上海綠洲湖畔商務港6#樓 電能管理系統的設計及應用

 繆建梅

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹上海綠洲湖畔商務港6#樓（綠洲中環中心）電能管理系統，采用智能電力儀表采集配電現場的各種電參量和開關信號。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統實現配電回路用電的實時監控和電能管理。

關鍵詞：上海綠洲湖畔；綠洲中環中心；智能電力儀表；Acrel-3000型；電能管理系統

0  概述

        上海綠洲湖畔商務港（綠洲中環中心）地處普陀區金沙江路，中環線交界處，與虹橋商務區隔河相望，是由香港上市公司上置集團投資開發的，總建筑面積近32萬平方米的城市復合型生態商務集群。

        本次項目針對上海綠洲湖畔商務港的6#樓（綠洲中環中心）配電室做套電能管理系統。根據配電系統管理的要求，需要對6#樓配電室的所有進出線回路進行電能管理，以保證用電的清晰、安全、可靠和。

        Acrel-3000型電能管理系統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的發展，對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進行組網，通過計算機和通訊網絡，將分散的配電所的現場設備連接為個有機的整體，實現電網運行的遠程監控和集中管理。

1  系統結構描述

        本項目主要實現上海綠洲湖畔商務港的6#樓（綠洲中環中心）配電室進出線進行用電監控與電能管理；監控范圍為變電所低壓進出線儀表，對于這些多功能儀表進行遠程實時監控和電能管理。該系統總計有108只儀表，分4條總線，通過串口服務器的采集，傳輸至值班室監控主機，實現總線上儀表與監控主機的數據連通。

        本監控系統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）網絡拓撲結構圖

        間隔設備層主要為：多功能網絡電力儀表。這些裝置分別對應相應的次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

        網絡通訊層主要為：串口服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

        站控管理層設有：高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

2電能管理系統主要功能

2.1數據采集與處理

        數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態等數據。

        數據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，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

2.2人機交互

        系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

2.3歷史事件

        歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、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，為您把握整個系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

2.4數據庫建立與查詢

        主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，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，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。可以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。

2.6運行負荷曲線

        負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

2.7遠程報表查詢

        報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據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。

3案例分析

        上海綠洲湖畔商務港的6#樓（綠洲中環中心）電能管理系統，監控范圍為6#樓低壓配電室中的所有進出線回路。

        低壓配電系統模擬次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態，主要包括：開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警；斷路器變位時會發出報警信號，提醒用戶及時處理故障。

圖（2） 配電系統模擬次系統圖

        遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態和負載進線監控，對開關變位和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（3）。

（3）實時報警窗口

        參數抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。見圖（4）。

圖（4）電參量報表

        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，具備數據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，詳見圖（5）。

圖（5）用電量報表

        負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（6）。

圖（6）負荷趨勢曲線

4  結束語

        隨著社會的發展及電力的廣泛應用，電能管理系統已成為全各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在上海綠洲湖畔商務港的6#樓（綠洲中環中心）配電室的應用，可以實現對低壓配電回路用電的電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示各配電回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統運行安全、可靠、穩定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10 

作者簡介：

繆建梅，女，本科。任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司。：，，