摘 要：隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長、各種新型負(fù)載的不斷出現(xiàn)和對節(jié)能減排的嚴(yán)格要求，使得用戶更加需要有效的電能管理方案來應(yīng)對上訴變化所帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)輸配電系統(tǒng)的可靠、、低耗的運(yùn)行。本文介紹基于PZ系列可編程智能電測表的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在深圳市康和盛大樓的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化電能計(jì)量管理。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)監(jiān)測；智能電表；電能管理軟件
項(xiàng)目概況
深圳市康和盛大樓位于深圳市西麗火車站15號路西側(cè)，總建筑面積28287.51m²。建筑高度36米，有1棟7層倉庫用房及兩層地下室組成。
本項(xiàng)目共有一個配電室，位于地下二層，本棟大樓所有供電均從該配電室配出。另外，本工程還一臺360KW柴油發(fā)電機(jī)組，作為備用電源，當(dāng)市電停電時，從變電所市電開關(guān)輔助接點(diǎn)取發(fā)電機(jī)自啟動信號至發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組自啟動。
在低壓配電，共有2兩路低壓配電進(jìn)線，兩面電容補(bǔ)償柜，一面雙電源切換柜，53路出線回路以及聯(lián)絡(luò)柜。所有回路安裝安科瑞電氣股份有效公司的PZ系列可編程電測表，對本回路用電情況進(jìn)行實(shí)時采集，處理。詳細(xì)清單如表1所示：
表1：
柜號 | 回路編號 | 回路名稱 | 儀表型號 | 地址 | 波特率 | CT |
1AA | 1AA-N1 | 消防電梯動力1 | PZ80 | 51 | 9600 | 100/5 |
1AA-N2 | 消防電梯動力2 | PZ80 | 52 | 9600 | 100/5 | |
1AA-N3 | 備用 | PZ80 | 53 | 9600 | 75/5 | |
1AA-N4 | 備用 | PZ80 | 54 | 9600 | 400/5 | |
1AA-N5 | 備用 | PZ80 | 55 | 9600 | 400/5 | |
1AA-N6 | 備用 | PZ80 | 56 | 9600 | 400/5 | |
2AA | 2AA-N1 | 地下1層消防風(fēng)機(jī) | PZ80 | 57 | 9600 | 100/5 |
2AA-N2 | 地下2層消防設(shè)備 | PZ80 | 58 | 9600 | 150/5 | |
2AA-N3 | 地下2層設(shè)備房風(fēng)機(jī) | PZ80 | 59 | 9600 | 75/5 | |
2AA-N4 | 備用 | PZ80 | 60 | 9600 | 100/5 | |
2AA-N5 | 備用 | PZ80 | 61 | 9600 | 150/5 | |
2AA-N6 | 地下2層消防水泵 | PZ80 | 62 | 9600 | 300/5 | |
2AA-N7 | 備用 | PZ80 | 63 | 9600 | 300/5 | |
3AA | 3AA-N1 | 地下1層應(yīng)急照明 | PZ80 | 64 | 9600 | 40/5 |
3AA-N2 | 地下2層應(yīng)急照明 | PZ80 | 65 | 9600 | 40/5 | |
3AA-N3 | 地下1層消防控制室 | PZ80 | 66 | 9600 | 75/5 | |
3AA-N4 | 地下2層弱點(diǎn)房 | PZ80 | 67 | 9600 | 75/5 | |
3AA-N5 | 地下2層變配電房 | PZ80 | 68 | 9600 | 75/5 | |
3AA-N6 | 備用 | PZ80 | 69 | 9600 | 100/5 | |
3AA-N7 | 備用 | PZ80 | 70 | 9600 | 100/5 | |
3AA-N8 | 地下1,2層照明總箱 | PZ80 | 71 | 9600 | 75/5 | |
3AA-N9 | 備用 | PZ80 | 72 | 9600 | 100/5 | |
4AA | 4AA-N1 | 1F~3F倉儲 | PZ80 | 51 | 9600 | 1500/5 |
4AA-N2 | 備用 | PZ80 | 52 | 9600 | 400/5 | |
4AA-N3 | 備用 | PZ80 | 53 | 9600 | 100/5 | |
4AA-N4 | 1F~4F應(yīng)急照明 | PZ80 | 54 | 9600 | 300/5 | |
A | A | 電容補(bǔ)償柜 | PZ80 | 55 | 9600 | 800/5 |
6AA | 6AA | 1TM進(jìn)線 | PZ80 | 56 | 9600 | 2000/5 |
7AA | 7AA | 聯(lián)絡(luò) | PZ80 | 57 | 9600 | 2000/5 |
8AA | 8AA | 2TM進(jìn)線 | PZ80 | 51 | 9600 | 2000/5 |
9AA | 9AA | 電容補(bǔ)償柜 | PZ80 | 52 | 9600 | 800/5 |
10AA | 10AA-N1 | 4F~7F倉儲 | PZ80 | 53 | 9600 | 1500/5 |
10AA-N2 | 備用 | PZ80 | 54 | 9600 | 400/5 | |
10AA-N3 | 備用 | PZ80 | 55 | 9600 | 400/5 | |
10AA-N4 | 備用 | PZ80 | 56 | 9600 | 200/5 | |
11AA | 11AA | 發(fā)電機(jī) | PZ80 | 57 | 9600 | 1000/5 |
11AA | 11AA | 市電 | PZ80 | 58 | 9600 | 1000/5 |
12AA | 12AA-N1 | 地下1層應(yīng)急照明 | PZ80 | 51 | 9600 | 40/5 |
12AA-N2 | 地下2層應(yīng)急照明 | PZ80 | 52 | 9600 | 40/5 | |
12AA-N3 | 地下3層消防控制室 | PZ80 | 53 | 9600 | 75/5 | |
12AA-N4 | 地下2層弱點(diǎn)機(jī)房 | PZ80 | 54 | 9600 | 75/5 | |
12AA-N5 | 地下2層變配電房 | PZ80 | 55 | 9600 | 75/5 | |
12AA-N6 | 消防電梯動力1 | PZ80 | 56 | 9600 | 100/5 | |
12AA-N7 | 屋頂人防報(bào)警 | PZ80 | 57 | 9600 | 40/5 | |
12AA-N8 | 消防電梯動力2 | PZ80 | 58 | 9600 | 100/5 | |
12AA-N9 | 備用 | PZ80 | 59 | 9600 | 75/5 | |
13AA | 13AA-N1 | 地下1層消防風(fēng)機(jī) | PZ80 | 60 | 9600 | 100/5 |
13AA-N2 | 地下2層消防設(shè)備 | PZ80 | 61 | 9600 | 150/5 | |
13AA-N3 | 地下3層設(shè)備房風(fēng)機(jī) | PZ80 | 62 | 9600 | 75/5 | |
13AA-N4 | 1F~7F應(yīng)急照明 | PZ80 | 63 | 9600 | 300/5 | |
13AA-N5 | 備用 | PZ80 | 64 | 9600 | 150/5 | |
13AA-N6 | 地下2層消防水泵 | PZ80 | 65 | 9600 | 300/5 | |
13AA-N7 | 備用 | PZ80 | 66 | 9600 | 300/5 | |
14AA | 14AA總 | 總開關(guān) | PZ80 | 67 | 9600 | 300/5 |
14AA-N1 | 地下1層生活水泵 | PZ80 | 68 | 9600 | 50/5 | |
14AA-N2 | 地下2層非消防動力 | PZ80 | 69 | 9600 | 50/5 | |
14AA-N3 | 普通電梯1 | PZ80 | 70 | 9600 | 75/5 | |
14AA-N4 | 普通電梯2 | PZ80 | 71 | 9600 | 75/5 | |
14AA-N5 | 普通電梯3 | PZ80 | 72 | 9600 | 75/5 | |
14AA-N6 | 地下1層環(huán)境照明 | PZ80 | 73 | 9600 | 75/5 | |
14AA-N7 | 屋頂景觀照明 | PZ80 | 74 | 9600 | 40/5 |
用戶需求
為了能實(shí)現(xiàn)對大樓用電量進(jìn)行自動采集、遠(yuǎn)傳和存儲、預(yù)處理、線損統(tǒng)計(jì)及分析的電能綜合管理平臺，大樓需采用一套電能管理系統(tǒng)軟件，將各個用電回路的用電狀況及用電量進(jìn)行管理，將各種用電量及相關(guān)數(shù)據(jù)通過圖、表等方式展現(xiàn)給本地網(wǎng)絡(luò)的管理層，并預(yù)留接口，為日后向上級管理平臺提供用電量分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。達(dá)到自動采集、集中管理的一個智能化電能管理系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)方案
DL/T 698 電能信息采集與管理系統(tǒng)
DL/T 698.1-2009第1部分： 總則
DL/T 698.2-2010 第2部分： 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(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB2887 計(jì)算站場地技術(shù)條件
整個系統(tǒng)采設(shè)計(jì)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(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1所示：
圖1
整套電能管理系統(tǒng)監(jiān)控管理層包括電能管理主機(jī)、打印機(jī)、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(jī)，UPS電源作為不間斷電源，當(dāng)設(shè)備供電出現(xiàn)故障時，可以保證電能管理主機(jī)正常運(yùn)行，電能數(shù)據(jù)不丟失。
電能管理系統(tǒng)設(shè)于配電室隔壁的電能管理值班室，配電室內(nèi)所有電力儀表均通過485總線的形式連至值班室內(nèi)電能管理柜內(nèi)的智能串口服務(wù)器，終接入電能管理主機(jī)
整個配電系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)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(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時監(jiān)測每個環(huán)節(jié)、每種設(shè)備的用電量；實(shí)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(fèi)。
數(shù)據(jù)采集與管理
配電需要的數(shù)據(jù)采集主要通過PZ80可編程智能電測表、PT、CT等裝置，將現(xiàn)場各用電設(shè)備的運(yùn)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(jìn)行采集。儀表均通過485總線連接至智能通訊服務(wù)器，并通過以太網(wǎng)接口接入至電能管理主機(jī)。PZ系列可編程智能電測表采用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)高傳輸速率為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(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備，大傳輸距離為1.2km。
信息處理
對信號采集系統(tǒng)所采集實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)；作為電費(fèi)的管理平臺，與實(shí)際發(fā)生電費(fèi)進(jìn)行比較；根據(jù)移動油機(jī)發(fā)電量，對消耗燃油進(jìn)行估算。
清晰的反映整棟大樓各個部門的用電構(gòu)成，建立部門，通過與部門的比較，發(fā)現(xiàn)偷電、漏電、長明燈、未使用設(shè)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(xiàng)目的計(jì)量系統(tǒng)；
電能報(bào)表實(shí)現(xiàn)了實(shí)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(shè)備電能匯總，按時間段查詢，自動計(jì)算任意時段用電量；
打印及導(dǎo)出，所有報(bào)表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式導(dǎo)出；
電能匯總?cè)鐖D2所示
圖2
畫面顯示
19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測量值的實(shí)時信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動作及復(fù)位信息。
用電趨勢
負(fù)荷趨勢曲線提供了某一段時間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)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(shè)備提供科學(xué)的用電量估算；通過分析大樓內(nèi)每個設(shè)備的用電量和設(shè)備的品牌、型號、使用年限等設(shè)備詳細(xì)信息來評估設(shè)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(bào)表分析，得出各設(shè)備用電是否合理； 對某一節(jié)能設(shè)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(dāng)初的預(yù)計(jì)一致。用電趨勢如圖3所示：
圖 3
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(jì)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，對超出電量一定范圍的數(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
該項(xiàng)目所采用的Acrel3000電能管理系統(tǒng)已經(jīng)于2011年低正式投入運(yùn)行，整個
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、，大的方便了用戶的使用，提供了大量實(shí)時、準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核做出了只管依據(jù)，為進(jìn)一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
任致程，周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007.4
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