电能管理系统在成都河畔新世界项目的应用

1. 项目概况

河畔新世界项目特邀香港知名国际设计师联手打造，充分利用成都锦江沿线连绵起伏的坡地风貌，于3000米超长河岸线上打造宽约25米的河堤景观。

一期为英式自然园林野趣自然花园、静思园、叠级花境园、观景亲水平台、太极草坪和儿童游乐园等十大主题大型景观各具特色。

电梯住宅为现代简约风格，采用梯形点阵式建筑布局、现代简约外立面、全架空建筑景观、下沉花园、绿色车库、户户江景、六米超高错层空中花园、入户花园、多功能房、独立保姆房等建筑设计，并选用豪华典雅单元入户宽敞候梯厅、德国BOSCH彩色可视对讲系统、LOW-E玻璃、鑫典钢木门等顶尖建筑用材。

安科瑞主要对河畔新世界地下室的4个低压配电房进行数据采集，值班室位于地下一层监控室内，4个低压配电房均通过光纤将数据进行上传，保障了现场数据传输的实时性和稳定性。

1. 用户需求

客户要求电能管理系统软件的功能需满足：具有用户权限管理、一次主接线图实时监测与显示各回路的电参量、接入装置的一次设备的分合闸状态、电流实时曲线、回路超负荷报警、电度报表查询及打印功能。

根据客户要求，安科瑞电气股份有限公司需完成一套电能管理系统：主要对现场357台智能仪表进行电参量采集，完成对数据采集、曲线分析、报表打印等功能，并设置多权限操作，方便现场管理员的操作。

1. 设计方案

安科瑞公司根据河畔新世界现场的实际情况为其选用了Acrel-3000电能管理系统。

3.1 Acrel-3000符合的标准

本技术方案以现行国家及电力行业的有效标准为依据，国标未列入部分应参考IEC最新标准和规范。如标准间有矛盾时，应以较高标准为准。

GB50052-2009      供配电系统设计规范

GB50054-2011      低压配电设计规范

IEC 61587         电子设备机械结构系列

DL/T448-2000      《电能计量装置技术管理规程》

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 698.41-2010  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

3.2 Acrel-3000设计方案

河畔新世界系统网络拓扑图

       上图为该项目上的具体应用拓扑图；Acrel-3000变配电监控系统主要分为3层：站控管理层（工控机、打印机、UPS电源）、通讯管理层（16口通讯管理机）、现场设备层（现场智能装置）。

现场中的IO设备的通讯线缆采用RVSP 2*1.5屏蔽双绞线；通讯管理机至值班室交换机采用的为单模4芯光纤。

3.2.1现场设备层

根据河畔新世界现场要求：智能仪表需满足对全电参量采集（三相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、电度、开关量等）；我司根据客户要求，为其在现场选配ACR220EL/K型的多功能仪表，完全满足了现场的要求。

       ACR220EL是LCD液晶屏显示，可监测三相电流、三相电压、电网频率、三相（有功功率、无功功率、功率因数）、三相有功电能、三相无功电能6项测量参数。除以上功能外，还可选配其它功能，以下3项功能可共选也可选择其中几项：F(复费率电能统计)、D(最大需量)、CP(Profibus-DP)。以下3项功能只能选择其中一项：M(模拟量)、K(2DI/2DO)、K(4DI)、K(4DI/2DO)。

3.2.2通讯管理层

工业网络交换机采用D-LINK 8口

这款交换机在线速包路由中混合了许多解决方案中的特性，包括性能，高端口密度，单元热交换和备份冗余电源，端口干路支持802.3ad链路聚合标准，允许8个千兆端口结合在一起，形成一个多链路、负载均衡的聚合带宽，为关键任务服务器和网络中心提供具有失效保护的连接。

光电转换器采用MIE-1102S

MIE-1102工业级收发器外壳使用铝合金型材，产品轻巧、坚固、耐腐蚀，抗电磁干扰能力更强，DIN-Rail、壁挂式安装方式可选。可提供冗余电源输入功能，当主电源发生故障时，自动切换到备用电源，并可接一路报警输出，使用户能及时了解现场问题。

通讯管理机采用MOXA的NPORT 5630-16 RS485接口。

        NPORT5630-16最多可让16个RS485串口设备联网，提供简单方便的联网方式，不但可以保证现有的硬件资源，更确保未来网络的扩充可能性，可以在串口和以太网络界面之间轻易的执行双向数据传输。使用 MOXA NPort5630-16 让您可以达到同时集中管理串口设备，和于网络中分散管理主机的目的。

3.2.3站控管理层

配置为EVOC IPC-810B Core2 2.66G /1G/160G +键鼠+音箱等。

该计算机为工业计算机，大风量风扇设计，开门抽拉可拆换滤网，散热可靠、维护简便、特殊的抗震措施，保证机器在恶劣工业环境中正常工作；

深圳研祥工业计算机（IPC810B），完成对整个电站的计算机监控系统的管理，数据库管理，在线及离线计算，运行监视控制，各图表曲线的生成，数据报表等系统监测等功能。

UPS电源为C1KS/1KVA  待机30分钟 塔式；

监控主机采用正版简体中文Windows XP操作系统软件，电能管理软件采用安科瑞Acrel-3000型电能管理组态软件。

1. 系统功能

4.1 用户权限管理

针对不同级别的用户，设置不同的权限，方便不同权限的管理人员对系统的不同操作，实现配电系统的安全，可靠运行。通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。

4.2 系统主界面

      系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等，通过画面颜色的变化（红色表示合闸状态、绿色表示分闸状态）可以看到各回路的分合闸状态。

登录普通权限用户，通过主界面的操作，可以查看各回路运行的电参量（电流、电压、有功、无功、功率因数、电度）；登录最高权限用户，可以实现系统内部电度报表、电流曲线、报警信息的打印及导出功能。

4.3 系统遥信状态报警

系统发生运行故障时，会及时发出声光报警提示用户及时响应故障回路，同时自动记录事件发生的时间和回路名称，以便用户查询，追忆故障原因。

4.4 趋势曲线分析

       Acrel-3000电能管理系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线的分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。

4.5 报表统计

       河畔新世界系统中分电能报表为时报表、日报表、月报表三种报表。左图为时报表，选择要查询的日期，可显示每个时段的用电量，显示每个时段用电量的报表对比柱状图，方便管理员查看分析（日报表和月报表也具有柱状图分析功能），同时系统将采集的有功电度数据，按照回路名称的不同，自动生成报表并有报表打印功能，可对某一回路的某一时间段内的用电量进行查询与打印，这些报表均支持Excel导出功能。

右图为对主要进线回路的历史全电参量（电流、电压、有功、无功、功率因数、电度）查询，方便管理人员查看进线电力数据及分析用电效率。

1. 运行效果

随着社会的发展及电力的广泛应用，智能电能管理系统已成为大型智能小区的必然选择，本文介绍的电力仪表及Acrel-3000电能管理系统在河畔新世界项目的应用，可以实现远程遥测、遥信功能，实时显示了现场电参量，方便值班人员查看；给高级用户设置定值修改功能同样人性化地提高了值班人员操作的安全系数；同时系统实现对采集数据的分析、处理，并生成各种电能报表、分析曲线、棒图等，便于电能的远程抄表以及分析、研究；报警窗口的弹出有助于提醒值班人员及时检查现场设备的运行状况。

在Acrel-3000电能管理系统应用之前，整个小区的用电基本上靠人工来抄表，投入了大量的人力资源，现场的设备运行状态也不能及时被值班人员掌控，增加了配电房各回路运行时的隐患。Acrel-3000电能管理系统完成以后，减少了电气值班人员，实现了现场信息的实时监测；通过报警窗口的应用，消除了电气故障，防止过负荷运行而产生电气隐患；同时人性化电度报表及棒图的显示，不仅为用户节约的大量的人力成本，而且对各个时段用电量进行分析，实现了小区电能管理智能化。系统至2010年3月份运行至今，运行稳定、正常，受到用户一致好评；同时该系统的运行所节约的人力成本，基本回报了当时对系统的投入资金。

参考文献：

[1].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：

吴海英 主要研究方向为电气火灾安全，手机15000539641 QQ :2880157856 Email: acrelwhy@163.com网址：http://www.acrel-efs.com/