苏州平江行政中心电能管理系统设计方案

陆晓君

安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定

摘要：随着电力工业的快速发展和国家对发电企业节能减排的力度加大，电能量的产出和投入比已成为衡量现代化高效率电厂的重要指标。电能管理软件的应用大大提高了电能量的利用效率和管理水平，本文介绍基于网络电力仪表的Acrel-3000电能管理系统在合肥电厂电能管理中的应用，系统实现了分散式采集和集中控制管理的智能化、数字化、网络化电能管理。

关键词：行政中心；网络电力仪表；电能管理

0   引言

        苏州市平江区行政服务中心（以下简称“中心”）是依据苏州市平江区编委[2005]9号文件，于2011年8月成立并开始启用，属平江区人民政府派出机构，建筑面积约28000平方米。根据苏建科[2007]217号规定自2007年9月1日起，新建、改建和扩建单体2万m2以上的公共建筑项目，在设计、施工图审查时均应执行国家、省有关标准。在电气部分明确规定：变电所各出线回路均应配置电能计量装置，计量装置应采用数字式电能表计，并根据建筑的类别和档次，尽量配置通讯接口，以便于构成网络，并设管理后台；因此作为苏州市平江区行政服务种中心，设计了一套Acrel-3000电能管理系统。

1   项目简介

        平江行政中心总共有三个变电所，即1#、2#、3#变电所。1#变电所有两排高压柜，两个变压器，2#、3#变电所分别有一排高压柜及两个变压器。1#变电所高压综保和低压仪表总计134块，2#变电所高压综保和低压仪表总计151块，3#变电所高压综保和低压仪表总计116块。三个变电所分别分布在地下室的西北角、正东方向、和西南方向。值班室设在1#变电所里。主要实现对平江行政中心的高压和低压配电系统进行监控，监控范围为配电柜的进线、出线及所有用电回路，并对其进行远程实时监控和电能管理。

        其中低压测控采用上海安科瑞电气股份有限公司设计生产的ACR220E网络多功能仪表

        2.1设计标准

 主站技术规范

DL/T 698.31-2010 第3.1部分：    电能信息采集终端技术规范-通用要求

DL/T 698.35-2010第3-5部分：     电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求

DL/T 698.41-2010第4-1部分：     通信协议-主站与电能信息采集终端通信

DL/T 698.42-2010第4-2部分：     通讯协议-集中器下行通信协议

DL/T/814-2002                           配电自动化系统功能规范

GB/T/3047.1                              面板、架和柜的基本尺寸系列

DL/T5137-2001     　                 《电测量及电能计量装置设计技术规程》

GB2887                                     计算站场地技术条件

        2.2.系统结构

        整个系统采设计了一套Acrel2000电力监控系统，采用分层分布式结构，即现场设备层、网络管理层、监控管理层，如图1、图2所示：

图1

图2

        图1 系统总体拓扑图；图2为1#变电所、2#变电所、3#变电所内系统总线示意图。整套电能管理系统监控管理层包括电能管理主机、打印机、UPS电源等，整个系统的核心Acrel3000电能管理软件安装于电能管理主机，UPS电源作为不间断电源，当设备供电出现故障时，可以保证电能管理主机正常运行，电能数据不丢失。电能管理值班室位于1#配电室，配电室内各回路均安装电力仪表负责采集各回路中电力参数。2#、3#配电室内电力仪表通过485接口将数据传输至本地通讯采集箱内智能串口服务器，并通过光纤接至电能管理主机。1#变电所内电力仪表直接接至电能管理值班室内通讯机柜内智能串口服务器最终接入电能管理主机

        整个配电系统以计算机站控管理系统为核心，采用现代通讯技术，对整个配电系统的用电状况进行统一管理，实时监测每个环节、每种设备的用电量；实时监测、监督电能质量，及时发现用电故障，避免用电的浪费。

        2.3系统功能

数据采集与管理

        配电需要的数据采集主要通过ACR网络多功能仪表、 PT、CT等装置，将现场各用电设备的运行参数，包括：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等遥测信息及断路器分合闸状态等遥信状态进行采集。仪表均通过485总线连接至智能通讯服务器，并通过以太网接口接入至电能管理主机。ACR系列网络多功能仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线双绞线传输，接线简单方便；通讯接口是半双工通信，数据最高传输速率为10Mbps。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。

信息处理

        对信号采集系统所采集实时数据进行统计、分析、计算，将数据进行定时存储。对同用电单位不同时期、不同用电单位同一时期用电量进行统计；作为电费的管理平台，与实际发生电费进行比较；根据移动油机发电量，对消耗燃油进行估算。

        清晰的反映整栋大楼各个部门的用电构成，建立标杆部门，通过与标杆部门的比较，发现偷电、漏电、长明灯、未使用设备下电等环节；对不同的节能方案节能效果的评估，有利于有针对性地选择节能措施，还可以作为合同能源管理项目的计量系统；

        电能报表实现了实现了所有电能数据的按时间查询，分为分钟、小时、日、月年等五种类型；

        电能汇总表，所有监控设备电能汇总，按时间段查询，自动计算任意时段用电量；

        打印及导出，所有报表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式导出；电能统计表格如图3所示；

图3

画面显示

        19寸彩色液晶显示作为人机交互界面，实时显示配电系统各种信息画面，包括各断路器当前状态、各回路当前电压、电流、功率等测量值的实时信息。声光提示报警信息、保护设备动作及复位信息。如图4所示；

图4

用电趋势

        负荷趋势曲线提供了某一段时间内该回路的负荷趋势，方便管理员掌握用电设备的运行状况，通过对历史数据的分析，可为今后新增部门和设备提供科学的用电量估算；通过分析大楼内每个设备的用电量和设备的品牌、型号、使用年限等设备详细信息来评估设备用电是否合理；通过大楼内各部门用电同比、环比的报表分析，得出各设备用电是否合理； 对某一节能设备或技术在使用一定时间后，评测的节能效率是否与当初的预计一致。用电趋势如图5所示：

图5

告警与控制

        告警的提示和通知模块可以将日常监控系统管理模块统计的异常数据进行分类整理，对超出标杆电量一定范围的数据，通过硬件的支持发出声光、短信、工单等形式的告警，如图6示；

图6

       3.结束语

        该项目所采用的Acrel3000电能管理系统已经于2011年6月低正式投入运行整个系统运行稳定、安全，极大的方便了用户的使用，提供了大量实时、准确的电能数据，为管理者进行内部计量考核做出了只管依据，为进一步的节能管理及节能措施的实施打下了基础。

参考文献

任致程，周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007.4