摘要
隨著(zhù)電力工業(yè)的快速發(fā)展和國家對發(fā)電企業(yè)節能減排的力度加大，電能量的產(chǎn)出和投入比已成為衡量現代化率電廠(chǎng)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。本文主要介紹上海市地礦工程勘察院了采用安科瑞智能電力儀表對配電現場(chǎng)的各種電參量的采集，通過(guò)總線(xiàn)型組網(wǎng)方式，把數據上傳至后臺，進(jìn)行智能化組網(wǎng)。系統實(shí)現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化電能管理。
1 項目簡(jiǎn)介
為了加強地礦工程勘察院用電的科學(xué)管理和用電設備的技術(shù)改造及提高電能的利用率，地礦工程勘察院需設計一套電能管理系統，此項目的監控范圍為：樓層間5個(gè)多功能電力儀表。
安科瑞電氣股份有限公司于2013年7月承接了上海市地礦工程勘察院系統集成工作，并根據上海市地礦工程勘察院現場(chǎng)實(shí)際情況，為其選用了我司ACREL-3000電能管理系統。
配電回路采用P80-E4/C智能可編程電力儀表，該儀表主要測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電度、無(wú)功電度。
2 系統設計方案
系統的設計滿(mǎn)足以下所列制造和試驗標準：
ISO/IEC11801 《綜合布線(xiàn)標準》
GB/50198 《監控系統工程技術(shù)規范》
GB50052-2009 《供配電系統設計規范》
GB50054-2011 《低壓配電設計規范》
IEC 61587 《電子設備機械結構系列》
DL/T448-2000 《電能計量裝置技術(shù)管理規程》
DL/T 698.1-2009 《部分：總則》
DL/T 698.2-2010 《第2部分：主站技術(shù)規范》
DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)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(shù)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(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(dòng)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(shù)規程》
GB2887 《計算站場(chǎng)地技術(shù)條件》
2.2系統目標設計
電能管理系統是應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能電網(wǎng)理念結合現代電力需求側電能管理思想為企業(yè)構建的電能管理ERP系統。其目標是讓通過(guò)電能管理系統科學(xué)管理電能，實(shí)現“安全、可靠、經(jīng)濟、、潔凈”的用的目標和電能管理“四化”。
1、實(shí)現電能管理可視化。將電、電能這一無(wú)形、無(wú)色、無(wú)味的成本通過(guò)傳感技術(shù)實(shí)現可視化管理
2、實(shí)現電能管理數字化。電難管是人們對它陌生，電好電壞、管好管不好、節約與浪費、要用不要用沒(méi)有具體標準和尺度，將用電、管電、節電用數字進(jìn)行量化，電能數字化的目標是：
3、實(shí)現電能管理化。
4、實(shí)現電能管理網(wǎng)絡(luò )化
2.3系統結構
Acrel-3000電能管理系統采用分層分布式結構，即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )通訊層、站控管理層，系統拓撲圖如下圖（1）所示：
圖（1）
整套電能管理系統站控管理部分包括監控管理主機、打印機、UPS電源等；網(wǎng)絡(luò )通訊層部分包括USB/485；現場(chǎng)智能儀表監控設備層由P80-E4/KC及P80-E/C組成。該配電系統分布樓層配電間，5臺電力儀表通過(guò)RS485總線(xiàn)連接，將數據通過(guò)USB/485上傳至監控后臺。
配電系統采集的數據主要是P可編程智能電測儀表的現場(chǎng)各回路電力系統運行參數，包括電流、電壓、功率等遙測信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護信息以及故障等；現場(chǎng)設備將所采集和處理過(guò)的信號經(jīng)屏蔽雙絞線(xiàn)上傳至站控管理層。P80-E4/KC及P80-E/C網(wǎng)絡(luò )多功能儀表采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)雙絞線(xiàn)傳輸，接線(xiàn)簡(jiǎn)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(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達32個(gè)設備，大傳輸距離為1.2km.
整個(gè)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(shù)，對整個(gè)配電系統的用電狀況進(jìn)行統一管理，實(shí)時(shí)監測每個(gè)環(huán)節、每種設備的用電量；實(shí)時(shí)監測、監督電能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現用電故障，避免用電的浪費。
2.4系統主要實(shí)現功能
2.4.1用戶(hù)權限管理
針對不同級別的用戶(hù)，設置不同的權限，方便不同權限的管理人員對系統的不同操作，實(shí)現配電系統的安全，可靠運行。通過(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶(hù)對賬號和權限的修改。
2.4.2系統主界面
圖（3）
系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示配電系統設備狀態(tài)及相應實(shí)時(shí)運行參數，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續記錄顯示等，通過(guò)畫(huà)面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)）可以看到各回路的分合閘狀態(tài)。
登錄普通權限用戶(hù)，通過(guò)主界面的操作，可以查看各回路運行的電參量（電流、電壓、有功、無(wú)功、功率因數、電度）；登錄高權限用戶(hù)，可以實(shí)現系統內部電度報表、電流曲線(xiàn)、報警信息的打印及導出功能。
2.4.3 趨勢曲線(xiàn)分析
圖（4）
Acrel-3000電能管理系統提供了實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史趨勢兩種曲線(xiàn)的分析界面，通過(guò)調用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線(xiàn)界面分析該回路當前的負荷運行狀況,如通過(guò)調用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)可分析該回路的電氣設備所引起的信號波動(dòng)情況,系統的歷史趨勢即系統對所有已存儲數據均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監測的配電網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行質(zhì)量分析。
2.4.4 報表統計
上海市地礦工程勘察院系統中電能報表方便管理員查看分析，同時(shí)系統將采集的有功電度數據，按照回路名稱(chēng)的不同，自動(dòng)生成報表并有報表打印功能，可對任意回路的某一時(shí)間段內的用電量進(jìn)行查詢(xún)與打印，這些報表均支持Excel導出功能。
2.4.5 報警功能
遙信和遙測報警功能，主要完成對各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)和負載進(jìn)線(xiàn)監控，對開(kāi)關(guān)變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時(shí)處理。遙測報警值設置界面可以看到每個(gè)監控點(diǎn)的實(shí)時(shí)值和報警設置值，負載越限值在相應權限下可自由設置,具備歷史查詢(xún)功能。
3 運行效果
1、 實(shí)時(shí)性：項目實(shí)施前現場(chǎng)數據主要靠人工抄錄，1天2次，各回路時(shí)間不統一，可對性差；項目實(shí)施后后臺實(shí)時(shí)采集，50mS一次，可比性強。
2、 存儲管理：項目實(shí)施前紙質(zhì)記錄，查詢(xún)時(shí)翻箱倒柜，年久易失，數據日期管理復雜；項目實(shí)施后計算機存儲，數據可存儲10年以上，查詢(xún)速度快，只需鼠標一點(diǎn)，迅速準確。
3、 整體分析：項目實(shí)施前各個(gè)時(shí)段用電量以及各個(gè)回路用電橫向和豎向無(wú)法對比；項目實(shí)施后通過(guò)曲線(xiàn)分析，峰平谷時(shí)段對比明顯，便于削峰填谷，而且三相用電的調配相對均衡。
4、 數據安全：項目實(shí)施前分散管理，手工定時(shí)備份，對連續數據備份不準確；項目實(shí)施后同步集中管理，系統自動(dòng)即時(shí)備份。
5、 設備管理：項目實(shí)施前各個(gè)回路通斷電要現場(chǎng)去查看，斷電時(shí)無(wú)報警；項目實(shí)施后通過(guò)后臺一次系統圖清晰展示，回路跳閘時(shí)，后臺自動(dòng)記錄，并伴隨自動(dòng)報警。
4 結束語(yǔ)
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展及電力的廣泛應用，智能電能管理系統已成為大型公共建造的必然選擇，本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統在上海市地礦工程勘察院項目的應用，可以實(shí)現遠程遙測、遙信功能，實(shí)時(shí)顯示了現場(chǎng)電參量，方便值班人員查看；給用戶(hù)設置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數；同時(shí)系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、棒圖等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究；報警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時(shí)檢查現場(chǎng)設備的運行狀況。
該項目所采用的Acrel-3000電能管理系統已經(jīng)于2013年10月底正式投入運行整個(gè)系統運行穩定、安全，極大的方便了用戶(hù)的使用，提供了大量實(shí)時(shí)、準確的電能數據，為管理者進(jìn)行內部計量考核提供了依據，為進(jìn)一步節能管理及節能措施的實(shí)施打下了基礎。
5 參考文獻
[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社
