市政工程
蘇州平江行政中心電能管理系統(tǒng)設計方案
摘要：隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展和國家對發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排的力度加大，電能量的產(chǎn)出和投入比已成為衡量現(xiàn)代化效率高電廠的重要指標。電能管理軟件的應用大大提高了電能量的利用效率和管理水平，本文介紹基于網(wǎng)絡電力儀表的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在合肥電廠電能管理中的應用，系統(tǒng)實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化電能管理。
關(guān)鍵詞：行政中心；網(wǎng)絡電力儀表；電能管理
0 引言
蘇州市平江區(qū)行政服務中心（以下簡稱“中心”）是依據(jù)蘇州市平江區(qū)編委[2005]9號文件，于2011年8月成立并開始啟用，屬平江區(qū)人民政府派出機構(gòu)，建筑面積約28000平方米。根據(jù)蘇建科[2007]217號規(guī)定自2007年9月1日起，新建、改建和擴建單體2萬m2以上的公共建筑項目，在設計、施工圖審查時均應執(zhí)行國家、省有關(guān)標準。在電氣部分明確規(guī)定：變電所各出線回路均應配置電能計量裝置，計量裝置應采用數(shù)字式電能表計，并根據(jù)建筑的類別和檔次，盡量配置通訊接口，以便于構(gòu)成網(wǎng)絡，并設管理后臺；因此作為蘇州市平江區(qū)行政服務種中心，設計了一套Acrel-3000電能管理系統(tǒng)。
1 項目簡介
平江行政中心總共有三個變電所，即1#、2#、3#變電所。1#變電所有兩排高壓柜，兩個變壓器，2#、3#變電所分別有一排高壓柜及兩個變壓器。1#變電所高壓綜保和低壓儀表總計134塊，2#變電所高壓綜保和低壓儀表總計151塊，3#變電所高壓綜保和低壓儀表總計116塊。三個變電所分別分布在地下室的西北角、正東方向、和西南方向。值班室設在1#變電所里。主要實現(xiàn)對平江行政中心的高壓和低壓配電系統(tǒng)進行監(jiān)控，監(jiān)控范圍為配電柜的進線、出線及所有用電回路，并對其進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。
其中低壓測控采用上海安科瑞電氣股份有限公司設計生產(chǎn)的ACR220E網(wǎng)絡多功能儀表
2.1設計標準
主站技術(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
GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設計技術(shù)規(guī)程》
GB2887 計算站場地技術(shù)條件
2.2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個系統(tǒng)采設計了一套Acrel2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡管理層、監(jiān)控管理層，如圖1、圖2所示：
圖1
圖2
圖1 系統(tǒng)總體拓撲圖；圖2為1#變電所、2#變電所、3#變電所內(nèi)系統(tǒng)總線示意圖。整套電能管理系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機、打印機、UPS電源等，整個系統(tǒng)的核心Acrel3000電能管理軟件安裝于電能管理主機，UPS電源作為不間斷電源，當設備供電出現(xiàn)故障時，可以保證電能管理主機正常運行，電能數(shù)據(jù)不丟失。電能管理值班室位于1#配電室，配電室內(nèi)各回路均安裝電力儀表負責采集各回路中電力參數(shù)。2#、3#配電室內(nèi)電力儀表通過485接口將數(shù)據(jù)傳輸至本地通訊采集箱內(nèi)智能串口服務器，并通過光纖接至電能管理主機。1#變電所內(nèi)電力儀表直接接至電能管理值班室內(nèi)通訊機柜內(nèi)智能串口服務器最終接入電能管理主機
整個配電系統(tǒng)以計算機站控管理系統(tǒng)為核心，采用現(xiàn)代通訊技術(shù)，對整個配電系統(tǒng)的用電狀況進行統(tǒng)一管理，實時監(jiān)測每個環(huán)節(jié)、每種設備的用電量；實時監(jiān)測、監(jiān)督電能質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)用電故障，避免用電的浪費。
2.3系統(tǒng)功能
數(shù)據(jù)采集與管理
配電需要的數(shù)據(jù)采集主要通過ACR網(wǎng)絡多功能儀表、 PT、CT等裝置，將現(xiàn)場各用電設備的運行參數(shù)，包括：電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度等遙測信息及斷路器分合閘狀態(tài)等遙信狀態(tài)進行采集。儀表均通過485總線連接至智能通訊服務器，并通過以太網(wǎng)接口接入至電能管理主機。ACR系列網(wǎng)絡多功能儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，傳輸距離為1.2km。
信息處理
對信號采集系統(tǒng)所采集實時數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、計算，將數(shù)據(jù)進行定時存儲。對同用電單位不同時期、不同用電單位同一時期用電量進行統(tǒng)計；作為電費的管理平臺，與實際發(fā)生電費進行比較；根據(jù)移動油機發(fā)電量，對消耗燃油進行估算。
清晰的反映整棟大樓各個部門的用電構(gòu)成，建立標桿部門，通過與標桿部門的比較，發(fā)現(xiàn)偷電、漏電、長明燈、未使用設備下電等環(huán)節(jié)；對不同的節(jié)能方案節(jié)能效果的評估，有利于有針對性地選擇節(jié)能措施，還可以作為合同能源管理項目的計量系統(tǒng)；
電能報表實現(xiàn)了實現(xiàn)了所有電能數(shù)據(jù)的按時間查詢，分為分鐘、小時、日、月年等五種類型；
電能匯總表，所有監(jiān)控設備電能匯總，按時間段查詢，自動計算任意時段用電量；
打印及導出，所有報表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式導出；電能統(tǒng)計表格如圖3所示；
圖3
畫面顯示
19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面，實時顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當前狀態(tài)、各回路當前電壓、電流、功率等測量值的實時信息。聲光提示報警信息、保護設備動作及復位信息。如圖4所示；
圖4
用電趨勢
負荷趨勢曲線提供了某一段時間內(nèi)該回路的負荷趨勢，方便管理員掌握用電設備的運行狀況，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，可為今后新增部門和設備提供科學的用電量估算；通過分析大樓內(nèi)每個設備的用電量和設備的品牌、型號、使用年限等設備詳細信息來評估設備用電是否合理；通過大樓內(nèi)各部門用電同比、環(huán)比的報表分析，得出各設備用電是否合理； 對某一節(jié)能設備或技術(shù)在使用一定時間后，評測的節(jié)能效率是否與當初的預計一致。用電趨勢如圖5所示：
圖5
告警與控制
告警的提示和通知模塊可以將日常監(jiān)控系統(tǒng)管理模塊統(tǒng)計的異常數(shù)據(jù)進行分類整理，對超出標桿電量一定范圍的數(shù)據(jù)，通過硬件的支持發(fā)出聲光、短信、工單等形式的告警，如圖6示；
圖6
3.結(jié)束語
該項目所采用的Acrel3000電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2011年6月低正式投入運行整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全，方便了用戶的使用，提供了大量實時、準確的電能數(shù)據(jù)，為管理者進行內(nèi)部計量考核做出了只管依據(jù)，為進一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實施打下了基礎。
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