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技術(shù)文章
蘇州創(chuàng)業(yè)園二期電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)設(shè)計方案
點擊次數(shù)：185 發(fā)布時間：2014-11-5
0引言
當(dāng)前，根據(jù)住房與建設(shè)部〔2008〕114號文件，政府機關(guān)和大型公建應(yīng)當(dāng)實行能源消費計量制度，區(qū)分用能種類，用能系統(tǒng)實行能源消費分戶、分類、分項計量，及時發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費現(xiàn)象。同時地方政府也積極響應(yīng)*號召，也出臺了相關(guān)規(guī)定，如蘇建科〔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(shè)計、施工圖審查時均應(yīng)執(zhí)行國家、省有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在電氣部分明確規(guī)定：變電所各出線回路均應(yīng)配置電能計量裝置，計量裝置應(yīng)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(luò)，并設(shè)管理后臺。
蘇州創(chuàng)業(yè)園二期位于蘇州高新區(qū)竹園路與珠江路交叉口附近，總建筑面積13.58萬平方米，由3幢26層獨立塔樓組成。每個樓層都有一個配電室，室內(nèi)的配電柜中安裝了安科瑞600多塊網(wǎng)絡(luò)多功能儀表。為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力參數(shù)實時遙測、電能計量分項管理、電能報表等功能，系統(tǒng)采用Acrel-3000電力監(jiān)控、電能管理軟件把現(xiàn)場的儀表聯(lián)在一起，做到集中管理、集中控制。
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的軟件，zui大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用(例如趨勢曲線、報警等)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)*相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，提高了集成效率。
蘇州創(chuàng)業(yè)園二期電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1
系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能或區(qū)域進行劃分，模塊化設(shè)計。整個系統(tǒng)分為三層，即現(xiàn)場層、中間層、主控層。
1.1現(xiàn)場層
現(xiàn)場層主要任務(wù)是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進行采集和測量，并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)。其主要設(shè)備是：ACR320EL、ACR210EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表，裝設(shè)在每層的動力柜內(nèi)。上述設(shè)備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，具備RS-485通信接口，通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元—通訊服務(wù)器。
ACR網(wǎng)絡(luò)測控電力儀表，是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的智能化電力儀表。它能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度以及開關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)等。該系列儀表具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，能實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測、遙控功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。
1.2中間層
中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，采用高性能、嵌入式通訊服務(wù)器。通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)把現(xiàn)場層儀表采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換上傳到主控層，是主控層與現(xiàn)場層的橋梁。
1.3主控層
主控層位于監(jiān)控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個箱系統(tǒng)的實時監(jiān)控和報表管理。
創(chuàng)業(yè)園二期的監(jiān)控室位于B幢三樓，通過六個通訊服務(wù)器把分布于每個樓層動力柜內(nèi)的共計600多塊ACR儀表有機的在一起，再通過樓層的局域網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)框圖及主要實現(xiàn)的功能
系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要邏輯關(guān)系如下系統(tǒng)框圖。
系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報警;事件記錄;系統(tǒng)運行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;報表查詢與打印;系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。
如A幢4-7層空調(diào)總回路8月份各天的用電趨勢圖如圖3所示。
圖3電能棒圖
3.設(shè)備與投資
根據(jù)現(xiàn)場實際情況所配置的系統(tǒng)硬件含采集裝置、電源、工作站主機、打印設(shè)備、系統(tǒng)軟件、弱電安裝施工等總計費用為35萬元左右，平均每幢樓的投入費用不超過15萬元。配電各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)均可通過監(jiān)控主機集中顯示，方便配電管理人員及時發(fā)現(xiàn)配電故障環(huán)節(jié)，按月統(tǒng)計用電數(shù)據(jù)，又可以通過OPC轉(zhuǎn)發(fā)上傳至樓宇自控系統(tǒng)BAS或安防系統(tǒng)FAS，便于整體調(diào)度。相對于傳統(tǒng)的電工抄表、統(tǒng)計雖增加了一次投入，但智能化程度得到極大提高，節(jié)省了人力資本的投入。
4.結(jié)束語
ACREL-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點。目前系統(tǒng)已投入運行半年以上，極大的方便了用戶的使用。隨著計算機信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護計劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統(tǒng)的運營成本。
參考文獻：
1)《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》任致程，周中，中國電力出版社
當(dāng)前，根據(jù)住房與建設(shè)部〔2008〕114號文件，政府機關(guān)和大型公建應(yīng)當(dāng)實行能源消費計量制度，區(qū)分用能種類，用能系統(tǒng)實行能源消費分戶、分類、分項計量，及時發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費現(xiàn)象。同時地方政府也積極響應(yīng)*號召，也出臺了相關(guān)規(guī)定，如蘇建科〔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(shè)計、施工圖審查時均應(yīng)執(zhí)行國家、省有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在電氣部分明確規(guī)定：變電所各出線回路均應(yīng)配置電能計量裝置，計量裝置應(yīng)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(luò)，并設(shè)管理后臺。
蘇州創(chuàng)業(yè)園二期位于蘇州高新區(qū)竹園路與珠江路交叉口附近，總建筑面積13.58萬平方米，由3幢26層獨立塔樓組成。每個樓層都有一個配電室，室內(nèi)的配電柜中安裝了安科瑞600多塊網(wǎng)絡(luò)多功能儀表。為了能夠?qū)崿F(xiàn)電力參數(shù)實時遙測、電能計量分項管理、電能報表等功能，系統(tǒng)采用Acrel-3000電力監(jiān)控、電能管理軟件把現(xiàn)場的儀表聯(lián)在一起，做到集中管理、集中控制。
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的軟件，zui大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用(例如趨勢曲線、報警等)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)*相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，提高了集成效率。
蘇州創(chuàng)業(yè)園二期電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1
系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能或區(qū)域進行劃分，模塊化設(shè)計。整個系統(tǒng)分為三層，即現(xiàn)場層、中間層、主控層。
1.1現(xiàn)場層
現(xiàn)場層主要任務(wù)是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進行采集和測量，并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)。其主要設(shè)備是：ACR320EL、ACR210EL網(wǎng)絡(luò)電力儀表，裝設(shè)在每層的動力柜內(nèi)。上述設(shè)備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，具備RS-485通信接口，通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元—通訊服務(wù)器。
ACR網(wǎng)絡(luò)測控電力儀表，是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的智能化電力儀表。它能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度以及開關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)等。該系列儀表具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，能實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測、遙控功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。
1.2中間層
中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，采用高性能、嵌入式通訊服務(wù)器。通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)把現(xiàn)場層儀表采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換上傳到主控層，是主控層與現(xiàn)場層的橋梁。
1.3主控層
主控層位于監(jiān)控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個箱系統(tǒng)的實時監(jiān)控和報表管理。
創(chuàng)業(yè)園二期的監(jiān)控室位于B幢三樓，通過六個通訊服務(wù)器把分布于每個樓層動力柜內(nèi)的共計600多塊ACR儀表有機的在一起，再通過樓層的局域網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。
2.系統(tǒng)框圖及主要實現(xiàn)的功能
系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要邏輯關(guān)系如下系統(tǒng)框圖。
系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報警;事件記錄;系統(tǒng)運行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;報表查詢與打印;系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。
如A幢4-7層空調(diào)總回路8月份各天的用電趨勢圖如圖3所示。
圖3電能棒圖
3.設(shè)備與投資
根據(jù)現(xiàn)場實際情況所配置的系統(tǒng)硬件含采集裝置、電源、工作站主機、打印設(shè)備、系統(tǒng)軟件、弱電安裝施工等總計費用為35萬元左右，平均每幢樓的投入費用不超過15萬元。配電各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)均可通過監(jiān)控主機集中顯示，方便配電管理人員及時發(fā)現(xiàn)配電故障環(huán)節(jié)，按月統(tǒng)計用電數(shù)據(jù)，又可以通過OPC轉(zhuǎn)發(fā)上傳至樓宇自控系統(tǒng)BAS或安防系統(tǒng)FAS，便于整體調(diào)度。相對于傳統(tǒng)的電工抄表、統(tǒng)計雖增加了一次投入，但智能化程度得到極大提高，節(jié)省了人力資本的投入。
4.結(jié)束語
ACREL-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點。目前系統(tǒng)已投入運行半年以上，極大的方便了用戶的使用。隨著計算機信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護計劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統(tǒng)的運營成本。
參考文獻：
1)《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》任致程，周中，中國電力出版社