摘要：介紹外灘27號電能管理系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)建筑電力監(jiān)控的能耗管理及Acrel-3000型系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能，為樓宇電力監(jiān)控與電能統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為節(jié)能提供決策依據(jù)。
關(guān)鍵詞：電能管理系統(tǒng)、外灘27號;智能電力儀表;Acrel-3000型
0 概述
上海安科瑞電氣股份有限公司于2010年11月承接了外灘27號電力監(jiān)控/電能管理系統(tǒng)，外灘27號即中山東一路27號，現(xiàn)為羅斯福酒店，共8層樓分南北樓及觀光屋頂。
外灘27號系統(tǒng)分兩個部分，一部分是地下一層的變電所低壓部分智能電力儀表，另一部分是樓層中智能電力儀表。針對外灘27號的現(xiàn)場實際情況，通過計算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散樓層中儀表和變電所中的儀表和現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機(jī)的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
設(shè)計的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)具備全電參量測量、開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測以及電能計量與電能質(zhì)量管理等功能。設(shè)計中充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可用性、先進(jìn)性、方便性、安全性、可靠性、可擴(kuò)展性及系統(tǒng)性價比的合理性。
1 項目立項的意義
外灘27號對電能管理即電能抄表比較關(guān)注，變電所和樓層中一共有大約210只智能電力儀表，如果要值班人員去抄一遍所有表的數(shù)據(jù)，這樣費(fèi)時費(fèi)力又不能實時的反應(yīng)一些緊急狀況。使用該系統(tǒng)可以帶來如下優(yōu)點(diǎn)：
1）該項目中儀表分布的比較散，沒有系統(tǒng)之前只能通過人力去樓層間去抄表，查看電力參量，這樣對于抄表人員來說費(fèi)時又費(fèi)力，而且也不能及時的掌握第一手信息。使用系統(tǒng)后后臺值班監(jiān)控人員只需在值班室或者在物業(yè)辦公室就能實時準(zhǔn)確的監(jiān)控到每個表的運(yùn)行情況，和表所測量的各個電參量，實時的進(jìn)行抄表，省時省力，快速及時的掌握用電情況。
2) 系統(tǒng)保存了自系統(tǒng)運(yùn)行以來的重要數(shù)據(jù)，故如需查詢以前的像電能這樣的數(shù)據(jù)，直接在遠(yuǎn)程抄表中輸入查詢時間，那時的數(shù)據(jù)就會顯示出來。便于管理人員分析對比，如一些電參量突變，像電流一下變很大，就要看這個回路是否短路，查看問題，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，延長設(shè)備使用壽命；提高運(yùn)行管理效率，減少運(yùn)行維護(hù)人員工作量。
3）通過數(shù)據(jù)分析，使管理者合理有效地利用設(shè)備，減少不必要設(shè)備添置，避免了資源浪費(fèi)，精簡值班人員數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)電能消耗異常現(xiàn)象，采取有效措施進(jìn)行設(shè)備改造或補(bǔ)償，以避免電能損耗，這樣下來節(jié)約大量資金。通過對資源的充分利用，強(qiáng)調(diào)高效率、低能耗、低污染，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
4) 系統(tǒng)具有柱狀圖、報表分析，曲線顯示等功能，這樣可以形象的反應(yīng)數(shù)據(jù)。
2 項目的設(shè)計方案
上海安科瑞電氣股份有限公司為外灘27號項目設(shè)計的電力監(jiān)控及電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。
現(xiàn)場設(shè)備層主要的設(shè)備為：諧波表、網(wǎng)絡(luò)多功能表、電流表。這些儀表分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場屏蔽雙絞線進(jìn)行組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為采集現(xiàn)場設(shè)備層中的儀表數(shù)據(jù)，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。
各智能電力儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器。變電所低壓柜內(nèi)儀表內(nèi)分4根總線連到變電所內(nèi)通訊服務(wù)器，樓層分6根總線連到一樓的南配電間的通訊服務(wù)器，然后兩臺服務(wù)器拉網(wǎng)線連到交換機(jī)，最后工業(yè)交換機(jī)通過網(wǎng)線連到監(jiān)控主機(jī)。由于物業(yè)辦公室和監(jiān)控室不在一個地方，為了方便物業(yè)查看故拉了一根網(wǎng)線到物業(yè)辦公室，在監(jiān)控主機(jī)上做了web界面發(fā)布，這樣在物業(yè)辦公室就能看見軟件的運(yùn)行畫面，并能就近打印報表。
本系統(tǒng)采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
3 系統(tǒng)實現(xiàn)的的過程
首先通過我們的串口服務(wù)器將總線上的電力智能儀表中的數(shù)據(jù)量進(jìn)行采集，然后后臺監(jiān)控中心我們通過軟件把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并保存到我們系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫里。在我們系統(tǒng)上把需要實時顯示的數(shù)據(jù)量在界面上實時刷新的顯示出來；需要查詢和分析過去的歷史記錄的數(shù)據(jù)，通過我的各種查詢報表和分析曲線等一些形象的界面反應(yīng)給值班人員；在界面中實時顯示一次圖的狀態(tài)；在系統(tǒng)中把變電所內(nèi)的各個回路進(jìn)行分合閘時進(jìn)行報警；系統(tǒng)中設(shè)置針對值班室內(nèi)不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限來進(jìn)行操作管理，防止因人為誤操作或人為破壞給生產(chǎn)帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。
下圖為顯示兩個進(jìn)線回路的電流曲線畫面：
下圖為1#變壓器出線柜的配電示意圖：
現(xiàn)在外灘27號項目里，還有幾層樓正在裝修，業(yè)主會把這座建筑的幾層樓給租給其他商戶，故收取電費(fèi)需要統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，有了電能管理系統(tǒng)，收取電費(fèi)時就有了憑據(jù)。酒店內(nèi)的樓層內(nèi)的各個區(qū)域內(nèi)的空調(diào)、廚房、照明等所產(chǎn)生的電能都有了數(shù)據(jù)保存，以后管理電能時就有了依據(jù)。
系統(tǒng)的完成，讓數(shù)據(jù)查詢?nèi)藛T的抄表任務(wù)輕松了，節(jié)約了抄表時間，提高了抄表積極性。
5 結(jié)束語
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有實用性、安全性、系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性。隨著計算機(jī)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。該系統(tǒng)在外灘27號的應(yīng)用，實現(xiàn)了把變電所內(nèi)和樓層內(nèi)的各個回路的智能電力儀表電參量的遠(yuǎn)程監(jiān)控，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，處理，并生成報表、圖形、曲線等，便于值班人員的分析與定時查詢所需要的數(shù)據(jù)。