蘇州平江行政中心電能管理系統設計方案

　　安科瑞師晴晴韓來發

　　(上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801)

　　摘要：隨著電力工業的快速發展和國家對發電企業節能減排的力度加大，電能量的產出和投入比已成為衡量現代化率電廠的重要指標。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，本文介紹基于網絡電力儀表的Acrel-3000電能管理系統在合肥電廠電能管理中的應用，系統實現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網絡化電能管理。

　　關鍵詞：行政中心;網絡電力儀表;電能管理

　　0 引言

　　蘇州市平江區行政服務中心(以下簡稱“中心”)是依據蘇州市平江區編委[2005]9號文件，于2011年8月成立并開始啟用，屬平江區人民政府派出機構，建筑面積約28000平方米。根據蘇建科[2007]217號規定自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行國家、省有關標準。在電氣部分明確規定：變電所各出線回路均應配置電能計量裝置，計量裝置應采用數字式電能表計，并根據建筑的類別和檔次，盡量配置通訊接口，以便于構成網絡，并設管理后臺;因此作為蘇州市平江區行政服務種中心，設計了一套Acrel-3000電能管理系統。

　　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。主要實現對平江行政中心的高壓和低壓配電系統進行監控，監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的ACR220E網絡多功能儀表

　　2.1 設計標準

　　主站技術規范

　　DL/T 698.31-2010 第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求

　　DL/T 698.35-2010第3-5部分：電能信息采集終端技術規范-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：通訊協議-集中器下行通信協議

　　DL/T/814-2002 配電自動化系統功能規范

　　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規程》

　　GB2887 計算站場地技術條件

　　2.2 系統結構

　　整個系統采設計了一套Acrel2000電力監控系統，采用分層分布式結構，即現場設備層、網絡管理層、監控管理層，如圖1、圖2所示：

　　圖1 系統總體拓撲圖;圖2為1#變電所、2#變電所、3#變電所內系統總線示意圖。整套電能管理系統監控管理層包括電能管理主機、打印機、UPS電源等，整個系統的核心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，當設備供電出現故障時，可以保證電能管理主機正常運行，電能數據不丟失。電能管理值班室位于1#配電室，配電室內各回路均安裝電力儀表負責采集各回路中電力參數。2#、3#配電室內電力儀表通過485接口將數據傳輸至本地通訊采集箱內智能串口服務器，并通過光纖接至電能管理主機。1#變電所內電力儀表直接接至電能管理值班室內通訊機柜內智能串口服務器終接入電能管理主機

　　整個配電系統以計算機站控管理系統為核心，采用現代通訊技術，對整個配電系統的用電狀況進行統一管理，實時監測每個環節、每種設備的用電量;實時監測、監督電能質量，及時發現用電故障，避免用電的浪費。

　　2.3 系統功能

　　數據采集與管理

　　配電需要的數據采集主要通過ACR網絡多功能儀表、 PT、CT等裝置，將現場各用電設備的運行參數，包括：電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度等遙測信息及斷路器分合閘狀態等遙信狀態進行采集。儀表均通過485總線連接至智能通訊服務器，并通過以太網接口接入至電能管理主機。ACR系列網絡多功能儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，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，數據高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅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，大傳輸距離為1.2km。

　　信息處理

　　對信號采集系統所采集實時數據進行統計、分析、計算，將數據進行定時存儲。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計;作為電費的管理平臺，與實際發生電費進行比較;根據移動油機發電量，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成，建立**部門，通過與**部門的比較，發現偷電、漏電、長明燈、未使用設備下電等環節;對不同的節能方案節能效果的評估，有利于有針對性地選擇節能措施，還可以作為合同能源管理項目的計量系統;

　　電能報表實現了實現了所有電能數據的按時間查詢，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;電能統計表格如圖3所示;

　　畫面顯示

　　19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面，實時顯示配電系統各種信息畫面，包括各斷路器當前狀態、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;

　　用電趨勢

　　負荷趨勢曲線提供了某一段時間內該回路的負荷趨勢，方便管理員掌握用電設備的運行狀況，通過對歷史數據的分析，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;通過大樓內各部門用電同比、環比的報表分析，得出各設備用電是否合理;對某一節能設備或技術在使用一定時間后，評測的節能效率是否與當初的預計一致。用電趨勢如圖5所示：