Acrel-2000電力監控系統在廣州萬(wàn)達廣場(chǎng)項目的應用

周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司  江蘇江陰

摘要

    本文主要介紹了廣州萬(wàn)達廣場(chǎng)投資有限公司采用Acrel-2000電力監控系統對項目變配電系統進(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 )化變配電監控。Acrel-2000電力監控系統作為廣州萬(wàn)達慧云智能化管理系統平臺子系統，在肩負著(zhù)變配電監測任務(wù)的同時(shí)將運行數據上傳至慧云平臺，實(shí)現系統的資源整合。

關(guān)鍵詞：變配電；電力監控；Acrel-2000；萬(wàn)達廣場(chǎng)；慧云平臺

0 項目概述

     廣州萬(wàn)達廣場(chǎng)電力監控系統依據《萬(wàn)達廣場(chǎng)慧云智能化管理系統設計標準（2015版）》中變配電監控子系統要求設計，對項目變配電系統進(jìn)行改造。

    根據《廣州白云萬(wàn)達“一鍵式"改造評估報告》確定本項目監控范圍為：B區中心一期高壓配電室 8臺MPR-2013綜保，2臺MPR-2015綜保，2臺RCU-202A直流屏控制器;超市高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，2臺MPR-2026綜保，1臺RCU-201直流屏控制器;物業(yè)高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，6臺MPR-2026綜保，1臺RCU-202A直流屏控制器;百貨高壓配電室 1臺MPR-2013綜保，4臺MPR-2026綜保，1臺RCU-202A直流屏控制器;柴油發(fā)電機房 3臺MRS16發(fā)電機控制器；物業(yè)#1-#6專(zhuān)變 6臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，6臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器；超市#1-#2專(zhuān)變 2臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，2臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器；百貨#1-#4專(zhuān)變 4臺LD-B10-10FP(B)變壓器溫控儀，4臺WHD90R-11/CD溫濕度控制器。

1 用戶(hù)需求

1.1一般規定

    1) 電力監控系統的監控范圍包括：高壓進(jìn)出線(xiàn)運行參數監測，低壓配電運行參數監測，備用電壓運行監測，變配電機房運行參數監測等。

    2) 電力監控系統應滿(mǎn)足商業(yè)管理便捷實(shí)用的要求。包括：保證所有變配電設備監視系統集成在一個(gè)平臺上；采用統一的操作界面；提供清晰的管理信息。并提供遠程訪(fǎng)問(wèn)功能。

    3) 電力監控系統應滿(mǎn)足商業(yè)管理安全管理的需求。包括：集中監視所有的報警信息，集中顯示重要設備的運行狀態(tài)；使管理人員可通關(guān)過(guò)集成平臺遠程排查，監視各機電設備現場(chǎng)情況。

1.2功能要求

1.2.1監測功能

    1)應監測高壓進(jìn)出線(xiàn)運行參數，包括電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率。

    2)應監測直流屏運行參數：輸出電壓、累計充放電次數、充電電壓、充放電狀態(tài)、電池溫度。

    3)應監測變壓器運行參數：鐵芯線(xiàn)圈溫度、散熱風(fēng)機啟停狀態(tài)。

    4)應監測變壓器所在環(huán)境的空氣溫度。

    5)柴油發(fā)電機進(jìn)線(xiàn)運行參數：發(fā)電機端電壓、電流、頻率、啟動(dòng)電池電壓、柴油機冷卻水溫度。

1.2.2故障報警功能

    1)直流屏:電壓異常。

    2)高壓柜:高壓進(jìn)出線(xiàn)過(guò)流（負荷）、低電壓、短路、接地。

    3)變壓器:變壓器高溫、溫

    4)發(fā)電機主:啟動(dòng)失敗、無(wú)法同步、短路；柴油發(fā)電機工作故障報警，日用油箱油位顯示及、超低報警。

1.2.3記錄功能

    1)應記錄上述需要監測的運行參數和開(kāi)關(guān)狀態(tài)中的技術(shù)參數部分，以供分析比對。

    2)應記錄上述各項故障報警發(fā)生的內容和時(shí)刻。

1.3電力監控系統的軟硬件需求

    電力監控系統軟硬件標準應符合萬(wàn)達廣場(chǎng)BA系統設計標準要求，此外還應滿(mǎn)足以下要求：

    1.3.1電力監控系統的硬件應包括至少1臺服務(wù)器。與“慧云智能化管理系統"控制系統的網(wǎng)絡(luò )連接如圖1_1所示。

圖1_1變配電子系統的硬件連接

    1.3.2電力監控系統應提供人機交互界面（與能源管理平臺共用）。子系統人界面可以按照界面設計的規定設計，使子系統界面與“慧云智能化管理系統"集中監控系統界面一致；也可以自行設計，實(shí)現功能設計中各項監測、故障報警和運行監測功能。

    1.3.3電力監控系統的軟件應具備數據庫功能，實(shí)現功能設計中的各項記錄功能。

    1.3.4電力監控系統的軟件應具備權限管理功能。

1.4電力監控系統與慧云平臺的數據交互要求

    1.4.1 電力監控系統應采用標準通信協(xié)議和接口。子系統應開(kāi)放其設備的各層通信協(xié)議。宜采用自帶監控功能的變配電設備（機組）。要求各個(gè)變配電機組能夠自動(dòng)測量功能設計中的各種信息。

    1.4.2電力監控系統應向“慧云智能化管理系統"集中控制系統提供功能設計中各項監測、記錄功能需求的數據，包括機電設備啟停狀態(tài)、系統運行參數、故障報警參數、能耗數據參數。

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) 《萬(wàn)達廣場(chǎng)慧云智能化管理系統設計標準（2015版）》

2) ISO/IEC11801《綜合布線(xiàn)標準》

3) GB/50198《監控系統工程技術(shù)規范》

4) GB50052-2009《供配電系統設計規范》

5) GB50054-2011《低壓配電設計規范》

6) DL/T 698.1-2009《部分：總則》

7) DL/T 698.2-2010《第2部分：主站技術(shù)規范》

8) 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》

9) 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》

10) 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》

11) 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》

12) 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》

13) 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

    廣州萬(wàn)達廣場(chǎng)電力監控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)設備層儀表主要包括：綜保、直流屏控制器、發(fā)電機控制器、變壓器溫控儀、溫濕度控制器。

3.2 網(wǎng)絡(luò )通訊層

    通訊介質(zhì)：儀表采用屏蔽雙絞線(xiàn)通過(guò)RS485現場(chǎng)總線(xiàn)方式接入串口服務(wù)器，串口服務(wù)器把采集到的間隔層設備信息轉換成以太網(wǎng)，接入電力監控系統主機，以太網(wǎng)采用光纖傳輸。

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，主要是由電力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

    1) 數據采集與顯示：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)采集的各設備的運行參數以及配電回路開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)直觀(guān)實(shí)時(shí)顯示。

    2) 數據記錄：應記錄上述需要監測的運行參數，以供分析對比。 

    3) 告警管理：系統具備遙測報警配置功能，報警類(lèi)型包括遙測和遙信報警。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。遙測歷史報警查詢(xún)：安科瑞Acrel-2000電力監控系統能夠對遙信、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)。

    4) 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?？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。

    5) 數據轉發(fā)功能：采用MODBUS-TCP協(xié)議方式將采集到的數據上傳至慧云平臺。

5 結束語(yǔ)

    隨著(zhù)用戶(hù)端變配電智能化管理需求的提高，電力監控系統的應用已成為發(fā)展趨勢。本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在廣州萬(wàn)達廣場(chǎng)項目中的應用，實(shí)現了對廣州萬(wàn)達廣場(chǎng)變配電系統實(shí)時(shí)監控，同時(shí)和上層慧云平臺實(shí)現數據共享。系統對采集數據的進(jìn)行分析、處理，實(shí)時(shí)顯示各監控設備的運行使用狀況、告警狀態(tài)，并生成各種報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于管理者進(jìn)行設備管理和運行維護。該系統運行安全、可靠、穩定，為后期電力系統及設備的維護、制定節能改造措施提供了科學(xué)的依據。

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