安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：針對(duì)用戶側(cè)主要的用能節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)安裝智能儀表，再通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控各用能回路的工作狀態(tài)；并計(jì)量各個(gè)回路的用電量、用水量、用氣量。通過(guò)實(shí)時(shí)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(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)控的無(wú)人值守。通過(guò)用能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)的采集及存儲(chǔ)，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(hù)成本、物業(yè)的合理收費(fèi)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，后期亦可根據(jù)對(duì)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(xiàng)目中使用的ACREL-3000電能管理系統(tǒng)對(duì)用戶側(cè)用能智能化做一簡(jiǎn)要介紹。

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

0 引言

    用戶側(cè)用能智能化監(jiān)測(cè)是配電智能化、科學(xué)化管理的重要組成部分。通過(guò)智能化設(shè)備對(duì)用戶側(cè)的用能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)用能數(shù)據(jù)的積累，分析，對(duì)用戶收取合理的用能費(fèi)用。通過(guò)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(dá)到科學(xué)用能目的。

    ACREL-3000電能管理系統(tǒng)正是針對(duì)以上趨勢(shì)而研發(fā)的用戶端電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)上海華大孵化中心項(xiàng)目?jī)?nèi)重要回路進(jìn)行計(jì)量，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)回路用能的實(shí)時(shí)計(jì)量、存儲(chǔ)、分析，以表格或圖形的形式來(lái)顯示整個(gè)計(jì)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(fèi)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

    本文以上海華大孵化中心為例，簡(jiǎn)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(xiàng)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(xiàng)目建筑框架16層，為商業(yè)辦公樓寫(xiě)字樓。本項(xiàng)目需要設(shè)計(jì)一套電能管理系統(tǒng)，針對(duì)樓內(nèi)的用戶進(jìn)行用能計(jì)量，每個(gè)月底出具用能報(bào)表，根據(jù)報(bào)表用能計(jì)量對(duì)客戶進(jìn)行用能收費(fèi)。

    本項(xiàng)目的中的用戶的用電從樓層動(dòng)力柜內(nèi)引出。在樓層動(dòng)力柜的進(jìn)線以及出線分別安裝智能計(jì)量表計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)每層用能的總計(jì)量以及具體用戶的用能計(jì)量，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的用能計(jì)量，由此實(shí)現(xiàn)用戶用能的透明化，智能化。ACREL-3000電能管理系統(tǒng)對(duì)智能計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理，并以圖形、報(bào)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

    本項(xiàng)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(bào)表的統(tǒng)計(jì)，顯示。基本的需求整理分析后分為以下幾個(gè)方面：

1）樓層動(dòng)力柜的進(jìn)線、出線的用能計(jì)量；

2）所有用戶的用能日、月、年報(bào)表；

3）樓層動(dòng)力柜進(jìn)線以及出線的用能誤差控制在2%以內(nèi)；

4）智能表計(jì)的集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的電參量報(bào)表；

5）用戶權(quán)限等級(jí)管理，不同等級(jí)權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)管理操作；

3 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)：

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?jī)x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》

GB2887            《計(jì)算站場(chǎng)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(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    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(xiàng)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(yàn)，對(duì)該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：上海華大孵化中心所有監(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(chǎng)安裝的智能儀表通過(guò)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(jī)所在的變電所值班室。數(shù)據(jù)總線通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器將數(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(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

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(jiǎn)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運(yùn)行系統(tǒng)

    軟件的界面可以根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和客戶的要求來(lái)設(shè)計(jì)。初始界面為“登錄界面"，客戶需通過(guò)用戶名，輸入相應(yīng)密碼，方能進(jìn)入本系統(tǒng)。

4.2.2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(guò)界面模塊顏色的變化來(lái)反映整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖所示。

通訊示意

4.2.3 監(jiān)測(cè)詳圖

    監(jiān)測(cè)詳圖反應(yīng)了整個(gè)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(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項(xiàng)目各個(gè)監(jiān)測(cè)回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于管理者實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖所示。

監(jiān)測(cè)詳圖

4.2.4 參數(shù)抄表

    參數(shù)報(bào)表反映了本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)回路的在過(guò)去某時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)當(dāng)前或者過(guò)去某時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)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(wú)功功率，功率補(bǔ)償因數(shù)，頻率。界面如圖所示

參數(shù)抄表

4.2.5 電能報(bào)表

    電能報(bào)表是對(duì)用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的月抄表，日抄表，小時(shí)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(bào)表

4.2.6實(shí)時(shí)報(bào)警

    本系統(tǒng)還針對(duì)主要電參量的遙測(cè)量（包括進(jìn)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(bào)警）。也能點(diǎn)擊打開(kāi)歷史報(bào)警調(diào)出歷史報(bào)警界面。界面如圖所示。

實(shí)時(shí)報(bào)警

5 結(jié)束語(yǔ)

    商業(yè)辦公建筑用能智能化、透明化，是當(dāng)前市場(chǎng)主流客戶的選擇。通過(guò)在建筑的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或者業(yè)主的供配電柜進(jìn)出線節(jié)點(diǎn)安裝電能計(jì)量?jī)x表，利用計(jì)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(chǔ)、數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，幫助客戶實(shí)時(shí)掌握建筑的用能狀況，實(shí)現(xiàn)建筑用能的智能化管理。

    上海華大孵化中心大廈電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、顯示、導(dǎo)出。在樓層動(dòng)力柜進(jìn)線端和出線端安裝電能計(jì)量?jī)x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(guò)程中，對(duì)每層樓內(nèi)的進(jìn)線用能、出線用能進(jìn)行了核對(duì)，整改了部分回路的接線問(wèn)題，使進(jìn)出線回路的誤差在1%以內(nèi)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的同時(shí)，也是對(duì)整棟建筑用能架構(gòu)的詳細(xì)梳理，通過(guò)對(duì)用能情況的細(xì)致分類，明確整棟建筑用能的具體去向，從而了解各個(gè)業(yè)主的運(yùn)作狀態(tài)。統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示業(yè)主各配電回路的電能使用狀況、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及報(bào)警聲音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究制定相應(yīng)的用能服務(wù)計(jì)劃。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為配電系統(tǒng)終端用戶解決各個(gè)配電回路的具體用電不明的問(wèn)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)。