王曉明1 陸明1
1. 安科瑞電氣股份有限公司,上海 201801
摘 要:介紹上海世博村VIP生活館配電系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng),采用智能電力儀表和微機(jī)保護(hù)采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑電力能耗的自動(dòng)管理及Acrel-3000型電能系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能,為樓宇電能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),為節(jié)能提供決策依據(jù)。
關(guān)鍵詞:世博村;智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)
The application of Energy Management System in VIP Living Museum in Shanghai World Expo Village
LU Ming1
1.Shanghai Acrel ltd,Shanghai 201801
Abstract: Introducing distribution system and power management systems of VIP Living Museum in Shanghai World Expo Village,adopting the way of systmen network that collecting a variety of electrical parameters and switching signals of Intelligent Power Meter and the Computer Protection Acquisition distribution scene,and later conveying to the backstage through field bus communication, through Acrel-3000 energy management system to achieve automated construction power consumption management and the functions, to statistic building energy data ,to offer the strategic decision basis of energy conservation.
Key words: Expo Village; Intelligent Power Meter; Acrel-3000 ; Energy Management System
0 概述
上海世博村VIP生活館項(xiàng)目定位于五星級(jí)酒店,是 2010 年上海世博會(huì)配套世博村項(xiàng)目中規(guī)格最高的酒店。酒店占地面積約為25500平方米 ,總建筑面積66000 平米,建筑高度約95米 ,地上部分26層 ,地下為2 層,共有客房443間。
上海世博村VIP生活館配電系統(tǒng)分為高、低壓兩大部分,高壓部分為兩條10KV進(jìn)線,有4臺(tái)變壓器。世博洲際酒店屬于重要電力負(fù)荷用戶,作為世博村項(xiàng)目中規(guī)格最高的酒店,電力穩(wěn)定供應(yīng)的重要性可想而知。低壓部分分為低壓配電室、冷凍機(jī)房、水泵房、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組,且在每一個(gè)樓層中都有低壓配電房,為每一層中的各設(shè)備回路供電。
結(jié)合該配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)Acrel-3000,充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的最新發(fā)展,對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
1 電能管理需求分析及系統(tǒng)構(gòu)成
由于該項(xiàng)目是五星級(jí)酒店,現(xiàn)場(chǎng)需要監(jiān)測(cè)所有安裝智能儀表的回路,并且需對(duì)空調(diào)、照明、動(dòng)力用電進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),并且該統(tǒng)計(jì)報(bào)表需每天自動(dòng)生成,現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)包括回路合分閘狀態(tài)也需實(shí)時(shí)顯示?,F(xiàn)場(chǎng)儀表眾多,采用了3個(gè)串口服務(wù)器加交換機(jī)的組網(wǎng)方式。
本系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):
即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示:
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控層主要的設(shè)備為:多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、微機(jī)保護(hù)裝置等。這些裝置分別對(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)屏蔽雙絞線進(jìn)行組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。
通訊控制層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場(chǎng)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(jì)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(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均在現(xiàn)場(chǎng)均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡(jiǎn)單方便;
2 電能管理系統(tǒng)主要功能
2.1 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Ep、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶,達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢。
2.2 人機(jī)交互
系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),畫面定時(shí)輪巡切換;畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等
2.3 故障報(bào)警及事故追憶
在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí),會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路,同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn),以被用戶查詢,追憶故障原因。
2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢
主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),定期生成報(bào)表,以供用戶查詢打印。
2.5 用戶權(quán)限管理
針對(duì)不同級(jí)別的用戶,設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來(lái)的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行。
2.6 運(yùn)行負(fù)荷曲線
定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流負(fù)荷參量,自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線的,方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。
2.7 電能成本管理
自動(dòng)進(jìn)行日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),可以進(jìn)行尖、峰、平、谷時(shí)段設(shè)定,實(shí)現(xiàn)具有電能分時(shí)計(jì)費(fèi)功能,同時(shí)生成日、月、年報(bào)表。
3 案例分析
上海世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)主要有4臺(tái)10kV/0.4kV配電變壓器,本系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)低壓進(jìn)線及相應(yīng)配出回路的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控以及樓層所安裝電力儀表的回路進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
進(jìn)線回路采用ACR230ELH多功能諧波儀表,其是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度、并可監(jiān)測(cè)電壓、電流的2-31次諧波分量等多種電參量。并且本儀表帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。
重要配出回路采用ACR220EFLK系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表,該儀表主要完成三相電流、三相電壓、有功電度的測(cè)量、復(fù)費(fèi)率電能的計(jì)量以及開關(guān)信號(hào)的檢測(cè)和繼電器遙控輸出。
高壓側(cè)實(shí)時(shí)畫面見圖1,為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面,主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓回路的運(yùn)行狀態(tài),紅色代表合閘,綠色代表分閘。
圖1 高壓系統(tǒng)一次圖
世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)見圖2,功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:進(jìn)線三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要包括:開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警;遠(yuǎn)程抄表功能,主要完成對(duì)各主要回路的遠(yuǎn)程集抄功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢見圖3;
圖2 世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)圖
圖3 遠(yuǎn)程抄表
用電量報(bào)表功能,根據(jù)時(shí)間段可以查詢各回路的用電量情況,見圖4;
圖4 電能報(bào)表
事件記錄功能,事件記錄報(bào)警可實(shí)時(shí)歷史查看,見圖5;
圖5 事件記錄
系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)圖,可實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)各設(shè)備通訊運(yùn)行情況,見圖6。
圖6 系統(tǒng)通訊
負(fù)荷曲線,可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況,見圖7。
圖7 負(fù)荷曲線
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,電能管理已成為大型公共建筑的必然選擇,本文介紹的電力儀表及ACREL3000電能管理系統(tǒng)在世博村A塊VIP生活館的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的分項(xiàng)及分時(shí)復(fù)費(fèi)率計(jì)量,不僅能顯示用電用能狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系列電力儀表及系統(tǒng)運(yùn)行可靠,穩(wěn)定,為樓宇電能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),為節(jié)能提供決策依據(jù)取得了較好的社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn):
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作者簡(jiǎn)介:
王曉明(1982-),男,漢族,本科,工程師,主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
郵箱:ACRELDJH@163.com;15052183915, QQ:1990381446
標(biāo)簽:
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