Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在成都河畔新世界項目的應用

摘要：本文主要介紹了河畔新世界采用安科瑞智能電力儀表對配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號的采集，通過總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺，進行智能化組網(wǎng)。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在河畔新世界的應用，符合了國家對智能小區(qū)電能管理的要求，也為河畔新世界節(jié)約了大量人力成本，實現(xiàn)了小區(qū)電能管理智能化。
關鍵詞：河畔新世界 智能電力儀表 Acrel-3000型 電能管理系統(tǒng)

1 項目概況
        河畔新世界項目特邀香港知名國際設計師聯(lián)手打造，充分利用成都錦江沿線連綿起伏的坡地風貌，于3000米超長河岸線上打造寬約25米的河堤景觀。 
        一期為英式自然園林野趣自然花園、靜思園、疊級花境園、觀景親水平臺、太極草坪和兒童游樂園等十大主題大型景觀各具特色。 
        電梯住宅為現(xiàn)代簡約風格，采用梯形點陣式建筑布局、現(xiàn)代簡約外立面、全架空建筑景觀、下沉花園、綠色車庫、戶戶江景、六米超高錯層空中花園、入戶花園、多功能房、獨立保姆房等建筑設計，并選用豪華典雅單元入戶寬敞候梯廳、德國BOSCH彩色可視對講系統(tǒng)、LOW-E玻璃、鑫典鋼木門等頂尖建筑用材。 

        安科瑞主要對河畔新世界地下室的4個低壓配電房進行數(shù)據(jù)采集，值班室位于地下一層監(jiān)控室內，4個低壓配電房均通過光纖將數(shù)據(jù)進行上傳，保障了現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性。

2 用戶需求
        客戶要求電能管理系統(tǒng)軟件的功能需滿足：具有用戶權限管理、一次主接線圖實時監(jiān)測與顯示各回路的電參量、接入裝置的一次設備的分合閘狀態(tài)、電流實時曲線、回路超負荷報警、電度報表查詢及打印功能。
        根據(jù)客戶要求，上海安科瑞電氣股份有限公司需完成一套電能管理系統(tǒng)：主要對現(xiàn)場357臺智能儀表進行電參量采集，完成對數(shù)據(jù)采集、曲線分析、報表打印等功能，并設置多權限操作，方便現(xiàn)場管理員的操作。

3 設計方案
        上海安科瑞公司根據(jù)河畔新世界現(xiàn)場的實際情況為其選用了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)。

3.1 Acrel-3000符合的標準
        本技術方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的有效標準為依據(jù)，國標未列入部分應參考IEC最新標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時，應以較高標準為準。
        GB50052-2009         供配電系統(tǒng)設計規(guī)范
        GB50054-2011         低壓配電設計規(guī)范
        IEC 61587                  電子設備機械結構系列
        DL/T448-2000         《電能計量裝置技術管理規(guī)程》
        DL/T 698                     電能信息采集與管理系統(tǒng)
        DL/T 698.1-2009       第1部分：總則
        DL/T 698.2-2010       第2部分：主站技術規(guī)范
        DL/T 698.31-2010     第3.1部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-通用要求
        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
        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
        DL/T/814-2002           配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范
        GB/T/3047.1               面板、架和柜的基本尺寸系列
        DL/T5137-2001        《電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程》
        GB2887                       計算站場地技術條件

3.2 Acrel-3000設計方案

河畔新世界系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

        上圖為該項目上的具體應用拓撲圖；Acrel-3000變配電監(jiān)控系統(tǒng)主要分為3層：站控管理層（工控機、打印機、UPS電源）、通訊管理層（16口通訊管理機）、現(xiàn)場設備層（現(xiàn)場智能裝置）。
現(xiàn)場中的IO設備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線；通訊管理機至值班室交換機采用的為單模4芯光纖。

3.2.1現(xiàn)場設備層
        根據(jù)河畔新世界現(xiàn)場要求：智能儀表需滿足對全電參量采集（三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、電度、開關量等）；我司根據(jù)客戶要求，為其在現(xiàn)場選配ACR220EL/K型的多功能儀表，完全滿足了現(xiàn)場的要求。
        ACR220EL是LCD液晶屏顯示，可監(jiān)測三相電流、三相電壓、電網(wǎng)頻率、三相（有功功率、無功功率、功率因數(shù)）、三相有功電能、三相無功電能6項測量參數(shù)。除以上功能外，還可選配其它功能，以下3項功能可共選也可選擇其中幾項：F(復費率電能統(tǒng)計)、D(最大需量)、CP(Profibus-DP)。以下3項功能只能選擇其中一項：M(模擬量)、K(2DI/2DO)、K(4DI)、K(4DI/2DO)。

3.2.2通訊管理層
        工業(yè)網(wǎng)絡交換機采用D-LINK 8口
        這款交換機在線速包路由中混合了許多解決方案中的特性，包括性能，高端口密度，單元熱交換和備份冗余電源，端口干路支持802.3ad鏈路聚合標準，允許8個千兆端口結合在一起，形成一個多鏈路、負載均衡的聚合帶寬，為關鍵任務服務器和網(wǎng)絡中心提供具有失效保護的連接。

        光電轉換器采用MIE-1102S
        MIE-1102工業(yè)級收發(fā)器外殼使用鋁合金型材，產品輕巧、堅固、耐腐蝕，抗電磁干擾能力更強，DIN-Rail、壁掛式安裝方式可選?？商峁┤哂嚯娫摧斎牍δ?，當主電源發(fā)生故障時，自動切換到備用電源，并可接一路報警輸出，使用戶能及時了解現(xiàn)場問題。

        通訊管理機采用MOXA的NPORT 5630-16 RS485接口。
        NPORT5630-16最多可讓16個RS485串口設備聯(lián)網(wǎng)，提供簡單方便的聯(lián)網(wǎng)方式，不但可以保證現(xiàn)有的硬件資源，更確保未來網(wǎng)絡的擴充可能性，可以在串口和以太網(wǎng)絡界面之間輕易的執(zhí)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。使用 MOXA NPort5630-16 讓您可以達到同時集中管理串口設備，和于網(wǎng)絡中分散管理主機的目的。

3.2.3站控管理層
        配置為EVOC IPC-810B Core2 2.66G /1G/160G +鍵鼠+音箱等。
        該計算機為工業(yè)計算機，大風量風扇設計，開門抽拉可拆換濾網(wǎng)，散熱可靠、維護簡便、特殊的抗震措施，保證機器在惡劣工業(yè)環(huán)境中正常工作；
        深圳研祥工業(yè)計算機（IPC810B），完成對整個電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)庫管理，在線及離線計算，運行監(jiān)視控制，各圖表曲線的生成，數(shù)據(jù)報表等系統(tǒng)監(jiān)測等功能。
        UPS電源為C1KS/1KVA 待機30分鐘 塔式；
        監(jiān)控主機采用正版簡體中文Windows XP操作系統(tǒng)軟件，電能管理軟件采用安科瑞Acrel-3000型電能管理組態(tài)軟件。

4 系統(tǒng)功能
4.1 用戶權限管理
        針對不同級別的用戶，設置不同的權限，方便不同權限的管理人員對系統(tǒng)的不同操作，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

4.2 系統(tǒng)主界面

       系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續(xù)記錄顯示等，通過畫面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)）可以看到各回路的分合閘狀態(tài)。
登錄普通權限用戶，通過主界面的操作，可以查看各回路運行的電參量（電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度）；登錄最高權限用戶，可以實現(xiàn)系統(tǒng)內部電度報表、電流曲線、報警信息的打印及導出功能。

4.3 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報警
        系統(tǒng)發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。

4.4 趨勢曲線分析

        Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面，通過調用相關回路實時曲線界面分析該回路當前的負荷運行狀況。如通過調用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡進行質量分析。

4.5 報表統(tǒng)計

        河畔新世界系統(tǒng)中分電能報表為時報表、日報表、月報表三種報表。左圖為時報表，選擇要查詢的日期，可顯示每個時段的用電量，顯示每個時段用電量的報表對比柱狀圖，方便管理員查看分析（日報表和月報表也具有柱狀圖分析功能），同時系統(tǒng)將采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動生成報表并有報表打印功能，可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢與打印，這些報表均支持Excel導出功能。
右圖為對主要進線回路的歷史全電參量（電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度）查詢，方便管理人員查看進線電力數(shù)據(jù)及分析用電效率。

5 運行效果
        隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，智能電能管理系統(tǒng)已成為大型智能小區(qū)的必然選擇，本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在河畔新世界項目的應用，可以實現(xiàn)遠程遙測、遙信功能，實時顯示了現(xiàn)場電參量，方便值班人員查看；給高級用戶設置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數(shù)；同時系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報表、分析曲線、棒圖等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究；報警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時檢查現(xiàn)場設備的運行狀況。
        在Acrel-3000電能管理系統(tǒng)應用之前，整個小區(qū)的用電基本上靠人工來抄表，投入了大量的人力資源，現(xiàn)場的設備運行狀態(tài)也不能及時被值班人員掌控，增加了配電房各回路運行時的隱患。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實時監(jiān)測；通過報警窗口的應用，消除了電氣故障，防止過負荷運行而產生電氣隱患；同時人性化電度報表及棒圖的顯示，不僅為用戶節(jié)約的大量的人力成本，而且對各個時段用電量進行分析，實現(xiàn)了小區(qū)電能管理智能化。系統(tǒng)至2010年3月份運行至今，運行穩(wěn)定、正常，受到用戶一致好評；同時該系統(tǒng)的運行所節(jié)約的人力成本，基本回報了當時對系統(tǒng)的投入資金。

參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

作者簡介：
董建鋒（1984－），男，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
郵箱：ACRELDJH@163.com