電能管理系統(tǒng)在浙江臺(tái)州路橋廣電中心機(jī)房中的應(yīng)用

趙娜
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：本文主要介紹了浙江臺(tái)州路橋廣電中心數(shù)據(jù)機(jī)房采用安科瑞智能電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，儀表通過(guò)總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)，進(jìn)行智能化組網(wǎng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化電能管理。

關(guān)鍵詞：智能電力儀表；觸摸屏；電能管理；Acrel-3000；臺(tái)州路橋廣電中心

0 項(xiàng)目概述

    臺(tái)州廣播電視總臺(tái)路橋廣電中心大廈位于路北街道徐翁村，占地總面積5863平方米，設(shè)計(jì)總建筑面積13461.3平方米。其中地上建筑面積9997.5平方米（包括技術(shù)業(yè)務(wù)用房8345.3平方米，辦公面積1652.2平方米），地下車庫(kù)面積3463.8平方米。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍為廣電中心數(shù)據(jù)機(jī)房低壓配電系統(tǒng)，包括設(shè)備輸入配電ATS柜、機(jī)房設(shè)備配電柜、機(jī)房UPS期配電柜、機(jī)房UPS二期配電柜、設(shè)備列頭配電柜1、設(shè)備列頭配電柜2、設(shè)備列頭配電柜3、設(shè)備列頭配電柜4。

1 用戶需求

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求如下：

   1.1 實(shí)時(shí)顯示：初始界面采用系統(tǒng)圖，界面可以實(shí)時(shí)顯示每個(gè)回路的三相電流，實(shí)時(shí)顯示回路的通斷狀態(tài)，可通過(guò)連接查看回路詳細(xì)參數(shù)。

    1.2 報(bào)警及事件：

①遙測(cè)實(shí)時(shí)報(bào)警功能：22只ACR120EL/K以及2只AMC16-3E3/K電壓、電流（或功率）、頻率、功率因數(shù)越限報(bào)警；限額值可以由使用方管理用戶設(shè)定。

②遙測(cè)歷史報(bào)警功能：可查詢遙測(cè)歷史報(bào)警記錄。

③遙信實(shí)時(shí)報(bào)警功能：22只ACR120EL/K和2只AMC16-3E3/K及2只ARTU-K16斷路器通斷狀態(tài)報(bào)警。

④遙信歷史報(bào)警功能：可查詢遙信歷史報(bào)警記錄。

⑤通訊及系統(tǒng)故障報(bào)警：系統(tǒng)通訊出現(xiàn)故障須有報(bào)警及記錄功能。

⑥系統(tǒng)歷史操作記錄：包括各個(gè)用戶的登錄記錄、操作記錄。

    1.3 趨勢(shì)分析：提供22只ACR120EL/K和2只AMC16-3E3/K的24只表28個(gè)回路的電流（或功率）日曲線圖和周曲線圖；曲線圖可以根據(jù)要求手動(dòng)選擇時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行查看及打印。

    1.4 報(bào)表管理：電力參數(shù)抄表：可查詢歷史時(shí)刻各回路的有功功率值、無(wú)功功率值、用電量（kWh）、功率因素、每相電流及電壓值。

    1.5 電能管理：綜合的電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能，包含系統(tǒng)中24只低壓電力儀表所監(jiān)測(cè)回路的用電量，可以根據(jù)需求進(jìn)行不同時(shí)間段內(nèi)的用電量查詢。

    1.6 權(quán)限控制功能：系統(tǒng)用戶及操作權(quán)限：設(shè)置管理員和操作員2個(gè)用戶及設(shè)置不同的權(quán)限，管理員可以設(shè)置報(bào)警越限值、關(guān)閉程序；操作員僅有查看打印權(quán)限。

    1.7 HMI，現(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)觸摸屏實(shí)現(xiàn)以下功能：

①現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，實(shí)時(shí)顯示各回路的電壓、電流、功率。

②遙測(cè)及遙信報(bào)警功能。

③數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，將現(xiàn)場(chǎng)采集的儀表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到后臺(tái)電能管理系統(tǒng)。

    1.8 短信報(bào)警：將遙測(cè)或遙信報(bào)警信息短信通知用戶。

    1.9 WEB發(fā)布：遠(yuǎn)程用戶可通過(guò)局域網(wǎng)瀏覽器訪問(wèn)查看電能管理系統(tǒng)。

2 設(shè)計(jì)原則引用標(biāo)準(zhǔn)

    2.1 設(shè)計(jì)原則

    1）開(kāi)放性：本系統(tǒng)中將涉及到不同廠商的設(shè)備技術(shù)，以及系統(tǒng)的擴(kuò)展需求，在本項(xiàng)目的產(chǎn)品技術(shù)選型中，避免采用專有技術(shù)，從而使系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)具有充分的開(kāi)放性.

    2）先進(jìn)性：系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)的維護(hù)管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮當(dāng)今技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，采用相對(duì)先進(jìn)同時(shí)市場(chǎng)相對(duì)成熟的產(chǎn)品技術(shù)，以滿足系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展需求.

    3）高性能：系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)從服務(wù)器處理能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸能力、軟件系統(tǒng)效率等角度綜合分析，合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、使系統(tǒng)具有足夠的處理能力，以適應(yīng)大數(shù)量量數(shù)據(jù)處理和用戶訪問(wèn)需求，保障系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。

    4）安全性：系統(tǒng)對(duì)安全性問(wèn)題予以高度重視，從操作系統(tǒng)層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層每個(gè)層次都有相應(yīng)的措施以解決傳輸安全，系統(tǒng)安全和信息安全的需求。

    5）可靠性：系統(tǒng)應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選型等方面綜合考慮，以確保系統(tǒng)中沒(méi)有單故障節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)7X24不間斷服務(wù)。

    6）擴(kuò)展性：在本系統(tǒng)中，所有的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存貯、應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)遵循可擴(kuò)充的原則，以實(shí)現(xiàn)隨著需求的發(fā)展而擴(kuò)展。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有很好的兼容性和可擴(kuò)充性，即可使不同的廠商的設(shè)備和系統(tǒng)集成到同個(gè)平臺(tái)中，又可使系統(tǒng)在日后可以根據(jù)用戶需求方便地?cái)U(kuò)展。

    2.2 引用標(biāo)準(zhǔn)

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

    2）GB/50198《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    3）GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

    4）GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

    5）IEC 61587《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》

    6）DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

    7）DL/T 698.1-2009《1部分：總則》

    8）DL/T 698.2-2010《2部分：主站技術(shù)規(guī)范》

    9）DL/T 698.31-2010《3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

    10）DL/T 698.35-2010《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》

    11）DL/T 698.41-2010《4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

    12）DL/T 698.42-2010《4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

    13）DL/T 698.41-2010《4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

    14）DL/T 698.42-2010《4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

3 解決方案

    浙江臺(tái)州路橋廣電中心機(jī)房電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和站控管理層：

    3.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

    現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層儀表選型按照滿足用戶電能管理系統(tǒng)要求的原則，同時(shí)結(jié)合公司多年配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配置?，F(xiàn)場(chǎng)主回路監(jiān)測(cè)采用多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表ACR120EL/K以及多回路監(jiān)控裝置AMC16-3E3/K，可進(jìn)行回路電參量測(cè)量和開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)；列頭柜出線回路不需計(jì)量，只需進(jìn)行開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)，配置ARTU-16K。

    3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，儀表以RS485總線連接。數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場(chǎng)增加集中顯示裝置觸摸屏TPC1062K,機(jī)房設(shè)備配電柜、機(jī)房UPS期配電柜、機(jī)房UPS二期配電柜各配置臺(tái)作為現(xiàn)場(chǎng)HMI。HMI接收儀表數(shù)據(jù)，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)上傳到后臺(tái)電能管理系統(tǒng)。

    3.3 站控管理層

    站控管理層是針對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統(tǒng)的zui上層部分，主要是由電能管理系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取置機(jī)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實(shí)時(shí)發(fā)送并檢測(cè)操作的執(zhí)行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電能計(jì)量管理功能設(shè)計(jì)各種符合用戶的報(bào)表格式，報(bào)表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)量，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下：

4 系統(tǒng)功能

    4.1 觸摸屏功能

    1）主界面

    2）實(shí)時(shí)顯示界面，實(shí)時(shí)顯示回路電參量及開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

    3）通訊界面顯示儀表和觸摸屏軟件通訊狀態(tài)。

    4）報(bào)警記錄查詢

    4.2 電能管理系統(tǒng)功能

    1）配電監(jiān)測(cè)：以配電次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時(shí)將實(shí)時(shí)采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)。

    2）電能報(bào)表：安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

    3）負(fù)荷曲線：安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路（或重要負(fù)荷的出線）設(shè)計(jì)了負(fù)荷趨勢(shì)曲線。便于配電維護(hù)人員及時(shí)掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。

    4）電參量報(bào)表：安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有對(duì)實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。在監(jiān)控畫(huà)面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時(shí)間段或選擇查詢zui近新的記錄數(shù)等，并通過(guò)報(bào)表方式顯示出來(lái)。該功能方便用戶進(jìn)行事故追溯查詢。

    5）遙信實(shí)時(shí)報(bào)警：系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鞯姆趾祥l動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并報(bào)警。系統(tǒng)報(bào)警時(shí)能夠進(jìn)行信息語(yǔ)音提示，自動(dòng)彈出報(bào)警畫(huà)面。

    6）遙測(cè)實(shí)時(shí)報(bào)警：系統(tǒng)具備遙測(cè)報(bào)警配置功能，報(bào)警類型包括電壓越限、電流越限、頻率越限、功率因數(shù)越限、斷路器分合閘。系統(tǒng)報(bào)警時(shí)能夠進(jìn)行信息語(yǔ)音提示，自動(dòng)彈出報(bào)警畫(huà)面。

    7）遙信、遙測(cè)歷史報(bào)警查詢：安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)能夠?qū)b信、遙測(cè)報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便用戶對(duì)系統(tǒng)報(bào)警事件進(jìn)行追溯查詢。

    8）用戶權(quán)限管理：系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)*的操作（如配電回路名稱修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理提供可靠的安全保障。

    9）基于B/S的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：系統(tǒng)配置了強(qiáng)大的WEB頁(yè)面發(fā)布功能，從而使得用戶可以通過(guò)基于Windows平臺(tái)的IE或其他主流瀏覽器，查看系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫(huà)面、歷史數(shù)據(jù)，瀏覽效果與在Acrel-3000服務(wù)器端看到的系統(tǒng)畫(huà)面*相同。

    10）手機(jī)短信報(bào)警：系統(tǒng)支持手機(jī)短信報(bào)警功能，系統(tǒng)遙信、遙測(cè)實(shí)時(shí)報(bào)警信息可以通過(guò)短信報(bào)警模塊發(fā)送到的系統(tǒng)管理人員手機(jī)上，使得用戶能夠及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)配電情況，消除可能發(fā)生的配電隱患。

5 結(jié)束語(yǔ)

    隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源緊張、環(huán)境惡化已受到的密切關(guān)注，能源是發(fā)展民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，為了響應(yīng)家號(hào)召，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)能降耗是要任務(wù)。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對(duì)電能的統(tǒng)管理顯得尤為重要。只有對(duì)電能進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的計(jì)量，才能從真正意義上節(jié)約電能。
    Acrel-3000系列電能管理系統(tǒng)是我公司緊密把握電力系統(tǒng)用戶的需求，遵循電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而二次開(kāi)發(fā)的套具有專業(yè)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點(diǎn)的適用于低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。通過(guò)遙測(cè)和遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)化運(yùn)行，有效節(jié)約電能，為用電的合理管理提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 

：趙娜，女，本科。
任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司
：，187 02111912，