摘要
本文主要介紹了浙江臺州路橋廣電中心數據機房采用安科瑞智能電力儀表及Acrel-3000電能管理系統對數據機房配電系統進(jìn)行監測，儀表通過(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。
0 項目概述
臺州廣播電視總臺路橋廣電中心大廈位于路北街道徐翁村，占地總面積5863平方米，設計總建筑面積13461.3平方米。其中地上建筑面積9997.5平方米（包括技術(shù)業(yè)務(wù)用房8345.3平方米，辦公面積1652.2平方米），地下車(chē)庫面積3463.8平方米。本項目設計范圍為廣電中心數據機房低壓配電系統，包括設備輸入配電ATS柜、機房設備配電柜、機房UPS一期配電柜、機房UPS二期配電柜、設備列頭配電柜1、設備列頭配電柜2、設備列頭配電柜3、設備列頭配電柜4。
1 用戶(hù)需求
系統設計要求如下：
1.1 實(shí)時(shí)顯示：初始界面采用系統圖，界面可以實(shí)時(shí)顯示每個(gè)回路的三相電流，實(shí)時(shí)顯示回路的通斷狀態(tài)，可通過(guò)連接查看回路詳細參數。
1.2 報警及事件：
1) 遙測實(shí)時(shí)報警功能：22只ACR120EL/K以及2只AMC16-3E3/K電壓、電流（或功率）、頻率、功率因數越限報警；限額值可以由使用方管理用戶(hù)設定。
2) 遙測歷史報警功能：可查詢(xún)遙測歷史報警記錄。
3) 遙信實(shí)時(shí)報警功能：22只ACR120EL/K和2只AMC16-3E3/K及2只ARTU-K16斷路器通斷狀態(tài)報警。
4) 遙信歷史報警功能：可查詢(xún)遙信歷史報警記錄。
5) 通訊及系統故障報警：系統通訊出現故障須有報警及記錄功能。
6) 系統歷史操作記錄：包括各個(gè)用戶(hù)的登錄記錄、操作記錄。
1.3 趨勢分析：提供22只ACR120EL/K和2只AMC16-3E3/K的24只表28個(gè)回路的電流（或功率）日曲線(xiàn)圖和周曲線(xiàn)圖；曲線(xiàn)圖可以根據要求手動(dòng)選擇時(shí)間范圍內進(jìn)行查看及打印。
1.4 報表管理：電力參數抄表：可查詢(xún)歷史時(shí)刻各回路的有功功率值、無(wú)功功率值、用電量（kWh）、功率因素、每相電流及電壓值。
1.5 電能管理：綜合的電能統計報表功能，包含系統中24只低壓電力儀表所監測回路的用電量，可以根據需求進(jìn)行不同時(shí)間段內的用電量查詢(xún)。
1.6 權限控制功能：系統用戶(hù)及操作權限：設置管理員和操作員2個(gè)用戶(hù)及設置不同的權限，管理員可以設置報警越限值、關(guān)閉程序；操作員僅有查看打印權限。
1.7 HMI，現場(chǎng)3臺觸摸屏實(shí)現以下功能：
1) 現場(chǎng)實(shí)時(shí)監測功能，實(shí)時(shí)顯示各回路的電壓、電流、功率。
2) 遙測及遙信報警功能。
3) 數據轉發(fā)功能，將現場(chǎng)采集的儀表數據轉發(fā)到后臺電能管理系統。
1.8 短信報警：將遙測或遙信報警信息短信通知用戶(hù)。
1.9 WEB發(fā)布：遠程用戶(hù)可通過(guò)局域網(wǎng)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)查看電能管理系統。
2 設計原則引用標準
2.1 設計原則
1) 開(kāi)放性：本系統中將涉及到不同廠(chǎng)商的設備技術(shù)，以及系統的擴展需求，在本項目的產(chǎn)品技術(shù)選型中，避免采用專(zhuān)有技術(shù)，從而使系統的軟硬件平臺具有充分的開(kāi)放性.
2) 性：系統的軟硬件平臺建設、應用系統的設計開(kāi)發(fā)以及系統的維護管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮當今技術(shù)發(fā)展趨勢，采用相對同時(shí)市場(chǎng)相對成熟的產(chǎn)品技術(shù)，以滿(mǎn)足系統未來(lái)的發(fā)展需求.
3) 高性能：系統設計應從服務(wù)器處理能力、網(wǎng)絡(luò )帶寬傳輸能力、軟件系統效率等角度綜合分析，合理設計結構、使系統具有足夠的處理能力，以適應大數量量數據處理和用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)需求，保障系統服務(wù)質(zhì)量。
4) 安全性：系統對安全性問(wèn)題予以高度重視，從操作系統層，網(wǎng)絡(luò )層，應用層每個(gè)層次都有相應的措施以解決傳輸安全，系統安全和信息安全的需求。
5) 可靠性：系統應從系統結構、網(wǎng)絡(luò )結構、技術(shù)措施、設備選型等方面綜合考慮，以確保系統中沒(méi)有單故障節點(diǎn)，實(shí)現7X24不間斷服務(wù)。
6) 擴展性：在本系統中，所有的網(wǎng)絡(luò )、服務(wù)器、存貯、應用軟件的設計遵循可擴充的原則，以實(shí)現隨著(zhù)需求的發(fā)展而擴展。系統采用模塊化結構，具有很好的兼容性和可擴充性，即可使不同的廠(chǎng)商的設備和系統集成到同一個(gè)平臺中，又可使系統在日后可以根據用戶(hù)需求方便地擴展。
2.2 引用標準
1) ISO/IEC11801 《綜合布線(xiàn)標準》
2) GB/50198 《監控系統工程技術(shù)規范》
3) GB50052-2009 《供配電系統設計規范》
4) GB50054-2011 《低壓配電設計規范》
5) IEC 61587 《電子設備機械結構系列》
6) DL/T448-2000 《電能計量裝置技術(shù)管理規程》
7) DL/T 698.1-2009 《部分：總則》
8) DL/T 698.2-2010 《第2部分：主站技術(shù)規范》
9) 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》
10) 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》
11) 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》
12) 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》
13) 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》
14) 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》
3 解決方案
浙江臺州路橋廣電中心機房電能管理系統采用分層分布式結構進(jìn)行設計，即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和站控管理層：
3.1 現場(chǎng)設備層
現場(chǎng)設備層儀表選型按照滿(mǎn)足用戶(hù)電能管理系統要求的原則，同時(shí)結合公司多年配電自動(dòng)化系統工程經(jīng)驗進(jìn)行配置。現場(chǎng)主回路監測采用多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表ACR120EL/K以及多回路監控裝置AMC16-3E3/K，可進(jìn)行回路電參量測量和開(kāi)關(guān)量監測；列頭柜出線(xiàn)回路不需計量，只需進(jìn)行開(kāi)關(guān)量監測，配置ARTU-16K。
3.2 網(wǎng)絡(luò )通訊層
通訊介質(zhì)：系統主要采用屏蔽雙絞線(xiàn)，儀表以RS485總線(xiàn)連接。數據中心現場(chǎng)增加集中顯示裝置觸摸屏TPC1062K,機房設備配電柜、機房UPS一期配電柜、機房UPS二期配電柜各配置一臺作為現場(chǎng)HMI。HMI接收儀表數據，同時(shí)將數據通過(guò)以太網(wǎng)上傳到后臺電能管理系統。
3.3 站控管理層
站控管理層是針對配電網(wǎng)絡(luò )的管理人員，該層直接面向用戶(hù)。該層也是系統的上層部分，主要是由電能管理系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過(guò)數據傳輸協(xié)議讀取前置機采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實(shí)時(shí)發(fā)送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電能計量管理功能設計各種符合用戶(hù)的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進(jìn)行計量，用戶(hù)只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。系統結構拓撲圖如下：
4 系統功能
4.1 觸摸屏功能
1) 主界面
2) 實(shí)時(shí)顯示界面，實(shí)時(shí)顯示回路電參量及開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
3) 通訊界面顯示儀表和觸摸屏軟件通訊狀態(tài)。
4) 報警記錄查詢(xún)
4.2 電能管理系統功能
1) 配電監測：以配電一次干線(xiàn)圖的形式直觀(guān)顯示配電線(xiàn)路的分布情況，同時(shí)將實(shí)時(shí)采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)。
2) 電能報表：安科瑞Acrel-3000電能管理系統以豐富的數據報表體現計量體系的完整性。系統具備各回路定時(shí)抄表匯總統計功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的用電情況，即該節點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可追溯，維護計量體系的正確性。
3) 負荷曲線(xiàn)：安科瑞Acrel-3000電能管理系統對配電系統總進(jìn)線(xiàn)回路（或重要負荷的出線(xiàn)）設計了負荷趨勢曲線(xiàn)。便于配電維護人員及時(shí)掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶(hù)單位的用能權益提供保障。
4) 電參量報表：安科瑞Acrel-3000電能管理系統具有對實(shí)時(shí)電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數據、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時(shí)數據庫。在監控畫(huà)面中能夠自定義需要查詢(xún)的參數、查詢(xún)的時(shí)間段或選擇查詢(xún)近更新的記錄數等，并通過(guò)報表方式顯示出來(lái)。該功能方便用戶(hù)進(jìn)行事故追溯查詢(xún)。
5) 遙信實(shí)時(shí)報警：系統能夠對配電回路斷路器的分合閘動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)監測并報警。系統報警時(shí)能夠進(jìn)行信息語(yǔ)音提示，自動(dòng)彈出報警畫(huà)面。
6) 遙測實(shí)時(shí)報警：系統具備遙測報警配置功能，報警類(lèi)型包括電壓越限、電流越限、頻率越限、功率因數越限、斷路器分合閘。系統報警時(shí)能夠進(jìn)行信息語(yǔ)音提示，自動(dòng)彈出報警畫(huà)面。
7) 遙信、遙測歷史報警查詢(xún)：安科瑞Acrel-3000電能管理系統能夠對遙信、遙測報警數據進(jìn)行存儲，方便用戶(hù)對系統報警事件進(jìn)行追溯查詢(xún)。
8) 用戶(hù)權限管理：系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)*的操作（如配電回路名稱(chēng)修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行維護管理提供可靠的安全保障。
9) 基于B/S的網(wǎng)絡(luò )應用：系統配置了強大的WEB頁(yè)面發(fā)布功能，從而使得用戶(hù)可以通過(guò)基于Windows平臺的IE或其他主流瀏覽器，查看系統實(shí)時(shí)數據、監控畫(huà)面、歷史數據，瀏覽效果與在A(yíng)crel-3000服務(wù)器端看到的系統畫(huà)面*相同。
10) 手機短信報警：系統支持手機短信報警功能，系統遙信、遙測實(shí)時(shí)報警信息可以通過(guò)短信報警模塊發(fā)送到的系統管理人員手機上，使得用戶(hù)能夠及時(shí)了解現場(chǎng)配電情況，消除可能發(fā)生的配電隱患。
5 結束語(yǔ)
隨著(zhù)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源緊張、環(huán)境惡化已受到的密切關(guān)注，能源是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要基礎，為了響應國家號召，走可持續發(fā)展的道路，節能降耗是首要任務(wù)。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對電能的統一管理顯得尤為重要。只有對電能進(jìn)行準確可靠的計量，才能從真正意義上節約電能。
Acrel-3000系列電能管理系統是我公司緊密把握電力系統用戶(hù)的需求，遵循電力系統的標準規范而二次開(kāi)發(fā)的一套具有性強、自動(dòng)化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點(diǎn)的適用于低壓配電系統的電能管理系統。通過(guò)遙測和遙控可以合理調配負荷，實(shí)現優(yōu)化運行，節約電能，為用電的合理管理提供了數據依據。
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.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6
作者簡(jiǎn)介：周菁，女，本科，就職于江蘇安科瑞電器制造有限公司。
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