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趙斌
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：本文主要介紹了上海新陽半導體材料股份有限公司采用安科瑞智能電力儀表及Acrel-3000電能管理係統對廠區配電係統進行監測；儀表通過總線型組網方式，把數據上傳至後台，進行智能化組網。係統實現了分散式采集和集中控製管理的智能化、數字化、網絡化電能管理。
關鍵詞：智能電力儀表；電能管理；Acrel-3000；新陽半導體
0 項目概述
上(shang)海(hai)新(xin)陽(yang)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司(si)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)測(ce)量(liang)原(yuan)用(yong)指(zhi)針(zhen)式(shi)儀(yi)表(biao)，現(xian)項(xiang)目(mu)需(xu)改(gai)造(zao)為(wei)智(zhi)能(neng)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，並(bing)組(zu)建(jian)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)，要(yao)求(qiu)有(you)最(zui)大(da)需(xu)量(liang)和(he)短(duan)信(xin)提(ti)醒(xing)功(gong)能(neng)。
整個廠區共有12個廠房和辦公樓，其中變電所在5號廠房，其它廠房和辦公樓的電源均從5號廠房變電所引出。變電所共10麵低壓櫃，1路進線，35路出線，另外有3麵(mian)電(dian)容(rong)器(qi)櫃(gui)。低(di)壓(ya)櫃(gui)上(shang)原(yuan)有(you)指(zhi)針(zhen)式(shi)電(dian)流(liu)表(biao)，現(xian)需(xu)要(yao)把(ba)原(yuan)有(you)指(zhi)針(zhen)式(shi)電(dian)流(liu)表(biao)更(geng)換(huan)成(cheng)安(an)科(ke)瑞(rui)多(duo)功(gong)能(neng)網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，並(bing)對(dui)原(yuan)回(hui)路(lu)加(jia)裝(zhuang)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)，並(bing)配(pei)置(zhi)一(yi)套(tao)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)，采(cai)集(ji)所(suo)有(you)網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)的(de)數(shu)據(ju)，進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)的(de)監(jian)控(kong)。
1 用戶需求
youyumeiyouduisuoyouhuilujinxingyouxiaoshishijiankong，suoyidangdianfeiyouyichangdafuchaobiaodeqingkuangxia，bunengzhangwodiannengxiaohaoqingkuang，zhaobudaoyichangchaobiaodeyuanyin。peizhiyitaodiannengguanlixitong，xuqiuruxia：
1)對主進線回路進行需量管理，當需量越限時發出告警信號，並發短信通知；
2)實時監控所有饋線回路的功率消耗，並記錄功率曲線；
3)記錄所有饋線回路的電能消耗，並自動生成日/月/年電度報表；
2 設計原則引用標準
2.1設計原則
1)開放性：本ben係xi統tong中zhong將jiang涉she及ji到dao不bu同tong廠chang商shang的de設she備bei技ji術shu，以yi及ji係xi統tong的de擴kuo展zhan需xu求qiu，在zai本ben項xiang目mu的de產chan品pin技ji術shu選xuan型xing中zhong，避bi免mian采cai用yong專zhuan有you技ji術shu，從cong而er使shi係xi統tong的de軟ruan硬ying件jian平ping台tai具ju有you充chong分fen的de開kai放fang性xing.
2)先進性：係統的軟硬件平台建設、應ying用yong係xi統tong的de設she計ji開kai發fa以yi及ji係xi統tong的de維wei護hu管guan理li所suo采cai用yong的de產chan品pin技ji術shu均jun綜zong合he考kao慮lv當dang今jin技ji術shu發fa展zhan趨qu勢shi，采cai用yong相xiang對dui先xian進jin同tong時shi市shi場chang相xiang對dui成cheng熟shu的de產chan品pin技ji術shu，以yi滿man足zu係xi統tong未wei來lai的de發fa展zhan需xu求qiu.
3)高性能：係統設計應從服務器處理能力、網絡帶寬傳輸能力、軟件係統效率等角度綜合分析，合理設計結構、使係統具有足夠的處理能力，以適應大數量量數據處理和用戶訪問需求，保障係統服務質量。
4)安全性：係(xi)統(tong)對(dui)安(an)全(quan)性(xing)問(wen)題(ti)予(yu)以(yi)高(gao)度(du)重(zhong)視(shi)，從(cong)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)層(ceng)，網(wang)絡(luo)層(ceng)，應(ying)用(yong)層(ceng)每(mei)個(ge)層(ceng)次(ci)都(dou)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)措(cuo)施(shi)以(yi)解(jie)決(jue)傳(chuan)輸(shu)安(an)全(quan)，係(xi)統(tong)安(an)全(quan)和(he)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)的(de)需(xu)求(qiu)。
5)可靠性：係統應從係統結構、網絡結構、技術措施、設備選型等方麵綜合考慮，以確保係統中沒有單故障節點，實現7X24不間斷服務。
6)擴展性：在本係統中，所有的網絡、服務器、存貯、應ying用yong軟ruan件jian的de設she計ji遵zun循xun可ke擴kuo充chong的de原yuan則ze，以yi實shi現xian隨sui著zhe需xu求qiu的de發fa展zhan而er擴kuo展zhan。係xi統tong采cai用yong模mo塊kuai化hua結jie構gou，具ju有you很hen好hao的de兼jian容rong性xing和he可ke擴kuo充chong性xing，即ji可ke使shi不bu同tong的de廠chang商shang的de設she備bei和he係xi統tong集ji成cheng到dao同tong一yi個ge平ping台tai中zhong，又you可ke使shi係xi統tong在zai日ri後hou可ke以yi根gen據ju用yong戶hu需xu求qiu方fang便bian地di擴kuo展zhan。
2.2引用標準
1)ISO/IEC11801《國際綜合布線標準》
2)GB/50198《監控係統工程技術規範》
3)GB50052-2009《供配電係統設計規範》
4)GB50054-2011《低壓配電設計規範》
5)IEC 61587《電子設備機械結構係列》
6)DL/T448-2000《電能計量裝置技術管理規程》
7)DL/T 698.1-2009《第1部分：總則》
8)DL/T 698.2-2010《第2部分：主站技術規範》
9)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》
10)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》
11)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》
12)DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》
13)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》
14)DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》
3 解決方案
上海新陽半導體材料股份有限公司電能管理係統采用分層分布式結構進行設計，即現場設備層、網絡通訊層和站控管理層：
3.1現場設備層
現(xian)場(chang)設(she)備(bei)層(ceng)儀(yi)表(biao)選(xuan)型(xing)按(an)照(zhao)滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)的(de)原(yuan)則(ze)，同(tong)時(shi)結(jie)合(he)公(gong)司(si)多(duo)年(nian)配(pei)電(dian)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)經(jing)驗(yan)進(jin)行(xing)配(pei)置(zhi)。現(xian)場(chang)主(zhu)進(jin)線(xian)回(hui)路(lu)監(jian)測(ce)采(cai)用(yong)多(duo)功(gong)能(neng)網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)ACR120EL/D，可進行回路電參量測量和最大需量監測；出線回路選用功能網絡電力儀表ACR120EL。
3.2網絡通訊層
通訊介質：係統主要采用屏蔽雙絞線，儀表通過RS485現場總線方式接入串口服務器,采用MODBUS-RTU規約。串口服務器把采集到的間隔層設備信息轉換成以太網，接入電能管理計算機。
3.3站控管理層
站zhan控kong管guan理li層ceng是shi針zhen對dui配pei電dian網wang絡luo的de管guan理li人ren員yuan，該gai層ceng直zhi接jie麵mian向xiang用yong戶hu。該gai層ceng也ye是shi係xi統tong的de最zui上shang層ceng部bu分fen，主zhu要yao是shi由you電dian能neng管guan理li係xi統tong軟ruan件jian和he必bi要yao的de硬ying件jian設she備bei如ru計ji算suan機ji、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界麵，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，並可接受管理人員的操作命令，實時發送並檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電dian能neng計ji量liang管guan理li功gong能neng設she計ji各ge種zhong符fu合he用yong戶hu的de報bao表biao格ge式shi，報bao表biao內nei數shu據ju嚴yan格ge按an照zhao各ge種zhong標biao準zhun進jin行xing計ji量liang，用yong戶hu隻zhi需xu查zha找zhao打da印yin即ji可ke，極ji大da的de方fang便bian了le操cao作zuo，提ti高gao了le工gong作zuo效xiao率lv。係xi統tong結jie構gou拓tuo撲pu圖tu如ru下xia：
4 係統功能
1)配電監測：以配電一次幹線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關的分合閘狀態。
2)電能報表：安科瑞Acrel-3000diannengguanlixitongyifengfudeshujubaobiaotixianjiliangtixidewanzhengxing。xitongjubeigehuiludingshichaobiaohuizongtongjigongneng，yonghukeyiziyouzhaxunzixitongzhengchangyunxingyilairenyishijianduanneigepeidianjiediandeyongdianqingkuang，jigaijiedianjinxianyongdianliangyugefenzhihuiluxiaohaodianliangdetongjifenxibaobiao。gaigongnengshideyongdiankeshitouming，bingzaiyongdianwuchapiandashikezhuisu，weihujiliangtixidezhengquexing。
3)負荷曲線：安科瑞Acrel-3000電能管理係統對配電係統總進線回路（或重要負荷的出線）設計了負荷趨勢曲線。便於配電維護人員及時掌握用電需求與供電係統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。
4)電參量報表：安科瑞Acrel-3000電能管理係統具有對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實時數據庫。在監控畫麵中能夠自定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數等，並通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。
5)遙測實時報警：係統具備遙測報警配置功能，報警類型包括電壓越限、電流越限、頻率越限、功率因數越限、斷路器分合閘。係統報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫麵。
6)遙測曆史報警查詢：安科瑞Acrel-3000電能管理係統能夠對遙信、遙測報警數據進行存儲，方便用戶對係統報警事件進行追溯查詢。
7)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。
8)手機短信報警：係統支持手機短信報警功能，係統遙信、遙yao測ce實shi時shi報bao警jing信xin息xi可ke以yi通tong過guo短duan信xin報bao警jing模mo塊kuai發fa送song到dao指zhi定ding的de係xi統tong管guan理li人ren員yuan手shou機ji上shang，使shi得de用yong戶hu能neng夠gou及ji時shi了le解jie現xian場chang配pei電dian情qing況kuang，消xiao除chu可ke能neng發fa生sheng的de配pei電dian隱yin患huan。
5 結束語
隨著經濟的飛速發展，能源緊張、環(huan)境(jing)惡(e)化(hua)已(yi)受(shou)到(dao)全(quan)球(qiu)的(de)密(mi)切(qie)關(guan)注(zhu)，能(neng)源(yuan)是(shi)發(fa)展(zhan)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)，為(wei)了(le)響(xiang)應(ying)國(guo)家(jia)號(hao)召(zhao)，走(zou)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)的(de)道(dao)路(lu)，節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)是(shi)首(shou)要(yao)任(ren)務(wu)。其(qi)中(zhong)，電(dian)能(neng)在(zai)所(suo)有(you)能(neng)源(yuan)中(zhong)消(xiao)耗(hao)量(liang)比(bi)較(jiao)大(da)，對(dui)電(dian)能(neng)的(de)統(tong)一(yi)管(guan)理(li)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。隻(zhi)有(you)對(dui)電(dian)能(neng)進(jin)行(xing)準(zhun)確(que)可(ke)靠(kao)的(de)計(ji)量(liang)，才(cai)能(neng)從(cong)真(zhen)正(zheng)意(yi)義(yi)上(shang)節(jie)約(yue)電(dian)能(neng)。
Acrel-3000係列電能管理係統是我公司緊密把握電力係統用戶的需求，遵循電力係統的標準規範而二次開發的一套具有專業性強、自動化程度高、易使用、高性能、高(gao)可(ke)靠(kao)等(deng)特(te)點(dian)的(de)適(shi)用(yong)於(yu)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)。通(tong)過(guo)遙(yao)測(ce)和(he)遙(yao)控(kong)可(ke)以(yi)合(he)理(li)調(tiao)配(pei)負(fu)荷(he)，實(shi)現(xian)優(you)化(hua)運(yun)行(xing)，有(you)效(xiao)節(jie)約(yue)電(dian)能(neng)，為(wei)企(qi)業(ye)用(yong)電(dian)的(de)合(he)理(li)管(guan)理(li)提(ti)供(gong)了(le)數(shu)據(ju)依(yi)據(ju)。
參考文獻
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中.電力儀表在大型公共建築電能分項計量中的應用[J].現代建築電氣 2010. 6
作者簡介：
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統.
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