配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1項目介紹
  上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊項目概況： 該項目為新建商辦樓，項目總建筑面積為88749平方米，其中地上面積為50240平方米，地下預(yù)計開發(fā)面積為38509平方米。需要安裝客梯和扶梯。包括： 商業(yè)辦公樓 會展中心 地下停車庫 上海虹橋新地中心 1號樓，地上：9層，地下：3層。 上海虹橋新地中心 2號樓 ，地上：8層，地下：1層。 
  本項目為1號樓做一套電能管理系統(tǒng)，1號樓包括5個核心筒，共315個計量點(diǎn)，通過屏蔽雙絞線手拉手連接成16條總線。再通過2臺串口服務(wù)器將數(shù)據(jù)上傳至電能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可以通過本地電能管理平臺進(jìn)行監(jiān)測，通時也可通過能耗網(wǎng)關(guān)上傳至上級能耗監(jiān)測平臺。 
  ACREL-3000電能管理系統(tǒng)對智能計量儀表的數(shù)據(jù)采集、存儲、處理，并以圖形、報表的形式導(dǎo)出，為管理人員提供具體的用電明細(xì)。

2用戶需求
  前期經(jīng)過現(xiàn)場勘察以及和業(yè)主方溝通后，基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：
1)    數(shù)據(jù)采集及處理：通過間隔層單元實(shí)時采集現(xiàn)場各種模擬量、開關(guān)量、溫度量、電度抄表等；
2)    畫面顯示：全部設(shè)備的位置狀態(tài)、變位信息、保護(hù)設(shè)備動作及復(fù)歸信息、直流系統(tǒng)及所用變系統(tǒng)的信息、各測量值的實(shí)時數(shù)據(jù)、各種告警信息、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)信息；
3)    記錄功能：具有對各種歷史數(shù)據(jù)的記憶功能，以供隨時查詢、回顧、打印。
4)    報警處理：用戶可以按照自己的意愿分類、篩選報警，并將報警歸納于不同的報警窗口中，根據(jù)不同的報警級別，采用推出畫面、光顯示、條紋閃爍及不同聲音級別的音響進(jìn)行報警；
5)    應(yīng)具有完善的用戶管理功能，避免越權(quán)操作；
6)    歷史曲線顯示：可顯示存于歷史數(shù)據(jù)庫中的任意模擬量、電度量以及母線電壓任意時間的歷史波形圖；
7)    報表打印功能：可召喚打印、定時打印各種歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)行參數(shù)，事故報告統(tǒng)計，電度量統(tǒng)計報表，主接線圖，負(fù)荷曲線。

3設(shè)計方案
3.1參考標(biāo)準(zhǔn)
  系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn)：
JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
GB/J63-90  《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)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(shù)條件》
GB2887  《計算站場地技術(shù)要求》
GB/50198-94      《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(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/814-2013       《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》
3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
  鑒于上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計：上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊所有變電所進(jìn)出線監(jiān)控點(diǎn)位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，其中1#樓的數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至系統(tǒng)后臺處的數(shù)據(jù)采集器；2#樓的數(shù)據(jù)總線鋪設(shè)至數(shù)據(jù)采集箱，再經(jīng)過光纖通訊以TCP/IP協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)，系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

4 系統(tǒng)功能
  上位機(jī)軟件采用ACREL-3000電能管理系統(tǒng)，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)計等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電能管理的功能。
4.1 功能特點(diǎn)
  ACREL-3000電能管理系統(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，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。
4.2 軟件功能：
4.2.1通訊示意圖
  通訊示意圖為拓?fù)鋱D，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統(tǒng)各個監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖2所示。

圖2 通訊示意

4.2.2 監(jiān)測詳圖
  監(jiān)測詳圖反應(yīng)了整個系統(tǒng)配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。通過實(shí)時數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于管理者實(shí)時了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 監(jiān)測詳圖

4.2.3 參數(shù)抄表
  參數(shù)報表反映了本項目監(jiān)測回路的在過去某時間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過當(dāng)前或者過去某時間點(diǎn)的實(shí)時參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補(bǔ)償因數(shù)，頻率。界面如圖4所示

 
圖4參數(shù)抄表

4.2.4 電能報表
  電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時間段內(nèi)的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，且可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖5所示。

 
圖5電能報表

5 結(jié)束語 
  商辦綜合建筑配電體系的智能化，透明化，高效率等要求，促使市場為其提供相應(yīng)的解決方案。當(dāng)前主要是通過在商辦綜合建筑的供配電系統(tǒng)即變電所的進(jìn)出線節(jié)點(diǎn)安裝智能儀表，利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)，為客戶提供遠(yuǎn)程抄表、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，幫助客戶實(shí)時掌握建筑的用能狀況，實(shí)現(xiàn)建筑用能的智能化管理。
  上海虹橋商務(wù)區(qū)新地中心04、09地塊電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、存儲、顯示、導(dǎo)出。在配電系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)安裝智能儀表，由此配電系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測體系。系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試的同時，也是同時對配電系統(tǒng)的各項參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)梳理，核對；通過對現(xiàn)場各個電力參數(shù)的核對，從而了解配電體系的運(yùn)作狀態(tài)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時顯示業(yè)主各配電回路的電能使用狀況，并生成各種電能報表等。系統(tǒng)的安裝便于各項電力參數(shù)的采集。管理方通過對數(shù)據(jù)的分析、研究，制定相應(yīng)的生產(chǎn)工藝調(diào)整計劃。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，還為配電系統(tǒng)終端用戶解決各個配電回路的具體用電不明的問題，為后期電力系統(tǒng)的維護(hù)及制定合理的物業(yè)服務(wù)提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。
 
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
[2].周中.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項計量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6