缪建梅
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定
摘 要：随着电力系统的快速发展，用电负荷的持续增长、各种新型负载的不断出现和国家对节能减排的严格要求，使得用户更加需要有效的电能管理方案来应对上诉变化所带来的挑战，以实现输配电系统的可靠、高效、低耗的运行。
本文介绍基于PZ系列可编程智能电测表的Acrel-3000电能管理系统在深圳市康和盛大楼的应用，实现了分散式采集和集中控制管理的智能化电能计量管理。
关键词：数据监测；智能电表；电能管理软件。
- 项目概况
深圳市康和盛大楼位于深圳市西丽火车站15号路西侧，总建筑面积28287.51m²。建筑高度36米，有1栋7层仓库用房及两层地下室组成。
本项目共有一个配电室，位于地下二层，本栋大楼所有供电均从该配电室配出。另外，本工程还配备一台360KW柴油发电机组，作为备用电源，当市电停电时，从变电所市电开关辅助接点取发电机自启动信号至发电机组，发电机组自启动。
在低压配电，共有2两路低压配电进线，两面电容补偿柜，一面双电源切换柜，53路出线回路以及联络柜。所有回路安装安科瑞电气股份有效公司的PZ系列可编程电测表，对本回路用电情况进行实时采集，处理。详细清单如表1所示：
表1：
|
柜号 |
回路编号 |
回路名称 |
仪表型号 |
地址 |
波特率 |
CT |
|
1AA |
1AA-N1 |
消防电梯动力1 |
PZ80 |
51 |
9600 |
100/5 |
|
1AA-N2 |
消防电梯动力2 |
PZ80 |
52 |
9600 |
100/5 |
|
|
1AA-N3 |
备用 |
PZ80 |
53 |
9600 |
75/5 |
|
|
1AA-N4 |
备用 |
PZ80 |
54 |
9600 |
400/5 |
|
|
1AA-N5 |
备用 |
PZ80 |
55 |
9600 |
400/5 |
|
|
1AA-N6 |
备用 |
PZ80 |
56 |
9600 |
400/5 |
|
|
2AA |
2AA-N1 |
地下1层消防风机 |
PZ80 |
57 |
9600 |
100/5 |
|
2AA-N2 |
地下2层消防设备 |
PZ80 |
58 |
9600 |
150/5 |
|
|
2AA-N3 |
地下2层设备房风机 |
PZ80 |
59 |
9600 |
75/5 |
|
|
2AA-N4 |
备用 |
PZ80 |
60 |
9600 |
100/5 |
|
|
2AA-N5 |
备用 |
PZ80 |
61 |
9600 |
150/5 |
|
|
2AA-N6 |
地下2层消防水泵 |
PZ80 |
62 |
9600 |
300/5 |
|
|
2AA-N7 |
备用 |
PZ80 |
63 |
9600 |
300/5 |
|
|
3AA |
3AA-N1 |
地下1层应急照明 |
PZ80 |
64 |
9600 |
40/5 |
|
3AA-N2 |
地下2层应急照明 |
PZ80 |
65 |
9600 |
40/5 |
|
|
3AA-N3 |
地下1层消防控制室 |
PZ80 |
66 |
9600 |
75/5 |
|
|
3AA-N4 |
地下2层弱点房 |
PZ80 |
67 |
9600 |
75/5 |
|
|
3AA-N5 |
地下2层变配电房 |
PZ80 |
68 |
9600 |
75/5 |
|
|
3AA-N6 |
备用 |
PZ80 |
69 |
9600 |
100/5 |
|
|
3AA-N7 |
备用 |
PZ80 |
70 |
9600 |
100/5 |
|
|
3AA-N8 |
地下1,2层照明总箱 |
PZ80 |
71 |
9600 |
75/5 |
|
|
3AA-N9 |
备用 |
PZ80 |
72 |
9600 |
100/5 |
|
|
4AA |
4AA-N1 |
1F~3F仓储 |
PZ80 |
51 |
9600 |
1500/5 |
|
4AA-N2 |
备用 |
PZ80 |
52 |
9600 |
400/5 |
|
|
4AA-N3 |
备用 |
PZ80 |
53 |
9600 |
100/5 |
|
|
4AA-N4 |
1F~4F应急照明 |
PZ80 |
54 |
9600 |
300/5 |
|
|
5AA |
5AA |
电容补偿柜 |
PZ80 |
55 |
9600 |
800/5 |
|
6AA |
6AA |
1TM进线 |
PZ80 |
56 |
9600 |
2000/5 |
|
7AA |
7AA |
联络 |
PZ80 |
57 |
9600 |
2000/5 |
|
8AA |
8AA |
2TM进线 |
PZ80 |
51 |
9600 |
2000/5 |
|
9AA |
9AA |
电容补偿柜 |
PZ80 |
52 |
9600 |
800/5 |
|
10AA |
10AA-N1 |
4F~7F仓储 |
PZ80 |
53 |
9600 |
1500/5 |
|
10AA-N2 |
备用 |
PZ80 |
54 |
9600 |
400/5 |
|
|
10AA-N3 |
备用 |
PZ80 |
55 |
9600 |
400/5 |
|
|
10AA-N4 |
备用 |
PZ80 |
56 |
9600 |
200/5 |
|
|
11AA |
11AA |
发电机 |
PZ80 |
57 |
9600 |
1000/5 |
|
11AA |
11AA |
市电 |
PZ80 |
58 |
9600 |
1000/5 |
|
12AA |
12AA-N1 |
地下1层应急照明 |
PZ80 |
51 |
9600 |
40/5 |
|
12AA-N2 |
地下2层应急照明 |
PZ80 |
52 |
9600 |
40/5 |
|
|
12AA-N3 |
地下3层消防控制室 |
PZ80 |
53 |
9600 |
75/5 |
|
|
12AA-N4 |
地下2层弱点机房 |
PZ80 |
54 |
9600 |
75/5 |
|
|
12AA-N5 |
地下2层变配电房 |
PZ80 |
55 |
9600 |
75/5 |
|
|
12AA-N6 |
消防电梯动力1 |
PZ80 |
56 |
9600 |
100/5 |
|
|
12AA-N7 |
屋顶人防报警 |
PZ80 |
57 |
9600 |
40/5 |
|
|
12AA-N8 |
消防电梯动力2 |
PZ80 |
58 |
9600 |
100/5 |
|
|
12AA-N9 |
备用 |
PZ80 |
59 |
9600 |
75/5 |
|
|
13AA |
13AA-N1 |
地下1层消防风机 |
PZ80 |
60 |
9600 |
100/5 |
|
13AA-N2 |
地下2层消防设备 |
PZ80 |
61 |
9600 |
150/5 |
|
|
13AA-N3 |
地下3层设备房风机 |
PZ80 |
62 |
9600 |
75/5 |
|
|
13AA-N4 |
1F~7F应急照明 |
PZ80 |
63 |
9600 |
300/5 |
|
|
13AA-N5 |
备用 |
PZ80 |
64 |
9600 |
150/5 |
|
|
13AA-N6 |
地下2层消防水泵 |
PZ80 |
65 |
9600 |
300/5 |
|
|
13AA-N7 |
备用 |
PZ80 |
66 |
9600 |
300/5 |
|
|
14AA |
14AA总 |
总开关 |
PZ80 |
67 |
9600 |
300/5 |
|
14AA-N1 |
地下1层生活水泵 |
PZ80 |
68 |
9600 |
50/5 |
|
|
14AA-N2 |
地下2层非消防动力 |
PZ80 |
69 |
9600 |
50/5 |
|
|
14AA-N3 |
普通电梯1 |
PZ80 |
70 |
9600 |
75/5 |
|
|
14AA-N4 |
普通电梯2 |
PZ80 |
71 |
9600 |
75/5 |
|
|
14AA-N5 |
普通电梯3 |
PZ80 |
72 |
9600 |
75/5 |
|
|
14AA-N6 |
地下1层环境照明 |
PZ80 |
73 |
9600 |
75/5 |
|
|
14AA-N7 |
屋顶景观照明 |
PZ80 |
74 |
9600 |
40/5 |
- 用户需求
为了能实现对大楼用电量进行自动采集、远传和存储、预处理、线损统计及分析的电能综合管理平台，大楼需采用一套电能管理系统软件，将各个用电回路的用电状况及用电量进行管理，将各种用电量及相关数据通过图、表等方式展现给本地网络的管理层，并预留接口，为日后向上级管理平台提供用电量分析的数据基础。达到自动采集、集中管理的一个智能化电能管理系统。
- 设计方案
- 设计标准
DL/T 698 电能信息采集与管理系统
DL/T 698.1-2009第1部分： 总则
DL/T 698.2-2010 第2部分： 主站技术规范
DL/T 698.31-2010 第3.1部分： 电能信息采集终端技术规范-通用要求
DL/T 698.35-2010第3-5部分： 电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求
DL/T 698.41-2010第4-1部分： 通信协议-主站与电能信息采集终端通信
DL/T 698.42-2010第4-2部分： 通讯协议-集中器下行通信协议
DL/T/814-2002 配电自动化系统功能规范
GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列
DL/T5137-2001 《电测量及电能计量装置设计技术规程》
GB2887 计算站场地技术条件
- 系统结构
整个系统采设计了一套Acrel2000电力监控系统，采用分层分布式结构，即现场设备层、网络管理层、监控管理层，如图1所示：
图1
整套电能管理系统监控管理层包括电能管理主机、打印机、UPS电源等，整个系统的核心Acrel3000电能管理软件安装于电能管理主机，UPS电源作为不间断电源，当设备供电出现故障时，可以保证电能管理主机正常运行，电能数据不丢失。
电能管理系统设于配电室隔壁的电能管理值班室，配电室内所有电力仪表均通过485总线的形式连至值班室内电能管理柜内的智能串口服务器，最终接入电能管理主机
整个配电系统以计算机站控管理系统为核心，采用现代通讯技术，对整个配电系统的用电状况进行统一管理，实时监测每个环节、每种设备的用电量；实时监测、监督电能质量，及时发现用电故障，避免用电的浪费。
- 系统功能
数据采集与管理
配电需要的数据采集主要通过PZ80可编程智能电测表、PT、CT等装置，将现场各用电设备的运行参数，包括：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度等遥测信息及断路器分合闸状态等遥信状态进行采集。仪表均通过485总线连接至智能通讯服务器，并通过以太网接口接入至电能管理主机。PZ系列可编程智能电测表采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线双绞线传输，接线简单方便；通讯接口是半双工通信，数据最高传输速率为10Mbps。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。
信息处理
对信号采集系统所采集实时数据进行统计、分析、计算，将数据进行定时存储。对同用电单位不同时期、不同用电单位同一时期用电量进行统计；作为电费的管理平台，与实际发生电费进行比较；根据移动油机发电量，对消耗燃油进行估算。
清晰的反映整栋大楼各个部门的用电构成，建立标杆部门，通过与标杆部门的比较，发现偷电、漏电、长明灯、未使用设备下电等环节；对不同的节能方案节能效果的评估，有利于有针对性地选择节能措施，还可以作为合同能源管理项目的计量系统；
电能报表实现了实现了所有电能数据的按时间查询，分为分钟、小时、日、月年等五种类型；
电能汇总表，所有监控设备电能汇总，按时间段查询，自动计算任意时段用电量；
打印及导出，所有报表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式导出；
电能汇总如图2所示
图2
画面显示
19寸彩色液晶显示作为人机交互界面，实时显示配电系统各种信息画面，包括各断路器当前状态、各回路当前电压、电流、功率等测量值的实时信息。声光提示报警信息、保护设备动作及复位信息。
用电趋势
负荷趋势曲线提供了某一段时间内该回路的负荷趋势，方便管理员掌握用电设备的运行状况，通过对历史数据的分析，可为今后新增部门和设备提供科学的用电量估算；通过分析大楼内每个设备的用电量和设备的品牌、型号、使用年限等设备详细信息来评估设备用电是否合理；通过大楼内各部门用电同比、环比的报表分析，得出各设备用电是否合理； 对某一节能设备或技术在使用一定时间后，评测的节能效率是否与当初的预计一致。用电趋势如图3所示：
图 3
告警与控制
告警的提示和通知模块可以将日常监控系统管理模块统计的异常数据进行分类整理，对超出标杆电量一定范围的数据，通过硬件的支持发出声光、短信、工单等形式的告警
- 结束语
该项目所采用的Acrel3000电能管理系统已经于2011年低正式投入运行，整个
系统运行稳定、安全，极大的方便了用户的使用，提供了大量实时、准确的电能数据，为管理者进行内部计量考核做出了只管依据，为进一步的节能管理及节能措施的实施打下了基础。
参考文献
任致程，周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007.4
作者简介：
缪建梅，女，本科，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电，Email: 2880157864@qq.com手机：15618860710 QQ:2880157864