摘要：介紹吳通光電電能管理系統(tǒng)，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(tǒng)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(tǒng)實現變電所配電回路用電的實時。
關鍵詞：工廠;吳通光電;樓層；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)
0 概述
蘇州市吳通光電科技有限公司辦公地址為蘇州相城經濟開發(fā)區(qū)漕湖街道太東路2596號。
本項目為吳通光電的電能管理系統(tǒng)。根據配電系統(tǒng)管理的要求，需要對樓層配電箱出線分別進行電能管理，以保證用電的安全、可靠和高效。
Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng)，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新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數據采集和集中管理。對配電系統(tǒng)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一個有機的整體，實現電網運行的遠程和集中管理。
1 系統(tǒng)結構描述
本系統(tǒng)主要實現吳通光電變電所和樓層的0.4kV配電系統(tǒng)進行用電與電能管理。范圍為樓層配電箱30臺PZ80安科瑞自制的多功能電力儀表進行遠程實時和電能管理。該系統(tǒng)30只多功能電力儀表，分6條總線，其中1條總線通過屏蔽線纜拉至采集器接入系統(tǒng)，另外儀表通過內網進行數據采集，后通過光纖拉至值班室連接到主機，實現總線上儀表與主機的數據連通。
本系統(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：
間隔設備層主要為：安科瑞多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，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RS485信號轉換成RS232信號，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(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。系統(tǒng)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。
以上網絡儀表均采用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)送數據但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數據，數據高傳輸速率為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，大傳輸距離為1.2km。
2 電能管理系統(tǒng)主要功能
2.1 數據采集與處理
數據采集是配電的基礎，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(tài)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(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(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，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。
2.3 歷史事件
歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經發(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(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用戶的需要設計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數據經過篩選、組合和統(tǒng)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。
報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統(tǒng)計，數據導出和報表打印等功能。
3 案例分析
吳通光電電能管理系統(tǒng)區(qū)域為樓層配電箱盒變電所，本項目針對變電所及樓層配電系統(tǒng)進行用電與電能管理。
現場所有回路均采用PZ80L-E4/KC多功能儀表，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力需求而設計的網絡電力儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有2路光電隔離開關量輸入接點，這些接點可以配合智能斷路器實現斷路器的遙信操作。該系列網絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網自動化、小區(qū)電力、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領域。低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監(jiān)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(tài)，主要包括：開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障；斷路器變位時會發(fā)出信號，提醒用戶及時處理故障。
遙信和遙測功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態(tài)和負載進線，對開關變位和負載越限彈出界面指示具體的位置并聲音，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）。
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。該報表查詢樓層各低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和數據庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。見圖（4）。
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。該報表各回路名稱和數據庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，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（5）。
系統(tǒng)通訊結構示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網結構，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)。紅色表示通訊故障，綠色表示通訊正常。見圖（6）。
4 結束語
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，電能管理系統(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多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在吳通光電的應用，可以實現對變電所配電回路用電的實時與電能管理，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、計算機等組成電力系統(tǒng)，方便值班人員的遠程管理，利于節(jié)省電能抄表的時間，將信息化帶入配電。系統(tǒng)實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出對話框及語音提示，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(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)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。［2］
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. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力與電能管理系統(tǒng)產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10
13774416408
當前位置：