安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：針對用戶側(cè)主要的用能節(jié)點，設(shè)計安裝智能儀表，再通過后臺系統(tǒng)來實時監(jiān)控各用能回路的工作狀態(tài)；并計量各個回路的用電量、用水量、用氣量。通過實時監(jiān)控用能以及相關(guān)電力參數(shù)、提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的無人值守。通過用能的實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的采集及存儲，明確用戶的電能使用水平以及電能的具體去向，為用戶節(jié)約電力維護成本、物業(yè)的合理收費提供數(shù)據(jù)依據(jù)，后期亦可根據(jù)對用能數(shù)據(jù)的分析制定相應(yīng)的節(jié)能改造措施。現(xiàn)就上海華大孵化中心項目中使用的ACREL-3000電能管理系統(tǒng)對用戶側(cè)用能智能化做一簡要介紹。

關(guān)鍵詞：上海華大孵化中心  電能管理  無人值守  節(jié)能改造  智能配電系統(tǒng)  配電自動化

0 引言

    用戶側(cè)用能智能化監(jiān)測是配電智能化、科學(xué)化管理的重要組成部分。通過智能化設(shè)備對用戶側(cè)的用能實時監(jiān)測，通過用能數(shù)據(jù)的積累，分析，對用戶收取合理的用能費用。通過ACREL-3000電能管理系統(tǒng)構(gòu)建智能用能服務(wù)體系，使用智能儀表以及智能用電管理終端設(shè)備，以此達到科學(xué)用能目的。

    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)通過對上海華大孵化中心項目內(nèi)重要回路進行計量，通過對監(jiān)測回路用能的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個計量體系用能狀況，明確用能去向，為管理者用能考核，用能收費提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

    本文以上海華大孵化中心為例，簡單介紹ACREL-3000電能管理系統(tǒng)在上海華大孵化中心配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 項目介紹

    上海華大孵化中心位于金沙江路，與上海華大科技大廈屬于同胞樓。本項目建筑框架16層，為商業(yè)辦公樓寫字樓。本項目需要設(shè)計一套電能管理系統(tǒng)，針對樓內(nèi)的用戶進行用能計量，每個月底出具用能報表，根據(jù)報表用能計量對客戶進行用能收費。

    本項目的中的用戶的用電從樓層動力柜內(nèi)引出。在樓層動力柜的進線以及出線分別安裝智能計量表計來實現(xiàn)每層用能的總計量以及具體用戶的用能計量，通過對關(guān)鍵節(jié)點的用能計量，由此實現(xiàn)用戶用能的透明化，智能化。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。

2 用戶需求

    本項目中主要是樓層內(nèi)用戶用能數(shù)據(jù)的采集以及電能報表的統(tǒng)計，顯示。基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：

1）樓層動力柜的進線、出線的用能計量；

2）所有用戶的用能日、月、年報表；

3）樓層動力柜進線以及出線的用能誤差控制在2%以內(nèi)；

4）智能表計的集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的電參量報表；

5）用戶權(quán)限等級管理，不同等級權(quán)限實現(xiàn)不同等級管理操作；

3 設(shè)計方案

    3.1參考標準

    系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標準：

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/814-2002      《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

    鑒于上海華大孵化中心的建筑規(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：上海華大孵化中心所有監(jiān)控點位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標準的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，數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至主機所在的變電所值班室。數(shù)據(jù)總線通過協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機。系統(tǒng)示意圖1所示。

 圖1

4 系統(tǒng)功能

    上位機軟件采用ACREL-3000電能管理系統(tǒng)，通過軟件進行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1 功能特點

    ACREL-3000電能管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應(yīng)快捷按鈕即可進入相應(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運行系統(tǒng)

    軟件的界面可以根據(jù)項目的特點和客戶的要求來設(shè)計。初始界面為“登錄界面"，客戶需通過用戶名，輸入相應(yīng)密碼，方能進入本系統(tǒng)。

4.2.2通訊示意圖

    通訊示意圖為拓撲圖，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)控點位的運行狀態(tài)。界面如圖所示。

通訊示意

4.2.3 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。通過實時數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運行數(shù)據(jù)，便于管理者實時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)。界面如圖所示。

監(jiān)測詳圖

4.2.4 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的運行數(shù)據(jù)，通過當前或者過去某時間點的實時參量數(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，功率補償因數(shù)，頻率。界面如圖所示

參數(shù)抄表

4.2.5 電能報表

    電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)運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。界面如圖所示。

電能報表

4.2.6實時報警

    本系統(tǒng)還針對主要電參量的遙測量（包括進線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報警）。也能點擊打開歷史報警調(diào)出歷史報警界面。界面如圖所示。

實時報警

5 結(jié)束語

    商業(yè)辦公建筑用能智能化、透明化，是當前市場主流客戶的選擇。通過在建筑的關(guān)鍵節(jié)點或者業(yè)主的供配電柜進出線節(jié)點安裝電能計量儀表，利用計算機網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)，為客戶提供遠程抄表、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，幫助客戶實時掌握建筑的用能狀況，實現(xiàn)建筑用能的智能化管理。

    上海華大孵化中心大廈電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)用電數(shù)據(jù)的實時采集、存儲、顯示、導(dǎo)出。在樓層動力柜進線端和出線端安裝電能計量儀表，由此搭建建筑內(nèi)每層樓的業(yè)主用能體系。在調(diào)試過程中，對每層樓內(nèi)的進線用能、出線用能進行了核對，整改了部分回路的接線問題，使進出線回路的誤差在1%以內(nèi)。系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試的同時，也是對整棟建筑用能架構(gòu)的詳細梳理，通過對用能情況的細致分類，明確整棟建筑用能的具體去向，從而了解各個業(yè)主的運作狀態(tài)。統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示業(yè)主各配電回路的電能使用狀況、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究制定相應(yīng)的用能服務(wù)計劃。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，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)的維護及制定合理的物業(yè)服務(wù)提供了真實可靠的依據(jù)。