趙斌1

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801
；

摘要：介紹Acrel-3000電dian能neng管guan理li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。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遠yuan傳chuan至zhi監jian控kong後hou台tai，通tong過guoAcrel-3000電能管理係統實現對配電回路用電的實時監控、分析及管理。

關鍵詞：變電所;智能電力儀表;電能管理係統;

0 概述

    淄博市職業病防治院始建於1970年，承擔著全市企事業單位接觸有害作業人員的健康監護
、職業病診斷治療以及工傷（職業病）病人康複的重要職能，現位於淄博新區南京路與中潤大道路口西南

，是目前國內地市級最大的職業病防治專業機構。醫院於2015年5月9日加掛“淄博市第六人民醫院”牌子
，正式成為一所市級綜合醫院。

    該醫院主要有3組變壓器（10KV/0.4KV）及若幹0.4KV饋線回路。

1 客戶需求

    醫(yi)院(yuan)每(mei)年(nian)在(zai)用(yong)電(dian)方(fang)麵(mian)的(de)投(tou)入(ru)成(cheng)本(ben)比(bi)較(jiao)大(da)，主(zhu)要(yao)對(dui)用(yong)電(dian)質(zhi)量(liang)和(he)用(yong)電(dian)明(ming)細(xi)均(jun)不(bu)明(ming)確(que)，對(dui)用(yong)電(dian)管(guan)理(li)人(ren)員(yuan)造(zao)成(cheng)了(le)很(hen)多(duo)困(kun)惑(huo)，根(gen)據(ju)其(qi)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)提(ti)出(chu)以(yi)下(xia)需(xu)求(qiu)：

    ●變壓器的電流越限時無法實時被管理人員得知
，安全用電存在隱患，係統需能實現短信告警功能。

    ●人工抄表無法精確到具體科室的用電量
，無法真正實現內部績效考核。

    ●需能實時監測變壓器的實時電流、電壓、功率及能耗波動情況。

    ●需能夠查看具體某個回路或幾個回路每天的用電量，並可進行對比
，形成餅圖、棒圖的形式。

    ●每個變壓器均可查看當日能耗
、昨日能耗及同期能耗值。

    ●係統可實現同比、環比分析功能。

    ●係統可遠程訪問
，使管理人員隨時可查看工程係統用電回路工作狀態。

    根據用戶需求
，需要對淄博市職業病防治院建立Acrel-3000電能管理係統（主要是數據的實時監控及能耗數據處理分析），在值班室內設置監控平台，對回路實時監測


、統計
、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

    安科瑞Acrel-3000電能管理係統
，充分利用了現代電子技術
、計算機技術、網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)和(he)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)最(zui)新(xin)發(fa)展(zhan)，對(dui)變(bian)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)分(fen)散(san)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)。對(dui)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)二(er)次(ci)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)組(zu)網(wang)
，通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)，將(jiang)分(fen)散(san)的(de)配(pei)電(dian)所(suo)的(de)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)為(wei)一(yi)個(ge)有(you)機(ji)的(de)整(zheng)體(ti)
，實(shi)現(xian)電(dian)網(wang)運(yun)行(xing)的(de)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)、集中管理及能效分析。

2 係統結構描述

本監控係統采用分層分布式結構
，即站控層
，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）Acrel-3000電能管理係統網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：智能電度表、開關量、模擬量采集模塊和框架斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣櫃內
，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊
，實現數據現場采集。

    網絡通訊層主要為：通訊服務器
，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集
，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

    站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機
、短信報警模塊、報警蜂鳴器等設備。監控係統安裝在計算機上
，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    改造後增設的智能電度表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸
，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻隻能發送或接收數據

，數據最高傳輸速率為10Mbps。

    RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲幹擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

3 Acrel-3000電能管理係統主要功能

3.1  數據采集與處理

    數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成
，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P
、功率因數COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態等數據。

    數(shu)據(ju)處(chu)理(li)主(zhu)要(yao)是(shi)把(ba)按(an)要(yao)求(qiu)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)電(dian)參(can)量(liang)實(shi)時(shi)準(zhun)確(que)的(de)顯(xian)示(shi)給(gei)用(yong)戶(hu)，達(da)到(dao)配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)化(hua)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)要(yao)求(qiu)
，同(tong)時(shi)把(ba)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)存(cun)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)供(gong)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)。

3.2  人機交互

    係統提供簡單、易用、良好的用戶使用界麵。采用全中文界麵，CAD圖形顯示低壓配電係統電氣一次主接線圖
，顯示配電係統設備狀態及相應實時運行參數，畫麵定時輪巡切換；畫麵實時動態刷新；模擬量顯示
；開關量顯示
；連續記錄顯示等。

3.3  曆時事件

    曆時事件查看界麵主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄
、操作記錄、yuexianjilutigongfangbianyouhaoderenjijiaohu，tongguolishishijianzhakanpingtai，ninkeyigenjuzijideyaoqiuhezhaxuntiaojianfangbiandingweininsuoyaozhakandelishishijian，weininbawozhenggexitongdeyunxingqingkuangtigonglelianghaoderuanjianzhichi。

3.4  數據庫建立與查詢

    主要完成遙測量和遙信量定時采集
，並且建立數據庫，定期生成報表
，以供用戶查詢打印。

3.5  用戶權限管理

    針zhen對dui不bu同tong級ji別bie的de用yong戶hu
，設she置zhi不bu同tong的de權quan限xian組zu，防fang止zhi因yin人ren為wei誤wu操cao作zuo給gei生sheng產chan
，生sheng活huo帶dai來lai的de損sun失shi，實shi現xian配pei電dian係xi統tong的de安an全quan，可ke靠kao運yun行xing。可ke以yi通tong過guo用yong戶hu管guan理li進jin行xing用yong戶hu登deng錄lu、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作
，方便用戶對賬號和權限的修改。

3.6  運行負荷曲線

    fuhequshiquxiangongnengzhuyaofuzedingshizhongyaohuiludianliuhegonglvfuhecanliang，zidongshengchengyunxingfuhequshiquxiande，fangbianyonghujishilejieshebeideyunxingfuhezhuangkuang。dianjihuamianxiangyinganniuhuocaidanxiangkeyiwanchengxiangyinggongnengdeqiehuan
；可以查看實時趨勢曲線或曆史趨勢線
；對所選曲線可以進行平移
、縮放
、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個係統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

3.7  遠程報表查詢

    報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把係統中處理的數據經過篩選
、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

    報表具有自由設置查詢時間實現日
、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

3.8  係統能耗分析功能

    可實現對能耗係統同比、環比分析；根據自定義時間段查詢峰、平、穀電度值；根據班組能耗可核算某個班組的能效比。

4 案例分析

    根據本項目現場的回路，係統可實時顯示一次回路運行狀況
，功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓、電流、功率、功率因數
、電能
，頻率等電參量。見圖（2）

圖（2）係統配電二次圖

    遙yao測ce報bao警jing功gong能neng，主zhu要yao完wan成cheng對dui變bian壓ya器qi和he主zhu變bian負fu載zai越yue限xian彈dan出chu報bao警jing界jie麵mian指zhi示shi具ju體ti的de報bao警jing位wei置zhi並bing聲sheng音yin報bao警jing
，提ti醒xing值zhi班ban人ren員yuan及ji時shi處chu理li。負fu載zai越yue限xian值zhi在zai相xiang應ying權quan限xian下xia可ke自zi由you設she置zhi。具ju備bei曆li史shi查zha詢xun功gong能neng
，見jian圖tu（3）。

圖（3） 越限報警信息

    yongdianliangbaobiaogongneng

，kexuanzeshijianduanjinxingzhaxun，zhichirenyishijianduandianduleijizhaxun
，jubeishujudaochuhebaobiaodayindenggongneng。weizhibanrenyuantigonglejingquekekaodediannengbaobiao。gaibaobiaogehuilumingchengheshujukuguanlian，fangbianyonghuxiugaihuilumingcheng，yonghukeyizhijiedayinbaobiao，keyiyiEXCEL格式另存到其他位置，圖（4）變壓器電能統計報表。

圖（4） 電能報表

    參can數shu抄chao表biao功gong能neng，主zhu要yao所suo有you回hui路lu的de電dian參can數shu進jin線xian查zha詢xun。支zhi持chi任ren意yi時shi刻ke電dian參can數shu查zha詢xun

，具ju備bei數shu據ju導dao出chu和he報bao表biao打da印yin等deng功gong能neng。該gai報bao表biao查zha詢xun個ge配pei電dian回hui路lu的de電dian參can數shu，主zhu要yao包bao括kuo：三相電壓、三相電流

、有功功率、無功功率
、頻率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱，如圖（5）所示。

 
圖（5） 參數抄表

    實時功率因數監測功能，功率因數過低係統實時告警，用戶根據功率因數狀況對該回路的設備進行維修或更換。功率因數報表如圖（6）所示。

圖（6）功率因數趨勢圖

    負(fu)荷(he)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)界(jie)麵(mian)中(zhong)可(ke)直(zhi)觀(guan)的(de)查(zha)看(kan)回(hui)路(lu)的(de)負(fu)荷(he)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)。查(zha)看(kan)實(shi)時(shi)和(he)曆(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)，點(dian)擊(ji)畫(hua)麵(mian)相(xiang)應(ying)按(an)鈕(niu)或(huo)菜(cai)單(dan)項(xiang)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)相(xiang)應(ying)功(gong)能(neng)的(de)切(qie)換(huan)；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個係統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持，見圖（7）。

圖（7）電流趨勢曲線圖

    係統可針zhen對dui不bu同tong級ji別bie的de用yong戶hu

，設she置zhi不bu同tong的de權quan限xian組zu，防fang止zhi因yin人ren為wei誤wu操cao作zuo給gei生sheng產chan，生sheng活huo帶dai來lai的de損sun失shi，實shi現xian配pei電dian係xi統tong的de安an全quan，可ke靠kao運yun行xing。可ke以yi通tong過guo用yong戶hu管guan理li進jin行xing用yong戶hu登deng錄lu、用戶注銷、修改密碼

、添加刪除等操作
，方便用戶對賬號和權限的修改。

    整個係統的投入後，根據後續管理節能和設備改造節能
，其公司每年可節省大量成本。

4 結束語

    該Acrel-3000diannengguanlixitongkeyishishicaijizhenggeqiyezaishengchanguochengzhongzhubianhebianyaqinenghaoshuju，bingduisuoyoushujuzaixianshishijiance
，bingduiguochengzhongchuxiannenghaoyichangdeshujujinxingbaojingtishi。haikeyiduiguochengzhongdenenghaoxinxiyitubiaohuozheshujubiaogefangshitigongshujufenxihebijiaogongneng
，tongguoshebeiyushebeizhijian、科室與科室之間的橫向對比，或者周與周
、月(yue)與(yu)月(yue)之(zhi)間(jian)的(de)縱(zong)向(xiang)比(bi)較(jiao)
，找(zhao)出(chu)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)過(guo)程(cheng)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)浪(lang)費(fei)和(he)隱(yin)患(huan)。通(tong)過(guo)向(xiang)用(yong)戶(hu)設(she)計(ji)各(ge)種(zhong)統(tong)計(ji)報(bao)表(biao)建(jian)立(li)醫(yi)院(yuan)能(neng)耗(hao)設(she)備(bei)評(ping)估(gu)係(xi)統(tong)和(he)科(ke)室(shi)能(neng)耗(hao)考(kao)核(he)管(guan)理(li)體(ti)係(xi)
，來(lai)優(you)化(hua)醫(yi)院(yuan)的(de)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)，讓(rang)員(yuan)工(gong)從(cong)由(you)過(guo)去(qu)被(bei)動(dong)節(jie)能(neng)向(xiang)主(zhu)動(dong)節(jie)能(neng)的(de)思(si)想(xiang)意(yi)識(shi)轉(zhuan)變(bian)，來(lai)提(ti)高(gao)醫(yi)院(yuan)能(neng)耗(hao)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)。

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].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理係統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10

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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