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技術(shù)文章

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在臺州路橋廣電中心的應(yīng)用

技術(shù)文章

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要:本文主要介紹了浙江臺州路橋廣電中心數(shù)據(jù)機房采用安科瑞智能電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)機房配電系統(tǒng)進行監(jiān)測,儀表通過總線型組網(wǎng)方式,把數(shù)據(jù)上傳至后臺,進行智能化組網(wǎng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化電能管理。

關(guān)鍵詞:智能電力儀表;觸摸屏;電能管理;Acrel-3000;臺州路橋廣電中心

0 項目概述

    臺州廣播電視總臺路橋廣電中心大廈位于路北街道徐翁村,占地總面積5863平方米,設(shè)計總建筑面積13461.3平方米。其中地上建筑面積9997.5平方米(包括技術(shù)業(yè)務(wù)用房8345.3平方米,辦公面積1652.2平方米),地下車庫面積3463.8平方米。本項目設(shè)計范圍為廣電中心數(shù)據(jù)機房低壓配電系統(tǒng),包括設(shè)備輸入配電ATS柜、機房設(shè)備配電柜、機房UPS一期配電柜、機房UPS二期配電柜、設(shè)備列頭配電柜1、設(shè)備列頭配電柜2、設(shè)備列頭配電柜3、設(shè)備列頭配電柜4。

1 用戶需求

    系統(tǒng)設(shè)計要求如下:

   1.1 實時顯示:初始界面采用系統(tǒng)圖,界面可以實時顯示每個回路的三相電流,實時顯示回路的通斷狀態(tài),可通過連接查看回路詳細(xì)參數(shù)。

    1.2 報警及事件:

①遙測實時報警功能:22只ACR120EL/K以及2只AMC16-3E3/K電壓、電流(或功率)、頻率、功率因數(shù)越限報警;限額值可以由使用方管理用戶設(shè)定。

②遙測歷史報警功能:可查詢遙測歷史報警記錄。

③遙信實時報警功能:22只ACR120EL/K和2只AMC16-3E3/K及2只ARTU-K16斷路器通斷狀態(tài)報警。

④遙信歷史報警功能:可查詢遙信歷史報警記錄。

⑤通訊及系統(tǒng)故障報警:系統(tǒng)通訊出現(xiàn)故障須有報警及記錄功能。

⑥系統(tǒng)歷史操作記錄:包括各個用戶的登錄記錄、操作記錄。

    1.3 趨勢分析:提供22只ACR120EL/K和2只AMC16-3E3/K的24只表28個回路的電流(或功率)日曲線圖和周曲線圖;曲線圖可以根據(jù)要求手動選擇時間范圍內(nèi)進行查看及打印。

    1.4 報表管理:電力參數(shù)抄表:可查詢歷史時刻各回路的有功功率值、無功功率值、用電量(kWh)、功率因素、每相電流及電壓值。

    1.5 電能管理:綜合的電能統(tǒng)計報表功能,包含系統(tǒng)中24只低壓電力儀表所監(jiān)測回路的用電量,可以根據(jù)需求進行不同時間段內(nèi)的用電量查詢。

    1.6 權(quán)限控制功能:系統(tǒng)用戶及操作權(quán)限:設(shè)置管理員和操作員2個用戶及設(shè)置不同的權(quán)限,管理員可以設(shè)置報警越限值、關(guān)閉程序;操作員僅有查看打印權(quán)限。

    1.7 HMI,現(xiàn)場3臺觸摸屏實現(xiàn)以下功能:

①現(xiàn)場實時監(jiān)測功能,實時顯示各回路的電壓、電流、功率。

②遙測及遙信報警功能。

③數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能,將現(xiàn)場采集的儀表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到后臺電能管理系統(tǒng)。

    1.8 短信報警:將遙測或遙信報警信息短信通知用戶。

    1.9 WEB發(fā)布:遠(yuǎn)程用戶可通過局域網(wǎng)瀏覽器訪問查看電能管理系統(tǒng)。

2 設(shè)計原則引用標(biāo)準(zhǔn)

    2.1 設(shè)計原則

    1)開放性:本系統(tǒng)中將涉及到不同廠商的設(shè)備技術(shù),以及系統(tǒng)的擴展需求,在本項目的產(chǎn)品技術(shù)選型中,避免采用專有技術(shù),從而使系統(tǒng)的軟硬件平臺具有充分的開放性.

    2)先進性:系統(tǒng)的軟硬件平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)以及系統(tǒng)的維護管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮當(dāng)今技術(shù)發(fā)展趨勢,采用相對先進同時市場相對成熟的產(chǎn)品技術(shù),以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需求.

    3)高性能:系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)從服務(wù)器處理能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸能力、軟件系統(tǒng)效率等角度綜合分析,合理設(shè)計結(jié)構(gòu)、使系統(tǒng)具有足夠的處理能力,以適應(yīng)大數(shù)量量數(shù)據(jù)處理和用戶訪問需求,保障系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。

    4)安全性:系統(tǒng)對安全性問題予以高度重視,從操作系統(tǒng)層,網(wǎng)絡(luò)層,應(yīng)用層每個層次都有相應(yīng)的措施以解決傳輸安全,系統(tǒng)安全和信息安全的需求。

    5)可靠性:系統(tǒng)應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選型等方面綜合考慮,以確保系統(tǒng)中沒有單故障節(jié)點,實現(xiàn)7X24不間斷服務(wù)。

    6)擴展性:在本系統(tǒng)中,所有的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存貯、應(yīng)用軟件的設(shè)計遵循可擴充的原則,以實現(xiàn)隨著需求的發(fā)展而擴展。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu),具有很好的兼容性和可擴充性,即可使不同的廠商的設(shè)備和系統(tǒng)集成到同一個平臺中,又可使系統(tǒng)在日后可以根據(jù)用戶需求方便地擴展。

    2.2 引用標(biāo)準(zhǔn)

    1)ISO/IEC11801《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

    2)GB/50198《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    3)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

    4)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

    5)IEC 61587《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

    6)DL/T448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

    7)DL/T 698.1-2009《第1部分:總則》

    8)DL/T 698.2-2010《第2部分:主站技術(shù)規(guī)范》

    9)DL/T 698.31-2010《第3.1部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

    10)DL/T 698.35-2010《第3-5部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

    11)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》

    12)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》

    13)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》

    14)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

    浙江臺州路橋廣電中心機房電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和站控管理層:

    3.1 現(xiàn)場設(shè)備層

    現(xiàn)場設(shè)備層儀表選型按照滿足用戶電能管理系統(tǒng)要求的原則,同時結(jié)合公司多年配電自動化系統(tǒng)工程經(jīng)驗進行配置?,F(xiàn)場主回路監(jiān)測采用多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表ACR120EL/K以及多回路監(jiān)控裝置AMC16-3E3/K,可進行回路電參量測量和開關(guān)量監(jiān)測;列頭柜出線回路不需計量,只需進行開關(guān)量監(jiān)測,配置ARTU-16K。

    3.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊介質(zhì):系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線,儀表以RS485總線連接。數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場增加集中顯示裝置觸摸屏TPC1062K,機房設(shè)備配電柜、機房UPS一期配電柜、機房UPS二期配電柜各配置一臺作為現(xiàn)場HMI。HMI接收儀表數(shù)據(jù),同時將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳到后臺電能管理系統(tǒng)。

    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。該層也是系統(tǒng)的zui上層部分,主要是由電能管理系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)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,通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取前置機采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息,自動經(jīng)過計算處理,以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況,并可接受管理人員的操作命令,實時發(fā)送并檢測操作的執(zhí)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(shè)計各種符合用戶的報表格式,報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進行計量,用戶只需查找打印即可,極大的方便了操作,提高了工作效率。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如下:

 

4 系統(tǒng)功能

    4.1 觸摸屏功能

    1)主界面

    2)實時顯示界面,實時顯示回路電參量及開關(guān)狀態(tài)。

 

    3)通訊界面顯示儀表和觸摸屏軟件通訊狀態(tài)。

 

    4)報警記錄查詢

 

    4.2 電能管理系統(tǒng)功能

    1)配電監(jiān)測:以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況,同時將實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)。

 

    2)電能報表:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時可追溯,維護計量體系的正確性。

    3)負(fù)荷曲線:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線回路(或重要負(fù)荷的出線)設(shè)計了負(fù)荷趨勢曲線。便于配電維護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。

 

    4)電參量報表:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有對實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能,所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實時數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢zui近更新的記錄數(shù)等,并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。

 

    5)遙信實時報警:系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鞯姆趾祥l動作進行實時監(jiān)測并報警。系統(tǒng)報警時能夠進行信息語音提示,自動彈出報警畫面。

    6)遙測實時報警:系統(tǒng)具備遙測報警配置功能,報警類型包括電壓越限、電流越限、頻率越限、功率因數(shù)越限、斷路器分合閘。系統(tǒng)報警時能夠進行信息語音提示,自動彈出報警畫面。

    7)遙信、遙測歷史報警查詢:安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)能夠?qū)b信、遙測報警數(shù)據(jù)進行存儲,方便用戶對系統(tǒng)報警事件進行追溯查詢。

    8)用戶權(quán)限管理:系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(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等)??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)運行維護管理提供可靠的安全保障。

    9)基于B/S的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用:系統(tǒng)配置了強大的WEB頁面發(fā)布功能,從而使得用戶可以通過基于Windows平臺的IE或其他主流瀏覽器,查看系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫面、歷史數(shù)據(jù),瀏覽效果與在Acrel-3000服務(wù)器端看到的系統(tǒng)畫面*相同。

    10)手機短信報警:系統(tǒng)支持手機短信報警功能,系統(tǒng)遙信、遙測實時報警信息可以通過短信報警模塊發(fā)送到的系統(tǒng)管理人員手機上,使得用戶能夠及時了解現(xiàn)場配電情況,消除可能發(fā)生的配電隱患。

5 結(jié)束語

    隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,能源緊張、環(huán)境惡化已受到的密切關(guān)注,能源是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ),為了響應(yīng)國家號召,走可持續(xù)發(fā)展的道路,節(jié)能降耗是首要任務(wù)。其中,電能在所有能源中消耗量比較大,對電能的統(tǒng)一管理顯得尤為重要。只有對電能進行準(zhǔn)確可靠的計量,才能從真正意義上節(jié)約電能。
    Acrel-3000系列電能管理系統(tǒng)是我公司緊密把握電力系統(tǒng)用戶的需求,遵循電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而二次開發(fā)的一套具有性強、自動化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點的適用于低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。通過遙測和遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷,實現(xiàn)優(yōu)化運行,有效節(jié)約電能,為用電的合理管理提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)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(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

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