昆山市局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：隨著電力改革的不斷深入，對用配電管理的現(xiàn)代化水平要求越來越高，能夠快速、準(zhǔn)確地獲得各用電環(huán)節(jié)的電能數(shù)據(jù)，用電量分析、負(fù)荷管理、運(yùn)行狀況監(jiān)測、電費(fèi)自動結(jié)算，提高經(jīng)濟(jì)效益的有力手段。為了使監(jiān)控系統(tǒng)不斷得到完善，近年來技術(shù)人員對監(jiān)控系統(tǒng)的研究工作逐步增加，并且開始使用新的技術(shù)對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，為當(dāng)前各部門優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建提供了極大幫助。本文通過昆山市局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓項(xiàng)目中的配電室的應(yīng)用介紹安科瑞電能管理系統(tǒng)在大型綜合樓用電管理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：電能管理系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；集中抄表系統(tǒng)；用電管理系統(tǒng)；

0 引言

  配電自動化，是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。
  大型公建電能管理系統(tǒng)是響應(yīng)國家節(jié)能降耗和精細(xì)化能源管理號召的產(chǎn)物，旨在提高終端用電效率和改變用電方式，在滿足同樣用電功能的同時，實(shí)現(xiàn)用電和設(shè)備危險預(yù)警、減少電量消耗和電力需求，達(dá)到安全用電、節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)“安全用電、經(jīng)濟(jì)用電、有序用電、智能用電”的用電目標(biāo)。本文通過對昆山市局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓項(xiàng)目電能管理系統(tǒng)的建設(shè)，介紹安科瑞電能管理系統(tǒng)在大型公建中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

  信息時代的到來，要求不間斷供電的設(shè)備越來越多，給供電提出了更高的要求。停電或限電會導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)丟失，而忽然的停電則會危害數(shù)據(jù)中心的重要設(shè)備。落后的人工配電方式，針對現(xiàn)代化的大型公建是不適用的。只有實(shí)現(xiàn)配電自動化，才可能提高供電質(zhì)量，滿足人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髋c生產(chǎn)的需要。實(shí)現(xiàn)配電站自動化可提高供電的可靠性。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化，可減少故障次數(shù)，縮小事故范圍，縮短事故時間，為恢復(fù)供電、快速分析、診斷、報告事故原因提供有效的依據(jù)。
  現(xiàn)昆山市局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓為響應(yīng)國家節(jié)能減排政策故在低壓等級配電加裝電力儀表。為保證該設(shè)施供配電可靠故配置電能管理系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)以便后期管理。

2 電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮客戶的實(shí)際需求，以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。
  本項(xiàng)目的電能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對配電房內(nèi)低壓配電回路的實(shí)時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時的顯示站內(nèi)各個配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時，電能管理系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使配電間內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證工作人員的生命安全，提高工作人員的工作效率。
  2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  依據(jù)昆山市局新型數(shù)據(jù)中心綜合樓的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示：

  站控管理層管理人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。
  通訊層使用的設(shè)備為串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。
  現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的安科瑞PZ系列儀表，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置PZ系列的電力儀表，實(shí)現(xiàn)低壓配電回路電流、電壓、功率、電能等電參量監(jiān)測。
  2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
  電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實(shí)現(xiàn)電能管理系統(tǒng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個設(shè)備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入串口服務(wù)器，來實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的傳遞。
  2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)
  系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。
  2.3.1配電一次圖顯示
  電能管理系統(tǒng)具備友好的人機(jī)界面，能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況且數(shù)據(jù)采集頻率為1S，同時將實(shí)時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關(guān)的分合閘狀態(tài)，實(shí)時顯示在系統(tǒng)界面中。如下圖所示：

  2.3.2數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計(jì)
  電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

  2.3.4電流曲線查詢
  電能管理系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路和重要負(fù)荷的出線設(shè)計(jì)了負(fù)荷趨勢曲線。便于配電維護(hù)人員及時掌握用電需求與負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調(diào)整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費(fèi)。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實(shí)時電流、實(shí)時電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實(shí)時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。具體如下圖：

  2.3.5報警信息設(shè)置及查詢
  電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能它要求系統(tǒng)中有足夠的內(nèi)存空間，進(jìn)而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實(shí)時電流、實(shí)時電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲。電能管理系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設(shè)置，從而實(shí)時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。具體如下圖：

  2.3.6用戶權(quán)限管理
  電能管理系統(tǒng)為了本項(xiàng)目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理通過可靠的安全保障。

3供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用電能管理系統(tǒng)的意義

  綜上所述，針對以上問題，并根據(jù)客戶要求，對配電系統(tǒng)加裝電力儀表，加裝后的電能管理系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)對各個配電回路的遠(yuǎn)程監(jiān)測和集中管理，而且還實(shí)現(xiàn)了根據(jù)各監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行分類電能統(tǒng)計(jì)。通過對電能管理系統(tǒng)設(shè)置，工作人員可以在短時間內(nèi)做出正確的判斷并進(jìn)項(xiàng)操作。在全面了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時、準(zhǔn)確的處理故障。除此之外，他更有重要的社會效益。減少人類在強(qiáng)電場中的工作時間，對從業(yè)人員的身體健康更有著重要的意義，可以避免很多職業(yè)病、人為觸電事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社
[2]《電能管理系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)
[3] DL/T448-2000《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程 [S]
[4].《電力集中抄表系統(tǒng)中的通信技術(shù)》[J].電力系統(tǒng)通信，徐平平，邱玉春