摘要
介紹高島屋，采用智能電力儀表，采集樓層用戶(hù)各種電參量。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統實(shí)現樓層用戶(hù)用電的實(shí)時(shí)監控和管理。
0 概述
高島屋百貨公司具有180年歷史的高島屋是日本大的連鎖百貨公司之一，在日本國內擁有20余家連鎖店，2007年營(yíng)業(yè)收入位居全日本百貨公司。迄今為止，高島屋百貨只在海外開(kāi)設了3家連鎖店，即紐約、臺北和新加坡，均在當地銷(xiāo)售排行榜中位居前列，其中新加坡高島屋和臺北高島屋已連續多年蟬聯(lián)當地百貨業(yè)銷(xiāo)售額*。
上海高島屋百貨選址于虹橋路與紅寶石路當中的古北財富中心二期，財富中心二期總高30層，是一幢含商業(yè)、五酒店及購物中心等于一體的超智能化商務(wù)樓宇。
我司承接本項目的電能管理系統，實(shí)時(shí)采集樓層用戶(hù)終端電能計量表的數據，用于分析、管理用戶(hù)的用電情況，以便于用戶(hù)對樓層用電情況的實(shí)時(shí)了解。
1 需求分析
本電能管理系統的實(shí)施，在以下各方面達到預定的目標：
1）掌握各終端用戶(hù)電力設備運行情況；
2）對電能管理系統中各種狀態(tài)監測、歷史數據生成報表，系統可以設計和管理多種報表樣式，實(shí)現日、月、年報表管理；
3）數據記錄和故障數據記錄；
4）提高電力管理系統運行管理效率，大幅提升管理水平；
5）實(shí)現故障信息報警，報警查詢(xún)，可以設置預報警信號和故障報警信號，通過(guò)聲光、界面等方式提示用戶(hù)，待用戶(hù)確認后復位，并可以提供報警信息打印功能。
6）強大的用戶(hù)管理功能，系統記錄各管理員運行記錄、操作記錄等，并設置多級用戶(hù)，分別賦予不同權限以及相應密碼，確保操作安全。實(shí)現各變電站無(wú)人或少人值班；
2 系統方案
監控系統主要實(shí)現對上海高島屋終端用戶(hù)進(jìn)行電能管理。監控范圍為終端用戶(hù)的遠程實(shí)時(shí)數據采集、處理、分析、顯示。系統于樓層強電井內接入461只終端計量?jì)x表，分為22條總線(xiàn)，總線(xiàn)直接接入值班室內采集設備，從而在監控主機上實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層。
1）站控管理層
站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS、打印機等。
2）網(wǎng)絡(luò )通訊層
通訊層主要是由兩臺NPORT5610-16串口服務(wù)器、協(xié)議隔離轉換器、以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成。NPORT5610-16串口服務(wù)器主要功能是監測現場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無(wú)人值守的目的。
3）現場(chǎng)設備層
現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達該門(mén)衛處監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。
智能儀表現場(chǎng)連接示意
現場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接智能儀表數量在24只左右，然后將數據上傳至串口服務(wù)器NPORT5630-16，進(jìn)而將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：
用戶(hù)側采用終端計量?jì)x表DDSD1352-C和DTSF1352-C,能夠測量單相(三相)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數等。
3 系統功能
功能特點(diǎn)
本系統采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運行穩定可靠。點(diǎn)擊相應快捷按鈕即可進(jìn)入相應的系統功能模塊；系統具有終端計量?jì)x表用電量顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò )結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠程顯示功能。
登錄界面
軟件在啟動(dòng)后輸入對應的密碼，才可進(jìn)入監控系統界面，查看監控數據，否則無(wú)法查看。用戶(hù)名分為“管理員”和“操作員”，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權限。
整個(gè)界面分為三塊，標題界面、系統界面和菜單切換界面。
標題界面
在標題界面中，將顯示當前登錄用戶(hù)及系統當前時(shí)間。
菜單切換界面
菜單切換界面排布的按鈕為系統各個(gè)功能切換按鈕。通過(guò)點(diǎn)擊不同的功能按鈕，就可進(jìn)入相應的功能界面。
系統界面
系統界面
系統界面可查看各配電回路的用功情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，電能。當選擇以“管理員”身份登錄系統后，可在系統一次圖中點(diǎn)擊回路名稱(chēng)，直接對回路名稱(chēng)進(jìn)行修改，修改后系統會(huì )自動(dòng)保存。
通訊狀態(tài)
通訊狀態(tài)功能
進(jìn)入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個(gè)系統的分布式網(wǎng)絡(luò )結構，該系統具有網(wǎng)絡(luò )診斷功能。能實(shí)時(shí)監控系統網(wǎng)絡(luò )通訊狀態(tài)，出現網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)，系統自動(dòng)顯示故障線(xiàn)路及具體單元。
電能報表
電能報表功能
用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統運行期間的任意時(shí)間段內的各回路用電，并制作在一張表內，可方便查詢(xún)。
通過(guò)調節開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，可顯示此時(shí)間段內的用電量。
該報表可以以電子表格的方式導出，同時(shí)具備打印功能。
報警及事件
實(shí)時(shí)報警
遙測實(shí)時(shí)報警功能
實(shí)時(shí)報警窗口監測系統所采集的遙測量。報警窗口會(huì )在系統運行時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，并一直隱藏在后臺。
當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實(shí)時(shí)報警”窗口就會(huì )自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。
歷史報警
報警歷史查詢(xún)功能
在歷史報警界面中點(diǎn)擊查詢(xún)按鈕，通過(guò)調節開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，即可查詢(xún)到過(guò)去任意時(shí)間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時(shí)間，報警類(lèi)型，報警內容等。
系統事件
系統事件查詢(xún)功能
可以查看當前狀態(tài)下系統的各部分運作情況，選擇“事件查詢(xún)”，可以查詢(xún)任意時(shí)刻的運作情況。
用戶(hù)管理
點(diǎn)擊菜單欄的“用戶(hù)管理”、“用戶(hù)登錄”、“用戶(hù)注銷(xiāo)”。
系統為用戶(hù)提供了3項與用戶(hù)身份和管理有關(guān)的功能。“用戶(hù)登錄”可以實(shí)現登錄用戶(hù)身份的切換；已登錄用戶(hù)可以通過(guò)“用戶(hù)注銷(xiāo)”刪除登錄用戶(hù)的身份；“管理員”可以通過(guò)“用戶(hù)配置” ，修改所有用戶(hù)的登錄密碼；”管理員“可以使用“添加刪除”增添用戶(hù)身份，也可以刪除已有的用戶(hù)身份。
4 結束語(yǔ)
在當今配電設施的應用中，大型商業(yè)建筑的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在上海高島屋的應用，可以實(shí)現對變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò )通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電力監控系統。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話(huà)框、語(yǔ)音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為工廠(chǎng)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的企業(yè)效益。
參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著(zhù). 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控與電能管理系統產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10
作者簡(jiǎn)介：
周菁，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統
