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、概述

  本項目為北京外交學院項目北京外交學院電能管理係統。根據電能管理的要求
，需要對北京外交學院電能進項管理監測，達到安全用電、節約資源和保護環境、實現“安全用電、經濟用電、有序用電、智能用電”的用電目標。

  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櫃gui的de電dian力li儀yi表biao連lian接jie為wei一yi個ge有you機ji的de整zheng體ti，實shi現xian各ge用yong電dian回hui路lu的de遠yuan程cheng監jian測ce和he集ji中zhong管guan理li。

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、係統結構描述

  本監控係統主要實現北京外交學院項目配電係統進行用電監測
；監控範圍為2個校區包括教學樓、辦公樓
、學生宿舍、圖書館、食堂等15棟建築的低壓儀表。該係統總計有470隻儀表
，分15個采集區域，42條總線，分別彙集最終通過校園局域網聯到通訊機房的監控主機，實現數據的采集與管理。

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

圖（1）網絡拓撲圖

  設備層主要為：多功能網絡電力儀表。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：串口轉換隔離器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時傳至站控層
，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。

  以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用兩根連線
，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。

2、電能管理係統主要功能

2.1  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
、通訊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。

2.2  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。

2.3  曆史事件

  曆史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、越(yue)限(xian)記(ji)錄(lu)提(ti)供(gong)方(fang)便(bian)友(you)好(hao)的(de)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)，通(tong)過(guo)曆(li)史(shi)事(shi)件(jian)查(zha)看(kan)平(ping)台(tai)，您(nin)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)自(zi)己(ji)的(de)要(yao)求(qiu)和(he)查(zha)詢(xun)條(tiao)件(jian)方(fang)便(bian)定(ding)位(wei)您(nin)所(suo)要(yao)查(zha)看(kan)的(de)曆(li)史(shi)事(shi)件(jian)，為(wei)您(nin)把(ba)握(wo)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)提(ti)供(gong)了(le)良(liang)好(hao)的(de)軟(ruan)件(jian)支(zhi)持(chi)。

2.4  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。

2.5  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。

2.6  運行負荷曲線

  fuhequshiquxiangongnengzhuyaofuzedingshicaijijinxianjizhongyaohuiludianliuhegonglvfuhecanliang，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。

2.7  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。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、 案例分析

  北京外交學院項目包含15棟建築，本項目針對這15棟樓的配電係統進行電能監測管理。

  配電櫃進出線回路采用多功能儀表，是針對電力係統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網絡電力儀表
，它能測量常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。該係列網絡電力儀表主要應用於變電站自動化、配電網自動化
、小區電力監控
、工業自動化、能源管理係統及智能建築等領域。

  低壓配電一次圖見圖（2）

，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，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態

，主要包括：開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警；斷路器變位時會發出報警信號，提醒用戶及時處理故障。

 圖（2）低壓配電一次圖

  yaoxinheyaocebaojinggongneng
，zhuyaowanchengduidiyagechuxianhuiludekaiguanyunxingzhuangtaihefuzaijinxianjiankong，duikaiguanbianweihefuzaiyuexiandanchubaojingjiemian，zhishijutidebaojingweizhibingshengyinbaojing，tixingzhibanrenyuanjishichuli。jubeishishizhaxungongneng，jiantu（3）。

 圖（3） 遙信報警信息

  參(can)數(shu)抄(chao)表(biao)功(gong)能(neng)
，主(zhu)要(yao)對(dui)低(di)壓(ya)各(ge)出(chu)線(xian)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)低(di)壓(ya)回(hui)路(lu)的(de)電(dian)參(can)數(shu)
，主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)：三相電壓、電流

、功率因數、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。見圖（4）。

 圖（4） 參數抄表

  用(yong)電(dian)量(liang)報(bao)表(biao)功(gong)能(neng)，可(ke)選(xuan)擇(ze)時(shi)間(jian)段(duan)進(jin)行(xing)查(zha)詢(xun)，支(zhi)持(chi)任(ren)意(yi)時(shi)間(jian)段(duan)電(dian)度(du)累(lei)計(ji)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)。為(wei)值(zhi)班(ban)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)了(le)精(jing)確(que)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)能(neng)報(bao)表(biao)。該(gai)報(bao)表(biao)各(ge)回(hui)路(lu)名(ming)稱(cheng)和(he)數(shu)據(ju)庫(ku)關(guan)聯(lian)，方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)修(xiu)改(gai)回(hui)路(lu)名(ming)稱(cheng)。如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)，顯(xian)示(shi)某(mou)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)的(de)各(ge)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)精(jing)確(que)用(yong)電(dian)量(liang)
，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)打(da)印(yin)報(bao)表(biao)，可(ke)以(yi)以(yi)EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（5）。

 圖（5） 電能報表

  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；幫助用戶進行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（6）。

圖（6） 電流曲線

  係xi統tong通tong訊xun結jie構gou示shi意yi圖tu，主zhu要yao顯xian示shi係xi統tong的de組zu網wang結jie構gou，係xi統tong采cai用yong分fen層ceng分fen布bu式shi結jie構gou，同tong時shi監jian測ce間jian隔ge層ceng設she備bei的de通tong信xin狀zhuang態tai。紅hong色se表biao示shi通tong訊xun正zheng常chang
，綠lv色se表biao示shi通tong訊xun故gu障zhang。見jian圖tu（7）。

 圖（7）係統通訊結構示意圖

4、結束語