趙斌

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：隨著中國經濟的高速發展

、城鎮化率的不斷提高，中國城鎮建築麵積逐年增加，同時建築的高能耗問題也變得日益凸顯。數據顯示：截止至2013年底，中國（城鎮和鄉村）既有建築麵積已達500億平方米以上。另據住房和城鄉建設部數據顯示，中國建築運行能耗約占全社會總能耗的27.5%，其中大型公共建築總麵積不足城鎮建築總麵積的4%
，但總能耗卻占全國城鎮總耗電量的22%
，大型公共建築單位麵積年耗電量達到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍(bei)。本(ben)文(wen)就(jiu)中(zhong)航(hang)民(min)用(yong)能(neng)耗(hao)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)做(zuo)一(yi)簡(jian)單(dan)介(jie)紹(shao)，本(ben)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)智(zhi)能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)采(cai)集(ji)配(pei)電(dian)現(xian)場(chang)的(de)各(ge)種(zhong)電(dian)參(can)量(liang)和(he)開(kai)關(guan)信(xin)號(hao)。係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)現(xian)場(chang)就(jiu)地(di)組(zu)網(wang)的(de)方(fang)式(shi)，組(zu)網(wang)後(hou)通(tong)過(guo)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)通(tong)訊(xun)並(bing)遠(yuan)傳(chuan)至(zhi)後(hou)台(tai)
，通(tong)過(guo)Acrel-5000型建築能耗監測係統實現變電所配電回路用電的實時監控。

關鍵詞：中航民用 能耗管理  無人值守  節能改造  智能配電係統  配電自動化

0引言

    智能電網是當前國際國內新技術和新產業發展的熱點。根據智能電網研究框架體係，智能電網建設主要抓住發電、輸電、變電、配電

、用電和調度六個環節。“配用電”環節即為電網用戶端。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jie約yue用yong電dian有you十shi分fen重zhong要yao的de意yi義yi。構gou建jian智zhi能neng用yong電dian服fu務wu體ti係xi，全quan麵mian使shi用yong智zhi能neng儀yi表biao以yi及ji智zhi能neng用yong電dian管guan理li終zhong端duan設she備bei，實shi現xian電dian網wang與yu用yong戶hu的de雙shuang向xiang良liang性xing互hu動dong。

    Acrel-5000能(neng)耗(hao)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)正(zheng)是(shi)針(zhen)對(dui)以(yi)上(shang)趨(qu)勢(shi)而(er)研(yan)發(fa)的(de)用(yong)戶(hu)端(duan)能(neng)耗(hao)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)。本(ben)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)對(dui)中(zhong)航(hang)民(min)用(yong)變(bian)電(dian)所(suo)內(nei)的(de)部(bu)分(fen)重(zhong)要(yao)回(hui)路(lu)進(jin)行(xing)計(ji)量(liang)，通(tong)過(guo)對(dui)監(jian)測(ce)回(hui)路(lu)用(yong)電(dian)量(liang)的(de)實(shi)時(shi)計(ji)量(liang)、存儲、fenxi，yibiaogehuotuxingdexingshilaixianshizhenggejiliangtixiyongdianzhuangkuang，zhaochugaonenghaodianhuobuheliyongnengxiguan
，weiyouxiaojieyuenengyuan，yonghujinyibujienenggaizaohuoshebeishengjitigongzhunquedeshujuzhicheng。

    本文以中航民用為例，簡單介紹Acrel-5000能耗管理係統在中航民用配電係統中的應用。

1、項目介紹

    中航民用航電產業園位於上海紫竹園區，總投資規模約10.8億元，占地186畝，計劃分兩期開發。按照一次規劃分步實施細則，中航民用航電產業園分期開展航空電子係統研究開發平台
、航空電子產業平台、航空微電子研發平台、民用電子產業創新平台、產業園配套服務平台的建設。中航民用航電產業園以“集聚智力和資本優勢的生態產業園”為建設目標，規劃設計以“綠色”和“生態”為主題，充分體現低層
、低密度、低容積率、高綠化率的優勢
，營造出自然、簡約
、高效的國際化科研辦公環境。

    中航民用能耗管理項目主要是針對其一期工程開關櫃內安裝的145隻ACR220ELH安科瑞網絡電力儀表和12隻ACR30ELH安科瑞網絡電力儀表實現實時監控和相關電參量的采集、存儲、處理以及顯示。

    本項目中甲方負責項目中的線纜購買、鋪設

、儀表連接。我方負責儀表的通訊調試和係統綜合調試，且在項目進行過程中提供相應的施工布線指導和圖紙深化技術支持。

2、用戶需求

    ①　標準的變配電係統具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網絡的接線情況：龐大的係統具有多畫麵切換及畫麵導航的功能
；分散的配電係統具有空間地理平麵的係統主畫麵。主畫麵可以顯示各個回路的運行狀態，並具有回路帶電、非帶電機故障著色的功能。主要電參量直接顯示於人機交互界麵並實時刷新。

    ②　軟件可對不同級別的用戶賦予不同權限，從而保證係統在運行過程中的安全性和可靠性。

    ③　電壓
、電流
、功率、功率因數及頻率等監測信息實時刷新
，並以一次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫麵上顯示該回路各電參量
、回路名稱、CT變比
、電流越限值及開關狀態等信息，且可實現數據的轉發上傳。

    ④　對其負載繪製電流趨勢曲線，便於分析該回路配電運行工況

    ⑤　越限報警

，針對客戶的特定回路來設置越限報警

    ⑥　對各回路的電能集抄功能，並自動生成符合客戶管理需求的用電報表

    ⑦　報警事件記錄，便於維護人員來根據事件發生的時間性質對電路進行維護。

    ⑧　係統以Web發布後可進行遠程網絡訪問，且可通過Internet訪問。

3、設計方案

3.1參考標準

   係統的設計滿足以下所列製造和試驗標準：

   JGJ/T 16-92         《民用建築電氣設計規範》

   GB/J63-90           《電力裝置的電測量儀表裝置設計規範》

   GB/T13730           《地區電網數據采集與監控係統通用技術條件》

   GB2887              《計算站場地技術要求》

   GB/50198-94         《監控係統工程技術規範》

   DL/T 698.31-2010    《第3.1部分：電能信息采集終端技術規範-通用要求》

   DL/T 698.35-2010    《第3-5部分：電能信息采集終端技術規範-低壓集中抄表終端特殊要求》

   DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》

   DL/T 698.42-2010    《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》

   DL/T/814-2002       《配電自動化係統功能規範》

3.2 係統架構設計

    鑒於中航民用的建築規模、性(xing)質(zhi)，以(yi)及(ji)後(hou)續(xu)項(xiang)目(mu)的(de)可(ke)連(lian)帶(dai)發(fa)展(zhan)的(de)性(xing)質(zhi)
，安(an)科(ke)瑞(rui)電(dian)氣(qi)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司(si)係(xi)統(tong)部(bu)根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)的(de)幾(ji)點(dian)需(xu)求(qiu)以(yi)及(ji)在(zai)相(xiang)同(tong)性(xing)質(zhi)工(gong)程(cheng)中(zhong)的(de)經(jing)驗(yan)
，對(dui)該(gai)建(jian)築(zhu)的(de)智(zhi)能(neng)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)搭(da)建(jian)做(zuo)以(yi)下(xia)設(she)計(ji)：中航民用所有監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協(xie)議(yi)。將(jiang)現(xian)場(chang)安(an)裝(zhuang)的(de)智(zhi)能(neng)儀(yi)表(biao)通(tong)過(guo)屏(ping)蔽(bi)雙(shuang)絞(jiao)線(xian)以(yi)手(shou)拉(la)手(shou)式(shi)相(xiang)連(lian)，數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)直(zhi)接(jie)鋪(pu)設(she)至(zhi)主(zhu)機(ji)所(suo)在(zai)的(de)值(zhi)班(ban)室(shi)。數(shu)據(ju)總(zong)線(xian)通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)器(qi)將(jiang)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)至(zhi)係(xi)統(tong)主(zhu)機(ji)。係(xi)統(tong)示(shi)意(yi)圖(tu)1所示。

圖1

4
、係統功能

    上位機軟件采用Acrel-5000能耗管理係統
，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界麵設計等
，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。

4.1 功能特點

    Acrel-5000能耗管理係統采用全中文界麵，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的係統功能模塊；係統具有一次係統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；係統具有人機界麵友好，顯示數據直觀

，方便用戶查閱。

4.2使用說明：

4.2.1登陸界麵

軟件的界麵可以根據項目的特點和客戶的要求來設計。初始界麵為“登錄界麵”，選擇用戶名
，輸入相應密碼，則進入查看數據，否則無法查看數據。界麵如圖2所示。

圖2登陸界麵

4.2.2通訊示意圖

    通訊示意圖為拓撲圖
，顯示係統與儀表的通訊是否正常。其中紅色表示正常通訊，綠色表示通訊中斷。界麵如圖3所示。

圖3 通訊示意

4.2.3配電係統圖

    peidianxitongtuxianshizhenggepeidianxitongdezhengtijiagou
，bianyuguanlirenyuankuaisulejiepeidianxitongdezuzhijiegou，canshujiemianshishixianshidedianlicanshushujukeyifanyingpeidianxitongdeyunxingzhuangtai。peidianxitongjiemianrutu4所示，詳細參數如圖5所示。

圖4

圖5

    由圖5
、圖6就可以看出整個配電係統的分布

、運行狀態以及以及主要的電參量。主要的電參量數據包括三項電流，三項電壓，進線回路的功勞、電能
、功率因數、回路名稱以及出現回路的相應電參量。

4.2.4 電參量報表

    電參量報表主要的數據包括：三相電壓

，三相電流，電能
，有功功率
，無功功率，功率補償因數，頻率。

    該(gai)報(bao)表(biao)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)期(qi)間(jian)的(de)任(ren)意(yi)時(shi)間(jian)抄(chao)表(biao)等(deng)功(gong)能(neng)，將(jiang)每(mei)塊(kuai)電(dian)表(biao)的(de)顯(xian)示(shi)數(shu)據(ju)以(yi)報(bao)表(biao)形(xing)式(shi)呈(cheng)現(xian)，選(xuan)擇(ze)相(xiang)應(ying)的(de)櫃(gui)體(ti)，再(zai)選(xuan)擇(ze)要(yao)查(zha)詢(xun)的(de)時(shi)間(jian)
，即(ji)可(ke)顯(xian)示(shi)電(dian)壓(ya)
，電(dian)流(liu)，有(you)功(gong)功(gong)率(lv)，無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)，功(gong)率(lv)補(bu)償(chang)因(yin)數(shu)，頻(pin)率(lv)。界(jie)麵(mian)如(ru)圖(tu)6所示

圖6

    報表打印：打印當前報表的數據；

    數據保存：將當前報表以Excel表格形式導出到所選擇的位置。

4.2.5 電能報表

    diannengbaobiaojiangpeidianhuiluyongdianliangbaobiaoxingshichengxian，gaibaobiaokeyishixianxitongyunxingqijianderenyishijianduanneideyuechaobiao，richaobiao，xiaoshichaobiaodenggongneng

，ruxiatusuoshixuanzehuilu
，shedingkaishishijianhejieshushijian
，dianji“查詢”按鈕，即可顯示此時間段內的用電量，也可以Excel形式導出或打印。界麵如圖7所示。

圖7

4.2.6 電流曲線

    電流是配電係統的重要電力參數。本係統為重要回路設計了電流曲線，此曲線可以設置查詢時間，還可以任意放大
、縮小某區間內的曲線，便於管理人員準確明了的掌握係統的運行狀態。界麵如圖8所示。

圖8

4.2.7實時報警和曆史報警

    本係統還針對主要電參量的遙測量（包括進線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報警）。也能點擊打開曆史報警調出曆史報警界麵。實時報警主要分為遙測和遙信實時報警，界麵如圖9、圖10所示。曆史報警如圖11所示。

圖9

圖10

圖11

    報警功能能夠幫助管理人員在最短的時間內定位故障點位
，提高了故障的排查效率，保障配電係統的長期穩定運行。

5、結束語

    隨著用戶端配電係統智能化管理需求的提高。能耗管理係統已成為配電端用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-5000能(neng)耗(hao)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)在(zai)中(zhong)航(hang)民(min)用(yong)項(xiang)目(mu)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)中(zhong)航(hang)民(min)用(yong)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)，不(bu)僅(jin)能(neng)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)各(ge)個(ge)回(hui)路(lu)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)
，係(xi)統(tong)的(de)網(wang)絡(luo)通(tong)訊(xun)功(gong)能(neng)，還(hai)可(ke)以(yi)和(he)上(shang)層(ceng)數(shu)據(ju)平(ping)台(tai)實(shi)現(xian)數(shu)據(ju)共(gong)享(xiang)。係(xi)統(tong)對(dui)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)的(de)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)、處理，實時顯示變電所內各配電回路的電能使用狀況
、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，並生成各種電能報表
、分析曲線、圖形等，便於電能的遠程抄表以及分析、研究製定相應的用能考核機製。該係統運行安全、可靠、穩定，為配電係統終端用戶解決各個配電回路的具體用電不明的問題，為後期電力係統的維護及製定節能措施提供了真實可靠的依據。

參考文獻

[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》
， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《智能樓宇控製係統的設計與實施技術》
， 黎連業、朱衛東
、李皓，清華大學出版社

[3]《智能電網用戶端電力監控與能耗管理係統產品選型及解決方案》，周中， 北京. 機械工業出版社.

作者簡介：趙斌，本科
，任職單位：安科瑞電氣股份有限公司。技術交流：021-69158305 手機： 郵箱：