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技術文章

福清裕榮匯電能管理系統(tǒng)的設計與應用

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淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定

 

摘要:本文介紹福清裕榮匯電能管理系統(tǒng),采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量,系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線將儀表數(shù)據(jù)上傳至后臺,通過Acrel-3000電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)商戶配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。

 

關鍵詞:商業(yè)綜合體;智能電力儀表;電能管理系統(tǒng)

 

0  概述

    福清裕榮匯位于福建省福清市福和大道(兩館一中心旁),裕榮匯以全新的化商業(yè)理念,規(guī)劃了27萬平米全業(yè)態(tài)*城市綜合體,在福清*1座11萬平米“*家庭體驗式購物廣場”、3.1萬平米摩天寫字樓、4.6萬平米無視距鋒尚奢宅、5000平米總統(tǒng)級別墅會所。

    本項目為福清裕榮匯電能管理系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,需要對福清裕榮匯的樓層配電箱商戶用電進出線進行用電監(jiān)測管理,以保證用電的安全、可靠和。

    Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的發(fā)展,對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng),通過計算機和通訊網(wǎng)絡,將分散的配電箱的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體,實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

1  系統(tǒng)結構描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)福清裕榮匯的樓層配電箱商戶用電進出線進行用電監(jiān)控與電能管理;監(jiān)控范圍為分布于樓層各電井配電箱商戶用電出線儀表,對于這些多功能儀表進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。該系統(tǒng)總計有368只DTSY1352-C儀表,分16條總線,通過串口服務器的采集,傳輸至值班室監(jiān)控主機,實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。

    本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構,即站控層,通訊層與間隔層;如圖(1)所示:

 

                                               圖(1)網(wǎng)絡拓撲圖

    間隔設備層主要為:多功能網(wǎng)絡電力儀表和斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內,儀表采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

    網(wǎng)絡通訊層主要為:通訊服務器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時遠傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

    站控管理層:設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上,集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶。

    以上網(wǎng)絡儀表均采用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,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強,總線上允許連接多達32個設備,zui大傳輸距離為1.2km。

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,數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括:三相電壓U、三相電流I、累計用電量、剩余電量等數(shù)據(jù)。

    數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶,達到配電監(jiān)控的自動化和智能化要求,同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

    2.2  人機交互

    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,顯示配電系統(tǒng)設備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù),畫面實時動態(tài)刷新;模擬量顯示等。

    2.3  歷史事件

    歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互,通過歷史事件查看平臺,您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。

    2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢

    主要完成遙測量和遙信量定時采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報表,以供用戶查詢打印。

    2.5  用戶權限管理

    針對不同級別的用戶,設置不同的權限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來的損失,實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運行??梢酝ㄟ^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。

    2.6  遠程報表查詢

    報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設計報表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

    報表具有自由設置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計,數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。

3  案例分析

    福清裕榮匯電能管理系統(tǒng)針對樓層配電箱商戶用電出線回路進行用電監(jiān)控與電能管理。

    樓層配電箱回路采用DTSY1352-C導軌式電力儀表,其是針對學校、商業(yè)綜合體、智能大廈的電能管理需求而設計的網(wǎng)絡電力儀表,它能測量常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功電度等多種電參量。本儀表支持插卡式預付費,并帶有1路繼電器控制輸出接點,這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙控操作。

    低壓配電二次圖見圖(3),功能主要監(jiān)測累計電量和剩余電量,剩余電量不足時提醒用戶及時處理充值。

 

                                               圖(3)低壓配電二次圖

    遙測報警功能,主要完成對低壓各出線回路的負載進行監(jiān)控,負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警,提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備歷史查詢功能。見圖(4)。

 

                                                 圖(4) 實時遙測報警信息

    參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢出線回路的電參數(shù),主要包括:三相電壓、三相電流和累計電量及剩余電量。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián),方便用戶修改回路名稱。見圖(5)。

 

                                        圖(5) 參數(shù)抄表

    用電量報表功能,可選擇時間段進行查詢,支持任意時間段電度累計查詢,具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,顯示某段時間內的各配電回路的用電量,用戶可以直接打印報表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖(6)。

 

                                                圖(6) 電能報表

    系統(tǒng)通訊結構示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結構,系統(tǒng)采用分層分布式結構,同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。圖片綠色表示未投入使用的商戶儀表。見圖(7)。

 

圖(7)系統(tǒng)通訊結構示意圖

 

4  結束語

    隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用,電能系統(tǒng)已成為全國各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積用電用戶的必然選擇,本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在福清裕榮匯的應用,可以實現(xiàn)對樓層配電回路用電的實時監(jiān)控與電能管理,系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示樓層內各配電回路的運行狀態(tài),對負載越限、剩余電量不足具有彈出報警對話框及語音提示,并生成各種電能報表等,便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定,為商業(yè)用戶解決用電管理問題提供了真實可靠的依據(jù),取得了較好的社會效益。[2]

 

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

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

 

作者簡介

淮亞利,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司

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