电能管理系统在无锡电装阪神汽车部件有限公司中的应用

缪建梅
      安科瑞电气股份有限公司，上海嘉定 201801

摘要：本文介绍了Acrel-3000电能管理系统在无锡电装阪神汽车部件有限公司电气室改造项目中的应用。该系统实现了对分散在无锡电装阪神汽车部件有限公司厂区电气室内安装的19只智能仪表数据的采集和上传，并在值班室进行集中控制和用电管理。系统采用组态软件作为平台，减少了电力设备状态监视对人力依赖，降低了人力的成本，提高了经济效益，为无锡电装阪神汽车部件有限公司生产用电设备的安全，高效运行和便捷的管理提供了科学、准确的依据。

关键词： 智能配电   电能管理   节能减排   无锡电装    汽车部件

概述

      无锡电装阪神汽车部件有限公司（简称DHMW）是由日本汽车系统产品综合生产商-电装公司和车用点火线圈专业生产厂商-阪神电气公司于2005年3月在江苏省无锡市合资建成。通过发挥运用两家公司的强项“产品制造”，提供优质产品，从而贡献于持续发展的中国汽车产业。

项目概况

      无锡电装阪神汽车部件有限公司电气室改造项目，包括高压和低压两个部分。其高压配电系统包括两路10kV进线和两个计量，两个电压互感器柜、两个高压出线柜、一个联络柜。高压部分只监控一路10kV出线回路。低压配电系统包括15个低压配电柜，本系统监控18路低压三相四线出线回路。高低压配电系统置于同一个电气室中，监控主机以及通讯机柜都放置在本电气室内。

用户需求

      厂区配电中心为本项目提供一套高、低压后台监控系统，将对厂区内电气室中改造安装的19块智能电测仪表进行集中监视。具体监控数据为：用电量计量、实时测量相电压、线电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率等数据，能打印月度用电报表，并有历史曲线的查询（时间不小于30天）,重要回路需要对其谐波进行测量。各参数及数据通过RS485总线，通过网络送至配电中心的电工值班室（后台监控中心）。

      电能管理组态软件应具有方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板， 高性能实时、历史数据库，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；提供的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板。电能管理组态软件的运行系统由多个组件组成，包括：VIEW、DB、I/O等组件，所有运行系统的组件统一由安科瑞电能管理组态软件进程管理器管理，既而进行启动、停止、监视等操作。

设备选型

      现场设备位于中低压变配电现场，具体包括：智能电力仪表等智能监控设备，负责采集电力现场的各类数据和信息状态，并将其发送给通讯管理层，同时也作为执行单元，执行通讯管理层下发的各类指令。

本项目中的回路分为两种，一是10kV出线回路，二是低压出线回路。

      为满足用户提出的需求，需给进线回路和重要的出线回路配备带有谐波和全电量测量的三相四线智能电测仪表，经权衡最终选择上海安科瑞电气股份有限公司的ACR230ELH智能电测表，该仪表的功能特点为：

1．全电量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；

2．四象限电能计量、复费率电能累计；

3．THDu、THDi、2—31次谐波分量；

4．电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压电流不平衡度；

5．电网电压电流正、负、零序分量测量；4DI+3DO ；

6．RS485接口、Modbus-RTU通讯协议、DL/T645

      普通的低压三相出线只需测量全电量，所以本项目选择安科瑞ACR120E即可满足用户需求，该仪表的功能特点是：

1．全电量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）

2．RS485接口、Modbus-RTU通讯协议

组网配置

功能实现：

数据采集处理

      Acrel-3000型电能管理系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因子、频率、电能、开关位置、设备运行状态，重要回路的谐波棒图等），将采集到的数据直接显示、或通过统计计算生成新的直观数据信息再显示（总系统功率、谐波棒图、功率因子上下限等），并对重要的信息进行数据库存储。

实时数据显示

      变配电系统具有CAD一次单线图显示低压配电网络的接线情况。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互接口并实时刷新。

图2模拟一次图实时数据显示

图3谐波棒图及百分含量

数据存储

一、数据库管理软件采用主流的、通用的、高性能的专业的实时/历史数据库和企业级关系数据库相结合的方式保存数据，数据管理软件具备开放的、全面的和集成的信息管理方法，具备严格的权限管理功能，可以按照不同的管理角色设置不同的操作密码和口令，授予不同的数据库访问权限，提供数据库实体存取审计机制，以便分角色地维护数据库信息。 

二、数据完备和安全是极为关键的，提供多种安全保护机制，提供互联网的数据库的数据加密技术，提供从硬盘转移到后端系统过程中的数据加密技术，保障数据安全。

三、数据库提供数据保护技术，能够利用事务机制对数据库进行自动备份和记录数据备份日志。提供数据修复技术，在数据库损坏的情况下能够及时修复数据，保持数据的完整性。

四、系统提供实时数据库和历史数据库两部分，实时/历史数据库处理能力要达到10万点/秒以上的吞吐量，在1秒钟内存入所有采集点的数据，历史数据库的存储压缩比要达到30：1以上，历史数据库数据保存期限不小于10年。

趋势曲线分析

      系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析接口，通过调用相关回路实时曲线接口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。

图4历史及实时负荷曲线查询

报表管理

      系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的时、日、月、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。

图5电能报表

图6全电参量报表

事件记录和故障报警

系统可以设置在电能质量事件发生时、测量值越限、设备状态变化时触发报警。系统报警时能够进行信息语音提示，自动弹出报警画面或触发必要的操作，同时可以将报警信息通过email、手机短信等方式通知相关人员。

图7全电参量报表

用户管理

本软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。

结束语

系统设计工程师与无锡电装阪神汽车部件有限公司电气室的软件使用者细心沟通、精心交流之后，经过科学的设计、安装和调试，整套电能管理系统达到了预期的效果，本系统为生产管理人员和设备维护人员提供了现代化的管理和分析手段。自该系统投运以后，生产管理明显改善，工厂的生产效率也得到了明显的提高。软件功能对生产管理者来说：其简单，方便，快捷的满足了对员工的管理；对生产线上的员工来说：其考核规则是公平、公正的。所以自系统运行以来，该软件得到了公司员工的一致好评。
参考文献：

1）上海安科瑞电气股份有限公司产品手册.2010.08版.

2）电力电测数字仪表原理与应用指南  任致程、周中，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