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安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：benwenzhenduiditiegongchengchezhanjinxinglediyabiandianzhinenghuadiannengguanlixitongsheji。shouxian，duiditiegongchengzhongdechezhandiyazhinengxitongzuolexiangxijieshao，qici，congyingjianyuruanjianliangfangmianjinxinglediannengguanlixitongzhengtijiegousheji，zaici，jiyupinlvguanli、電能質量控製和報警、諧波管理、jienengyushebeiyouhuaguanlidengjiaodushenrufenxileguanlixitonggongneng。tongguoyanjiubiaoming，cixitongshiyongxingyukekaoxinglianghao，nenggoujiyuwangluojizhonghuaguanlishixianshebeiyongdianxinxiyouhuaguanliyukongzhi，congerkexueyouxiaoguanlinengyuanxiaohao，tigaonengyuanliyonglv，jieyuechezhanyunyingchengben，yincizhidedalituiguangyuyingyong。
關鍵詞：地鐵車站；低壓；變電；智能化；電能管理
1引言
地di鐵tie工gong程cheng中zhong車che站zhan低di壓ya配pei電dian變bian電dian係xi統tong的de作zuo用yong是shi為wei地di鐵tie除chu了le牽qian引yin負fu荷he之zhi外wai運yun營ying所suo需xu機ji電dian設she備bei提ti供gong低di壓ya電dian源yuan電dian力li。就jiu功gong能neng可ke以yi劃hua分fen為wei兩liang大da類lei，即ji降jiang壓ya變bian電dian所suo與yu環huan控kong電dian控kong，其qi中zhong，降jiang壓ya變bian電dian所suo的de任ren務wu是shi針zhen對dui車che站zhan通tong信xin與yu監jian控kong提ti供gong電dian源yuan，環huan控kong電dian控kong的de任ren務wu是shi為wei風feng機ji與yu冷leng卻que塔ta等deng供gong電dian。如ru果guo不bu能neng確que保bao供gong電dian的de穩wen定ding性xing與yu可ke靠kao性xing，那na麼me勢shi必bi會hui影ying響xiang地di鐵tie的de有you序xu運yun行xing。
2 地鐵工程中車站低壓智能係統
2.1 降壓變電低壓係統
降壓變電低壓智能係統的控製對象為母聯斷路器、進線短路器、三(san)級(ji)負(fu)荷(he)低(di)壓(ya)總(zong)開(kai)關(guan)。現(xian)階(jie)段(duan)，我(wo)國(guo)地(di)鐵(tie)車(che)站(zhan)降(jiang)壓(ya)變(bian)電(dian)低(di)壓(ya)智(zhi)能(neng)係(xi)統(tong)的(de)形(xing)式(shi)是(shi)，基(ji)於(yu)控(kong)製(zhi)對(dui)象(xiang)遙(yao)測(ce)與(yu)遙(yao)控(kong)，增(zeng)加(jia)全(quan)部(bu)饋(kui)出(chu)回(hui)路(lu)遙(yao)測(ce)。智(zhi)能(neng)低(di)壓(ya)係(xi)統(tong)是(shi)由(you)以(yi)太(tai)網(wang)、智能化開關、PLC、數shu字zi儀yi表biao等deng所suo構gou成cheng的de，其qi中zhong係xi統tong控kong製zhi對dui象xiang的de遙yao控kong是shi以yi斷duan路lu器qi為wei輔fu助zhu加jia以yi實shi現xian的de，而er遙yao測ce與yu遙yao信xin則ze是shi以yi數shu字zi化hua儀yi表biao為wei載zai體ti加jia以yi實shi現xian的de。降jiang壓ya變bian電dian低di壓ya智zhi能neng係xi統tong結jie構gou具ju體ti如ru圖tu1所示。
圖1 降壓變電低壓智能係統結構
2.2 環控電控低壓係統
環huan控kong電dian控kong低di壓ya智zhi能neng係xi統tong，不bu僅jin可ke以yi綜zong合he保bao障zhang並bing監jian測ce具ju備bei軟ruan啟qi動dong與yu變bian頻pin器qi的de電dian機ji回hui路lu，還hai能neng夠gou綜zong合he保bao護hu與yu監jian測ce全quan部bu饋kui出chu回hui路lu。環huan控kong電dian控kong低di壓ya智zhi能neng係xi統tong結jie構gou具ju體ti如ru圖tu2所示。
圖2 環控電控低壓智能係統結構
從cong圖tu可ke以yi看kan出chu，環huan控kong電dian控kong低di壓ya智zhi能neng係xi統tong的de任ren務wu是shi全quan麵mian保bao護hu電dian動dong機ji。低di壓ya布bu置zhi配pei有you單dan獨du的de通tong信xin控kong製zhi器qi，以yi此ci搜sou集ji通tong風feng空kong調tiao的de相xiang關guan數shu據ju信xin息xi，並bing調tiao整zheng彙hui總zong，加jia以yi計ji算suan分fen析xi，然ran後hou實shi時shi傳chuan輸shu到dao機ji電dian設she備bei自zi動dong化hua控kong製zhi係xi統tong的dePLC中，就PLCdetongfengmoshiweiyijujiaqiangyouxiaokongzhi。tebieshizaichuxianhuozaiqingkuangdeshihou，ditiechezhanjidianshebeizidonghuakongzhixitongjieshoudaohuozaizidonghuabaojingxitongdemingling，luoshigezhongleixinghuankongsheshishebeidehuozaiyunxingmoshi，bingbaminglingxiadadaohuankongguidiyazhinengxitong。
3 變電智能化電能管理係統設計
係統基於Trans Active軟件平台得以開發設計。Trans Active軟件平台利用了C++ruanjianjishu，tongguomokuaihuajiegou，yijuxitonggongnengxuyao，jiangxitonggongnengmokuaihua，ruanjianzujianhua，jinerlinghuoxianjiebingtiaoqu，shiyingxingyukekaoxingdoushifentuchu。
3.1 硬件結構
電能管理係統硬件結構具體如3所示。其一，係統服務器的作用是接收並處理數據信息；其二，管理工作站的作用是為係統管理者提供更加便利、完善的環境；其三，網絡設施設備實際上等同於網絡交換機；其(qi)四(si)，存(cun)儲(chu)設(she)備(bei)實(shi)際(ji)上(shang)就(jiu)是(shi)磁(ci)盤(pan)陣(zhen)列(lie)，任(ren)務(wu)是(shi)儲(chu)存(cun)係(xi)統(tong)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)。此(ci)外(wai)，電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)基(ji)於(yu)網(wang)絡(luo)交(jiao)換(huan)機(ji)與(yu)局(ju)域(yu)網(wang)，和(he)外(wai)部(bu)接(jie)口(kou)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)進(jin)行(xing)交(jiao)互(hu)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)、分析。
圖3 電能管理係統硬件結構
3.2 軟件結構
電能管理係統的軟件結構具體如圖4所示。
圖4 電能管理係統的軟件結構
4 係統功能模塊設計
電能管理係統功能具體如圖5所示。
圖5 電能管理係統功能
4.1 頻率管理模塊
duiyudiyabiandianzhinenghuadiannengguanlixitongeryan，pinlvshuyuqisuocaijidezhuyaojiankongdianneng，nenggouduipinlvshishibianhuajinxingquanchenggenzongjiankong，bingjishibaxiangguanshujuxinxichucundaolishishujuku。tongguoxitongdeyuexianbaojinggongneng，haikeyishezhishangxiayuxianzhi，zaichuxianyuexianzhuangkuangdeshihou，xitongjishifachushengguanggaojingxinhao，bingbabaojingxinxichucundaolishishujuku，yibianyukuaisuzhaxunbingjiejueguzhang。zaiguzhangzhuangkuangxia，xitongpinlvjiangdideshihou，ketongguoxitongyaokongcaokongnengli，dipinlvjianfuhe，zidongbingchuciyaofuhe。erzaixitongpinlvshangshengdeshihou，weijianshaofadianjichuli，yijiukeyitongguoyaokongcaokongnengli，gaopinlvqieji，cushixitongpinlvkuaisuhuifudaoedingzhiyuxiannei，congerjinyibumanzupinlvguanlijutixuqiu。
4.2 電能質量監控與報警模塊
通過對係統與站點電能質量進行檢測，發現潛藏威脅，即諧波、電壓偏移、變電係統事故等等。同時，還能夠挖掘係統越限與能耗異常狀況，及時發出告警信號，以郵件、短信、PDA、工(gong)作(zuo)站(zhan)等(deng)多(duo)元(yuan)化(hua)方(fang)式(shi)快(kuai)速(su)通(tong)知(zhi)操(cao)作(zuo)員(yuan)工(gong)，以(yi)此(ci)有(you)效(xiao)降(jiang)低(di)設(she)備(bei)誤(wu)動(dong)作(zuo)幾(ji)率(lv)，節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)成(cheng)本(ben)，以(yi)助(zhu)於(yu)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)科(ke)學(xue)合(he)理(li)規(gui)劃(hua)，提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)與(yu)水(shui)平(ping)，並(bing)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)供(gong)係(xi)統(tong)的(de)、完善的能源視圖。
4.3 諧波管理模塊
諧波分量並不是係統采集的基礎監控電能電量，但是卻能夠通過低壓變電係統采集諧波。然而，所檢測諧波次數大約在2-19 次，就諧波源特性，適度調整諧波次數測量區域。就負荷變化比較快的諧波源來講，一般都會控製在31次以上，其中一些回路明確指出進行63次(ci)諧(xie)波(bo)分(fen)量(liang)檢(jian)測(ce)。所(suo)以(yi)，諧(xie)波(bo)檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)量(liang)都(dou)比(bi)較(jiao)大(da)。係(xi)統(tong)對(dui)於(yu)實(shi)時(shi)性(xing)與(yu)及(ji)時(shi)性(xing)要(yao)求(qiu)非(fei)常(chang)高(gao)，把(ba)各(ge)回(hui)路(lu)諧(xie)波(bo)畸(ji)變(bian)率(lv)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)上(shang)傳(chuan)處(chu)理(li)分(fen)析(xi)，不(bu)僅(jin)會(hui)嚴(yan)重(zhong)消(xiao)耗(hao)係(xi)統(tong)資(zi)源(yuan)，還(hai)會(hui)對(dui)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)與(yu)真(zhen)實(shi)性(xing)造(zao)成(cheng)直(zhi)接(jie)性(xing)影(ying)響(xiang)。因(yin)此(ci)，係(xi)統(tong)諧(xie)波(bo)質(zhi)量(liang)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)關(guan)鍵(jian)回(hui)路(lu)實(shi)時(shi)性(xing)采(cai)集(ji)與(yu)一(yi)般(ban)性(xing)回(hui)路(lu)分(fen)批(pi)性(xing)定(ding)時(shi)采(cai)集(ji)、zhaohuancaijixiangronghedefangshijiaqiangyouhuaguanli。qizhong，guanjianhuiluyubiandianpeidianxitongdiannengzhiliangxixixiangguan，yinci，xuanyongshishicaijiyumiqieguanzhuxieboshujuxinxidemoshi，zhezhuyaoshiyouyucileixinghuilushuliangxiangduipianshao，jinguandanxianghuilushujuliangfeichangduo，keshizaikexuehelihuafenpeizhihou，duixitongshishixingdeyingxiangbingbutuchu。eryibanhuiluduixitongdiannengzhiliangdeyingxiangbuxianzhu，yinci，tongguofenpixingdingshicaijifangshi，bimianyudaoziyuanliyonggaofengqi，fenpixingdingshihuoqushujuxinxi。qizhongdingshide
具(ju)體(ti)時(shi)間(jian)以(yi)回(hui)路(lu)性(xing)質(zhi)與(yu)係(xi)統(tong)規(gui)模(mo)為(wei)基(ji)礎(chu)進(jin)一(yi)步(bu)明(ming)確(que)，能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)促(cu)進(jin)係(xi)統(tong)資(zi)源(yuan)利(li)用(yong)率(lv)提(ti)升(sheng)。而(er)且(qie)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)的(de)回(hui)路(lu)，還(hai)能(neng)夠(gou)召(zhao)喚(huan)采(cai)集(ji)，在(zai)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)的(de)時(shi)候(hou)，進(jin)行(xing)諧(xie)波(bo)數(shu)據(ju)信(xin)息(xi)實(shi)時(shi)采(cai)集(ji)，以(yi)助(zhu)於(yu)詳(xiang)細(xi)了(le)解(jie)並(bing)分(fen)析(xi)故(gu)障(zhang)發(fa)生(sheng)的(de)具(ju)體(ti)原(yuan)因(yin)。
4.4 節能與設備優化模塊
通過收集能源數據信息並詳細分析設備狀態，獲取節能空間較大區域具體位置，評估節能措施與設備具體成效，即再生製動能量利用、諧波治理、照明控製等等。基於電能管理係統的參數展示模塊，遠程監控變電配電回路電氣實際運行狀態，生成電氣參數、能耗、分時計量等等運行狀態數據報表。同時就電能管理係統軟件所采集數據信息，進一步探索曆史負荷、能耗、裕量等，以此提高係統設備利用率。此外，從時段、季度、部門等角度統計分析全年具體能耗，以Microsoft Excel文件格式存儲所生成報表，並自動化生成曲線圖，以便於用戶快速生成詳細報告。
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-3000WEBdiannengguanlijiejuefangantongguoduiyonghuduanyongdianqingkuangjinxingxifenhetongji，yizhiguandeshujuhetubiaoxiangguanlirenyuanhuojuececengzhanshigefenxiangyongdiandeshiyongxiaohaoqingkuang，bianyuzhaochugaohaonengdianhuobuhelidehaonengxiguan，youxiaojieyuedianneng，weiyonghujinyibujienenggaizaohuoshebeishengjitigongzhunquedeshujuzhicheng。
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
zongshangsuoshu，zaiwoguoditiejiansheyuyunyingguanlizhong，jienengjianghaokaishibeishouzhongshi。youyuditiegongdianwufayouxiaobaozhang，zehuidaozhinanyizhengchangwendingyunxing，zhijieyingxiangrenmendeshunlichuxing。yinci，tigaoditiegongdiandekekaoxingyuwendingxingjuyoushifenzhongyaodexianshiyiyi。erzhinenghuadiyabiandianpeidianxitongkeyiweiditietigongkekao、穩定、安(an)全(quan)供(gong)電(dian)，應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)非(fei)常(chang)廣(guang)闊(kuo)。所(suo)以(yi)，本(ben)文(wen)針(zhen)對(dui)地(di)鐵(tie)工(gong)程(cheng)車(che)站(zhan)進(jin)行(xing)了(le)低(di)壓(ya)變(bian)電(dian)智(zhi)能(neng)化(hua)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)。通(tong)過(guo)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，此(ci)係(xi)統(tong)實(shi)用(yong)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)良(liang)好(hao)，能(neng)夠(gou)基(ji)於(yu)網(wang)絡(luo)集(ji)中(zhong)化(hua)管(guan)理(li)實(shi)現(xian)設(she)備(bei)用(yong)電(dian)信(xin)息(xi)優(you)化(hua)管(guan)理(li)與(yu)控(kong)製(zhi)，從(cong)而(er)科(ke)學(xue)有(you)效(xiao)管(guan)理(li)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)，提(ti)高(gao)能(neng)源(yuan)利(li)用(yong)率(lv)，節(jie)約(yue)車(che)站(zhan)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)，因(yin)此(ci)值(zhi)得(de)大(da)力(li)推(tui)廣(guang)與(yu)應(ying)用(yong)。
【參考文獻】
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