賈麗麗

                                                                               安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：隨著科學技術的不斷發展
，智慧電能管理係統的應用場景也越來越廣泛，利用智慧電能管理係統合理規劃生產及用電計劃，充分利用峰、穀、平ping電dian價jia政zheng策ce，可ke有you效xiao降jiang低di同tong等deng用yong電dian量liang需xu求qiu下xia的de生sheng產chan經jing營ying成cheng本ben
，促cu進jin節jie能neng降jiang耗hao目mu標biao實shi現xian。本ben文wen介jie紹shao的de是shi一yi款kuan在zai燃ran料liao電dian池chi廠chang房fang穩wen定ding運yun行xing的de智zhi慧hui電dian能neng管guan理li係xi統tong設she計ji思si路lu及ji應ying用yong。

關鍵詞：電能；智慧電能管理係統；配電；設備

0引言

  電力作為工業的血液，隨著互聯網技術與工業4.0dechixufazhan，zaiguojiadalituidongzhinengzhizaobeijingxia，zaigongchangzhongyinruzhihuidiannengguanlixitong，shixiandianlisheshiyunxingshujudedezidongcaijihejiankong，jianshaoleduirengongjianzhadianlisheshideyilai，bujinkeyitigaogongchanggongpeidianxitongdewendingxing，tongshitongguoduixiajizidonghuashebeidezaixiandegongkuangjinxingjiankong，jishifaxianqianzaideyinhuan，jiangdishebeiweihuchengben。

1 智慧電能管理係統簡介

  智慧電能管理係統是一種傳統電能管理技術和互聯網技術相融合而實現的一種技術
，它利用傳感器監控、現場總線技術、互聯網雲技術緊密結合
，實現了遠程監控
、數據雲儲存、遠程診斷等功能，可為用電企業提供了一套智能化的電能管理方案。

2 建設智慧電能管理係統意義

  （1） 通過分析曆史用電數據，合理規劃生產及用電計劃
，通過峰、穀
、平錯峰用電
，可以有效降低同等用電量需求下的生產經營成本；

  （2）通過電能管理係統定期推送工廠各區域用電信息，使各員工了解工作區域用電情況，形成良性節能降耗意識，促進節能降耗目標實現
；

  （3）工廠內關鍵用電設備是進行正常生產的基礎
，其安全、高效、穩定運行是完成生產任務的必要條件，監控其運行工況意義重大，可及時發現設備潛在的隱患；

  （4）建設智慧電能管理係統，其輸出的能效數據信息可為企業生產計劃評估、成本評估及設備養護等企業經營活動提供決策數據支持
；

3 智慧電能管理係統設計思路

3.1 總體實施思路

  擬通過構建電能采集監控係統，對廠區內配電設備(如：變壓器
、一級配電櫃
、二級配電櫃)、常用廠務設施(螺杆冷水機組、冷卻水機組、空調機 組

、空壓機等)、生產設備(自動化生產線

、測試設備)、發電設備（燃料電池測試台架）
、照明配電櫃、辦公用電配電櫃進行電能信息采集監控。

  1) 通過監控各用電設備的電壓、電流
、功率因數等信息，完成能源信息統計、能源趨勢分析及異常類信息告警；

  2) 根據工廠生產計劃
，分解大功率供用電設備、生產線
、區域照明
、管理區域用電計劃
，並對階段目標完成情況進行評估考核；

  3) 根據實際生產需要，結合大功率設備用電趨勢及峰
、穀
、平電價，調整生產計劃執行策略
，逐步合理優化企業生產能源使用效率。

3.2 電能采集網絡建設

3.2.1 核心構思

  1）采用互聯網+模式建立“電能管理員、用電設備、采集設備、采集雲服務”物聯；

  2）采用成熟雲平台、大數據基礎服務框架技術應對海量遠程采集設備數據接入
，保障服務的高可用與並發性；

  3）采用雲平台及移動端技術
，依托能效行業化管理經驗，為客戶提供有效便利的能效管理工具。

  4）係統架構圖

3.2.2係統的通信網絡

  1）模塊選型采用成熟工業化數據采集通信模塊
，支持RJ45、串口，ModBus及ModBus-RTU等多種通信協議數據轉發；

  2）具備遠程參數配置與固件升級功能，操作簡易。

3.2.3 係統的計量網絡

  1）遵循能源流向規律，逐層設立計量點位
、形成完善的計量網絡；

  2）通過構建區域用電模型，掌握區域用電構成
；

  3）表計選型采用成熟工業化智能電能數據采集計量表計
、支持雙向計量、計量精度高
，具備遠程數據串口采集通信，支持ModBus及DL/T-2007通 信協議；

  4）采用din導軌式掛扣設計，工程安裝快捷。

3.3 電能監控係統信息化實施

3.3.1 實施策略

  1）提出、構建並實施電能采集係統方案；

  2）采集、分析能源構成
、數據，提出能效改進建議；

  3）建立階段能效改進目標

、係統實施；

  4）能效改進策略實施階段結果對比評估。

3.3.2 係統各功能定義

4 智慧電能管理係統的具體應用

4.1 電能查詢

  可以遠程查詢每個計量表的數據，根據需要自動存儲表碼讀數
，保存周期可以自由選擇，解決了人工抄表會產生的漏抄、錯抄

、抄表時間過長、抄表過程不安全的問題。實現數據分析的智能化，自動化

，可根據需要選擇生成不同類型的月度能耗報表。

4.2 能耗分析

  分析企業的峰
、穀
、平用電量信息，為能耗重點監管企業提供生產計劃排產決策依據，大限度降低用電成本；另外還可以通過監控設備的功率因素，為無功功率的就地補償提供設計依據。

4.2電流電壓異常報警功能

  通過在當設備層配電櫃安裝智能電表
，實時監測設備的運行電壓、電流數據，當監測到異常電流
、電壓時，可通過手機APP向電能管理者推送報警信息，及時發現設備或供電線路潛在的故障。

4.3 發電功率動態調整功能

  對dui於yu一yi些xie燃ran料liao電dian池chi生sheng產chan廠chang房fang

，測ce試shi燃ran料liao電dian池chi的de過guo程cheng中zhong有you電dian能neng發fa出chu，目mu前qian主zhu流liu的de設she計ji是shi自zi發fa自zi用yong。通tong過guo配pei置zhi智zhi慧hui能neng源yuan管guan理li係xi統tong，實shi時shi監jian測ce發fa電dian功gong率lv及ji用yong電dian功gong率lv，同tong步bu調tiao節jie發fa電dian功gong率lv及ji

用電負荷之間的比例，使兩者處於一個動態平衡
，減少餘電上網對電網係統的衝擊。

5 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

5.1概述

  用戶端消耗著整個電網80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠
、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體係
，全麵推廣用戶端智能儀表
、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括：先進的表計，智能樓宇
、智能電器、增值服務
、客戶用電管理係統、需求側管理等課題。

  安科瑞Acrel-3000WEB電(dian)能(neng)管(guan)理(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)通(tong)過(guo)對(dui)用(yong)戶(hu)端(duan)用(yong)電(dian)情(qing)況(kuang)進(jin)行(xing)細(xi)分(fen)和(he)統(tong)計(ji)，以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)數(shu)據(ju)和(he)圖(tu)表(biao)向(xiang)管(guan)理(li)人(ren)員(yuan)或(huo)決(jue)策(ce)層(ceng)展(zhan)示(shi)各(ge)分(fen)項(xiang)用(yong)電(dian)的(de)使(shi)用(yong)消(xiao)耗(hao)情(qing)況(kuang)
，便(bian)於(yu)找(zhao)出(chu)高(gao)耗(hao)能(neng)點(dian)或(huo)不(bu)合(he)理(li)的(de)耗(hao)能(neng)習(xi)慣(guan)
，有(you)效(xiao)節(jie)約(yue)電(dian)能(neng)
，為(wei)用(yong)戶(hu)進(jin)一(yi)步(bu)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao)或(huo)設(she)備(bei)升(sheng)級(ji)提(ti)供(gong)準(zhun)確(que)的(de)數(shu)據(ju)支(zhi)撐(cheng)。

5.2應用場所

  （1）辦公建築（商務辦公、大型公共建築等）
；

  （2）商業建築（商場、金融機構建築等）；

  （3）旅遊建築（賓館飯店、娛樂場所等）；

  （4）科教文衛建築（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建築等）；

  （5）通信建築（郵電、通信、廣播
、電視、數據中心等）

；

  （6）交通運輸建築（機場、車站、碼頭建築等）。

5.3係統結構

5.4係統功能

5.4.1實時監測

  係統人機界麵友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓
、電流
、功率、功率因數
、電能等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器
、隔離開關
、地刀等合、分狀態
，以及有關故障、告警等信號。

5.4.2電能統計報表

  係xi統tong以yi豐feng富fu的de報bao表biao支zhi撐cheng計ji量liang體ti係xi的de完wan整zheng性xing。係xi統tong具ju備bei定ding時shi抄chao表biao彙hui總zong統tong計ji功gong能neng，用yong戶hu可ke以yi自zi由you查zha詢xun自zi係xi統tong正zheng常chang運yun行xing以yi來lai任ren意yi時shi間jian段duan內nei各ge配pei電dian節jie點dian的de用yong電dian情qing況kuang
，即ji該gai節jie點dian進jin線xian用yong電dian量liang與yu各ge分fen支zhi回hui路lu消xiao耗hao電dian量liang的de統tong計ji分fen析xi報bao表biao。該gai功gong能neng使shi得de用yong電dian可ke視shi透tou明ming
，並bing在zai用yong電dian誤wu差cha偏pian大da時shi可ke分fen析xi追zhui溯su
，維wei護hu計ji量liang體ti係xi的de正zheng確que性xing。

5.4.3詳細電參量查詢

  在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變為手形，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流
、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率
、總功率因數、正向有功電能
，並可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

5.4.4運行報表

  係統具有實時電力參數和曆史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界麵中能夠自定義需要查詢的參數、指定時間或選擇查詢更新的記錄數據等，並通過報表方式顯示出來。用戶可以根據需要定製運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

5.4.5變壓器運行監視

  係統對配電係統總進線
、主變壓器
、重要負荷出線的運行狀態進行在線實時監視
，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率
、變壓器負荷率等運行趨勢
，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠。

5.4.6實時報警

  係統具有實時報警功能
，係統能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作
、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件進行實時監測，並根據事件等級發出告警。係統報警時自動彈出實時報警窗口
，並發出聲音或語音提醒。

5.4.7曆史事件查詢

  係統能夠對遙信變位
，保護動作、事故跳閘
，以及電壓、電流
、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計
、事故分析。

5.4.8電能質量監測

  係統可以對整個配電係統範圍內的電能質量進行持續性的監測，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線
、變壓器
、重要回路的電壓、電流諧波畸變率
、諧波含量
、電壓不平衡度等，及時采取相應的措施
，降低諧波損耗，減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監測功能的電力儀表

，不需要可刪除。

5.4.9遙控操作

  係統支持對斷路器
、隔離開關、接地刀等進行分、合遙控操作。係統具有嚴格的密碼保護和操作權限管理功能
，對於每次遙控操作，係統自動生成操作記錄，記錄內容包含操作人、操作時間、操作類型等。實現該功能需要斷路器本身具有電操機構及保護保測控裝置具備遙控功能等硬件設備的支持。

5.4.10用戶權限管理

  係統為保障係統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限
，為係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

5.4.11通訊狀態圖

  係統支持實時監視接入係統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個係統網絡結構
；可(ke)在(zai)線(xian)診(zhen)斷(duan)設(she)備(bei)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)，發(fa)生(sheng)網(wang)絡(luo)異(yi)常(chang)時(shi)能(neng)自(zi)動(dong)在(zai)界(jie)麵(mian)上(shang)顯(xian)示(shi)故(gu)障(zhang)設(she)備(bei)或(huo)元(yuan)件(jian)及(ji)其(qi)故(gu)障(zhang)部(bu)位(wei)。從(cong)而(er)方(fang)便(bian)運(yun)行(xing)維(wei)護(hu)人(ren)員(yuan)實(shi)時(shi)掌(zhang)握(wo)現(xian)場(chang)各(ge)設(she)備(bei)的(de)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)
，及(ji)時(shi)維(wei)護(hu)出(chu)現(xian)異(yi)常(chang)的(de)設(she)備(bei)，保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)。

5.4.12視頻監控

  視頻監控展示了當前實時畫麵（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。

5.4.13用戶報告

  用戶報告頁麵主要用於對選定的變配電站自動彙總一個月的運行數據

，對變壓器負荷
、配電回路用電量
、功率因數、報警事件等進行統計分析。

5.4.14 APP支持

  電力運維手機支持“監控係統”、“設備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”和“缺陷記錄”五大模塊，支持一次圖、需量
、用電量、視頻、曲線
、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢
，設備檔案查詢、待辦事件處理
、巡檢記錄查詢等。

5.5係統硬件配置清單

6結語

  benwentongguochanshulezhihuidiannengguanlixitongdezongtishejisilujizhuyaoyingyong，yishijidelizishuominglezhihuidiannengguanlixitongjutideyingyongxingshi，qizhuyaoyiyizaiyunenggoushishiduigongchangdediannenggexiangshujujinxingjiankong，jishifaxianyichangdiannengshujubingtiqiancaiquyingduicelve，bangzhuqiyetishengjieyuenengyuanyishi

，chongfenliyongfeng、穀、平電價開展生產活動，降 低用電成本，助力國家“碳達峰、碳中和”戰略的實現。

【參考文獻】

[1]徐會詠.智慧能源管理係統建設方案. 能源研究與管理 2020（4）.

[2]謝堯鍾.智慧電能管理的設計與應用                 

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊 2022.05版

作者簡介：賈麗麗，女，現任職於安科瑞電氣股份有限公司。手機:（微信同號）
，QQ:2885206556，郵箱: