安科瑞 陳聰(cōng) 周(zhōu)潔 陳正 於洋

摘要(yào)：介紹蘇(sū)州橫涇中心小(xiǎo)學電(diàn)能管(guǎn)理係統(tǒng)，采(cǎi)用智能(néng)電力儀(yí)表采集(jí)配電現場(cháng)的各種電參(cān)量(liáng)和開關(guān)信(xìn)號。係(xì)統采用現(xiàn)場(cháng)就(jiù)地(dì)組(zǔ)網的方式，組(zǔ)網後通過(guò)現場(cháng)總綫通(tōng)訊(xùn)並(bìng)遠傳至後台(tái)，通(tōng)過(guò)Acrel-3000型電(diàn)能管(guǎn)理係統實現配(pèi)電(diàn)回路(lù)用電的(dí)實時監控和(hé)電能(néng)管理(lǐ)。

關鍵詞：橫涇中心小學；智(zhì)能電(diàn)力儀表(biǎo);Acrel-3000型(xíng)；電能管理係統   

0  概述(shù)    

本項目為蘇州橫(héng)涇(jīng)中心小(xiǎo)學電能(néng)管理(lǐ)係(xì)統。根據配電係統管(guǎn)理(lǐ)的要求，需要(yào)對(duì)蘇(sū)州橫(héng)涇中(zhōng)心小學的樓(lóu)層(céng)的低壓配進出(chū)綫(xiàn)回(huí)路(lù)進行電能(néng)管理，以保證(zhèng)用(yòng)電的安全，可靠和有(yǒu)效。   

Acrel-3000型智能配電係(xì)統充(chōng)分利(lì)用(yòng)了現代電(diàn)子技術，計(jì)算(suàn)機技術(shù)，網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總(zǒng)綫技術的新發展，對變(biàn)配電(diàn)係統進(jìn)行(háng)分散數(shù)據采集(jí)和集中監控管(guǎn)理(lǐ)。對配電(diàn)係(xì)統的二次設備進(jìn)行(háng)組網，通過計算(suàn)機和通訊網絡，將分散的配電所(suǒ)的現場(cháng)設備連(lián)接為(wéi)一(yī)個有機的(dí)整體，實現(xiàn)電(diàn)網(wǎng)運行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。   

1  係統(tǒng)結構描述   

本監(jiān)控(kòng)係統主要實現蘇州橫涇中心小學(xué)的0.4kV配電(diàn)係統進行用(yòng)電監控(kòng)與(yǔ)電能管理(lǐ)；監(jiān)控(kòng)範圍(wéi)為(wéi)低壓(yā)櫃(guì)進行(háng)遠程(chéng)實時監(jiān)控(kòng)和電能管理。該(gāi)係統(tǒng)總(zǒng)計有191隻(zhī)PZ72L-E4/KC儀表(biǎo)，分(fēn)10條總(zǒng)綫(xiàn)，實(shí)現儀表(biǎo)與監控主(zhǔ)機的數(shù)據連通(tōng)。   

本(běn)監(jiān)控係(xì)統采用分(fēn)層分布式結構(gòu)，即站(zhàn)控(kòng)層，通訊(xùn)層(céng)與間隔層(céng)；   

如(rú)圖(tú)（1）所(suǒ)示(shì)： 

圖(tú)（1）網絡拓(tuò)撲圖

間(jiān)隔設備層(céng)主(zhǔ)要(yào)為：多功能網絡電力儀(yí)表。這(zhè)些裝置(zhì)分別(bié)對(duì)應相應的一次設備安(ān)裝在電氣(qì)櫃內，這些裝(zhuāng)置均采用RS485通(tōng)訊接(jiē)口(kǒu)，通(tōng)過現(xiàn)場MODBUS總綫組網(wǎng)通(tōng)訊(xùn)，實現(xiàn)數據(jù)現(xiàn)場采(cǎi)集。   

網絡通訊層(céng)主(zhǔ)要(yào)為：串口服(fú)務器(qì)及光纖(xiān)收(shōu)發器(qì)，其主(zhǔ)要(yào)功(gōng)能為把(bǎ)分散在(zài)現場采(cǎi)集裝置集(jí)中采(cǎi)集(jí)，同(tóng)時(shí)遠傳(chuán)至站控層，完成(chéng)現場層和(hé)站控層(céng)之(zhī)間(jiān)的數(shù)據交互。   

站(zhàn)控管理層：設有(yǒu)高(gāo)性能(néng)工業計(jì)算機，顯示(shì)器，UPS電源，打印(yìn)機等設(shè)備。監(jiān)控係統(tǒng)安(ān)裝在(zài)計(jì)算(suàn)機上，集(jí)中(zhōng)采集顯示現場設備運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)況，以人(rén)機交(jiāo)互(hù)的形式(shì)顯示給(gěi)用戶。   

以(yǐ)上(shàng)網(wǎng)絡儀(yí)表均采(cǎi)用(yòng)RS485接口(kǒu)和MODBUS-RTU通訊協議(yì)，RS485采用(yòng)屏(píng)蔽綫(xiàn)傳(chuán)輸，一般都(dū)采用二根(gēn)連(lián)綫，接綫簡(jiǎn)單方便；通(tōng)訊(xùn)接(jiē)口是(shì)半雙(shuāng)工(gōng)通信即通(tōng)信(xìn)的(dí)雙(shuāng)方都(dū)可以(yǐ)接收，發送(sòng)數據(jù)但是在同(tóng)一(yī)時刻隻(zhī)能發送或(huò)接收(shōu)數據，數(shù)據(jù)高(gāo)傳(chuán)輸(shū)速(sù)率為(wéi)10Mbps。   

RS485接口(kǒu)是采(cǎi)用(yòng)平衡驅(qū)動(dòng)器(qì)和差分接(jiē)收器的組(zǔ)合(hé)，抗噪(zào)聲幹擾的(dí)能力(lì)增強，總(zǒng)綫上允許連接多(duō)達(dá)30個設備，大傳輸(shū)距離(lí)為(wéi)1km。   

2  電能管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)主要功(gōng)能(néng)   

2.1  數據采(cǎi)集(jí)與處理   

數據采集是配(pèi)電(diàn)監(jiān)控的(dí)基礎，數據(jù)采(cǎi)集(jí)主要由(yóu)底層(céng)多(duō)功(gōng)能網(wǎng)絡儀表(biǎo)采(cǎi)集完成，實現(xiàn)遠程(chéng)數據的本(běn)地實(shí)時(shí)顯(xiǎn)示(shì)。需要完成采集(jí)的信號包括(kuò)：三相(xiāng)電壓U，三相(xiāng)電流(liú)I，頻率Hz，功率P，功率因(yīn)數COSφ，電(diàn)度Epi，遠程(chéng)設備運行狀(zhuàng)態等數(shù)據。   

數據處理(lǐ)主要是把按要求采(cǎi)集到的電參(cān)量(liáng)實(shí)時準(zhǔn)確的(dí)顯示給用(yòng)戶(hù)，達(dá)到配(pèi)電(diàn)監控的(dí)自(zì)動化(huà)化和智(zhì)能化(huà)要(yào)求(qiú)，同時(shí)把(bǎ)采(cǎi)集到的(dí)數據(jù)存入(rù)數據庫供用(yòng)戶(hù)查詢。   

2.2  人機(jī)交互   

係統提供簡單，易(yì)用(yòng)，良(liáng)好(hǎo)的用戶(hù)使(shǐ)用界(jiè)麵(miàn)。采用全(quán)中文界麵，CAD圖(tú)形(xíng)顯示(shì)低壓(yā)配電(diàn)係統電(diàn)氣(qì)一(yī)次(cì)主接綫(xiàn)圖(tú)，顯示(shì)配電係(xì)統設(shè)備狀態(tài)及(jí)相應實時運(yùn)行參數，畫(huà)麵(miàn)定時輪巡(xún)切換；畫麵實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷(shuā)新；模擬量顯示；開關量顯示(shì)；連(lián)續記錄顯(xiǎn)示等。   

2.3  歷史(shǐ)事件(jiàn)   

歷史(shǐ)事(shì)件查看(kàn)界(jiè)麵主要為用(yòng)戶(hù)查看(kàn)曾經發生過(guò)的故(gù)障記錄，信號記錄，操作記(jì)錄，越(yuè)限記(jì)錄(lù)提(tí)供方便(biàn)友(yǒu)好的(dí)人(rén)機交互，通過歷(lì)史事件查(chá)看平(píng)台，您可以根(gēn)據自己的(dí)要(yào)求(qiú)和(hé)查詢條件(jiàn)方(fāng)便定(dìng)位您所(suǒ)要(yào)查(chá)看(kàn)的(dí)歷(lì)史(shǐ)事件(jiàn)，為(wéi)您(nín)把握整(zhěng)個係(xì)統(tǒng)的運(yùn)行(háng)情況提供了良好的軟件(jiàn)支(zhī)持。   

2.4  數據庫(kù)建立與查(chá)詢(xún)   

主(zhǔ)要完成(chéng)遙(yáo)測量和(hé)遙信(xìn)量定時采(cǎi)集，並且建(jiàn)立(lì)數(shù)據庫，定期生成(chéng)報表，以(yǐ)供(gōng)用(yòng)戶(hù)查詢打印。   

2.5  用戶權限(xiàn)管(guǎn)理   

針(zhēn)對(duì)不(bù)同(tóng)級別的(dí)用戶(hù)，設置(zhì)不同(tóng)的權限(xiàn)組，防止(zhǐ)因人為誤操作給生產，生活帶來的損(sǔn)失，實(shí)現配電係統(tǒng)的安(ān)全，可(kě)靠(kào)運行。可以(yǐ)通過用戶管理(lǐ)進行用戶登錄，用戶(hù)注(zhù)銷，修改(gǎi)密碼，添(tiān)加刪(shān)除(chú)等(děng)操作，方(fāng)便用戶對賬(zhàng)號(hào)和(hé)權(quán)限的修(xiū)改(gǎi)。   

2.6  遠程報表查詢   

報(bào)表管(guǎn)理(lǐ)程序的主要功(gōng)能(néng)是根(gēn)據(jù)用戶的(dí)需要設(shè)計報表樣(yàng)式(shì)，把係統中處理的數(shù)據經過篩選(xuǎn)，組(zǔ)合和(hé)統計生(shēng)成用(yòng)戶需要(yào)的(dí)報表數據(jù)。本(běn)程序還可以根據用(yòng)戶的需要(yào)對報表文件采(cǎi)用定(dìng)時(shí)保存(cún)，打(dǎ)印。同時(shí)本程(chéng)序(xù)還(huán)向用戶(hù)提(tí)供了(liǎo)對(duì)生成(chéng)的(dí)報(bào)表(biǎo)文件管理(lǐ)功(gōng)能。   

報(bào)表(biǎo)具有自由設置查詢(xún)時(shí)間實現(xiàn)日(rì)，月，年的電能統計(jì)，數據導(dǎo)出(chū)和報表(biǎo)打印等功能。  

3  案例(lì)分析   

蘇(sū)州橫涇中心(xīn)小學電(diàn)能(néng)管(guǎn)理係統(tǒng)包(bāo)含(hán)樓(lóu)層(céng)電(diàn)表(biǎo)，對樓(lóu)層(céng)的低壓配電(diàn)回(huí)路進(jìn)行遠(yuǎn)程(chéng)實(shí)時監控和(hé)電(diàn)能(néng)管(guǎn)理。   

樓層(céng)配(pèi)電箱采用PZ72L-E4/KC多(duō)功能(néng)儀表(biǎo)，其是針(zhēn)對電(diàn)力係(xì)統，工礦(kuàng)企(qǐ)業，公共(gòng)設施，智能大廈(shà)的電力(lì)監(jiān)控(kòng)需(xū)求(qiú)而設計的網(wǎng)絡電力儀表，它能測(cè)量(liáng)常(cháng)規(guī)電力參(cān)數，如(rú)：三(sān)相電壓(yā)，電(diàn)流，有功(gōng)功(gōng)率(shuài)，無功功率，功率因數，頻(pín)率，有(yǒu)功(gōng)電度(dù)，無(wú)功電(diàn)度(dù)等(děng)多種電參量。該係(xì)列網(wǎng)絡電力儀表(biǎo)主(zhǔ)要應用(yòng)於(yú)變(biàn)電(diàn)站(zhàn)自(zì)動化，配電網(wǎng)自動化(huà)，小區(qū)電力監控，工(gōng)業(yè)自動(dòng)化，能(néng)源(yuán)管理(lǐ)係(xì)統及(jí)智(zhì)能建(jiàn)築(zhù)等(děng)領(lǐng)域。   

低壓配(pèi)電二(èr)次(cì)圖(tú)見圖(tú)（2），功(gōng)能有(yǒu)電(diàn)量遙(yáo)測主(zhǔ)要監測(cè)運行設備的電參量，其(qí)中(zhōng)包(bāo)括：綫三相(xiāng)電(diàn)壓，電(diàn)流(liú)，功(gōng)率，功(gōng)率因數，電(diàn)能(néng)，頻率(shuài)等(děng)電參量及配(pèi)出回(huí)路(lù)的(dí)三相(xiāng)電(diàn)流；遙信(xìn)功(gōng)能實(shí)現(xiàn)顯(xiǎn)示(shì)現(xiàn)場設備的運(yùn)行(háng)狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的(dí)分，合(hé)閘(zhá)運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態和通訊故障(zhàng)報警。   

圖(tú)（2）低壓配(pèi)電(diàn)一次(cì)圖

遙信和遙(yáo)測報警功(gōng)能，主要完成對低壓各(gè)出(chū)綫回路的開(kāi)關運行(háng)狀(zhuàng)態和(hé)負(fù)載(zǎi)進綫(xiàn)監控，對開(kāi)關(guān)變(biàn)位(wèi)和負載(zǎi)越(yuè)限彈出報(bào)警界麵，指示(shì)具(jù)體(tǐ)的報警位置(zhì)並(bìng)聲(shēng)音(yīn)報(bào)警，提醒值(zhí)班人員(yuán)及時(shí)處理(lǐ)。具(jù)備歷史(shǐ)查詢(xún)功能。見圖(tú)（3）。 

圖(tú)（3） 實時(shí)遙(yáo)信(xìn)報(bào)警信息

參(cān)數(shù)抄表功(gōng)能，主(zhǔ)要對(duì)低(dī)壓(yā)各出(chū)綫回路的電參數(shù)進綫查詢。支(zhī)持(chí)任(rèn)意(yì)時(shí)刻(kè)電參數(shù)查(chá)詢，具備(bèi)數據導(dǎo)出和(hé)報表打(dǎ)印(yìn)等(děng)功(gōng)能(néng)。該報(bào)表查詢配電箱出綫回路的電參數，主要(yào)包括：三相(xiāng)電壓，電(diàn)流(liú)，功率因數(shù)，有功功(gōng)率和有功電度。該(gāi)報(bào)表(biǎo)各(gè)回路(lù)名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫關聯，方便用戶修改回(huí)路(lù)名稱。見圖（4）。 

圖(tú)（4） 參數抄表

用電量報(bào)表(biǎo)功(gōng)能，可選擇(zé)時間段進(jìn)行查(chá)詢(xún)，支(zhī)持任(rèn)意時(shí)間段電(diàn)度累計查詢，具備數據(jù)導出(chū)和報表打印(yìn)等(děng)功能(néng)。為(wéi)值班人(rén)員提供了(liǎo)可(kě)靠的(dí)電能報(bào)表。該報(bào)表(biǎo)各回(huí)路名(míng)稱(chēng)和(hé)數(shù)據庫關(guān)聯，方(fāng)便(biàn)用戶(hù)修(xiū)改(gǎi)回路名稱(chēng)。用戶可以直接(jiē)打印報表(biǎo)，可(kě)以以EXCEL格式(shì)另存到(dào)其他(tā)位(wèi)置。 見圖（5）。

圖(tú)（5） 電能(néng)報表 

 係(xì)統通訊結構(gòu)示(shì)意(yì)圖(tú)，主要(yào)顯示(shì)係統的(dí)組網結構(gòu)，係(xì)統(tǒng)采用分(fēn)層分布(bù)式結構(gòu)，同時監測間隔層設備(bèi)的(dí)通信(xìn)狀態。紅(hóng)色表示(shì)通訊正常，綠色表(biǎo)示(shì)通(tōng)訊(xùn)故(gù)障(zhàng)。見(jiàn)圖（6）。 

圖（6）係統通(tōng)訊結(jié)構示(shì)意圖(tú)   

4  結束(shù)語   

隨著社會的發展及電(diàn)力的(dí)廣泛(fàn)應用，電(diàn)能(néng)管(guǎn)理係統已成(chéng)為全(quán)國各地工(gōng)程(chéng)項(xiàng)目，標誌(zhì)性(xìng)建築/大(dà)型公共(gòng)設施(shī)等(děng)大麵積(jī)多(duō)變(biàn)電所(suǒ)用戶的必然(rán)選擇(zé)，本文介(jiè)紹(shào)的Acrel-3000電能(néng)管理係(xì)統在(zài)蘇州橫涇(jīng)中心小學(xué)的應(yīng)用(yòng)，可以(yǐ)實(shí)現(xiàn)對樓層(céng)低壓配電回(huí)路(lù)用(yòng)電的(dí)實(shí)時監控與電能(néng)管(guǎn)理(lǐ)，不僅(jǐn)能顯示(shì)回路用電(diàn)狀況，還(huán)具有網(wǎng)絡(luò)通訊功(gōng)能，可以(yǐ)與串(chuàn)口(kǒu)服(fú)務器，計(jì)算機等組成(chéng)電(diàn)能管理(lǐ)係統(tǒng)。係(xì)統(tǒng)實現對采(cǎi)集(jí)數(shù)據(jù)的(dí)分析，處(chǔ)理(lǐ)，實時(shí)顯(xiǎn)示樓層(céng)內各配(pèi)電回路(lù)的運行狀態，對(duì)分(fēn)合(hé)閘，負(fù)載越限(xiàn)具(jù)有彈(dàn)出報警對(duì)話框及語音(yīn)提示(shì)，並生成各(gè)種電(diàn)能報(bào)表(biǎo)，分(fēn)析曲綫(xiàn)，圖形等，便於電能的遠程抄表(biǎo)以及分析，研究(jiū)。該係統運行安(ān)全，可靠，穩定(dìng)，為用戶(hù)解決(jué)用(yòng)電(diàn)問題提供了真(zhēn)實(shí)可靠的依據，取得了較好(hǎo)的(dí)社(shè)會(huì)效益。