摘 要：介紹上海世博村VIP生活館配電系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng)，采用智能電力儀表和微機(jī)保護(hù)采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào),。系統(tǒng)組網(wǎng)的方式,，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑電力能耗的自動(dòng)管理及Acrel-3000型電能系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能,，為樓宇電能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為節(jié)能提供決策依據(jù),。

　　關(guān)鍵詞：世博村;智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)

　　0　 概述

　　上海世博村VIP生活館項(xiàng)目定位于五星級(jí)酒店,，是 2010 年上海世博會(huì)配套世博村項(xiàng)目中規(guī)格高的酒店。酒店占地面積約為25500平方米 ,總建筑面積66000 平米,建筑高度約95米 ,地上部分26層 ,地下為2 層,共有客房443間,。

　　上海世博村VIP生活館配電系統(tǒng)分為高,、低壓兩大部分，高壓部分為兩條10KV進(jìn)線,，有4臺(tái)變壓器,。世博洲際酒店屬于重要電力負(fù)荷用戶，作為世博村項(xiàng)目中規(guī)格高的酒店,，電力穩(wěn)定供應(yīng)的重要性可想而知,。低壓部分分為低壓配電室、冷凍機(jī)房,、水泵房,、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，且在每個(gè)樓層中都有低壓配電房,，為每層中的各設(shè)備回路供電,。

　　結(jié)合該配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)Acrel-3000，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的新發(fā)展,，對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),，通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),，將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理,。

　　1　 電能管理需求分析及系統(tǒng)構(gòu)成

　　由于該項(xiàng)目是五星級(jí)酒店,，現(xiàn)場(chǎng)需要監(jiān)測(cè)所有安裝智能儀表的回路，并且需對(duì)空調(diào),、照明,、動(dòng)力用電進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并且該統(tǒng)計(jì)報(bào)表需每天自動(dòng)生成,，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)包括回路合分閘狀態(tài)也需實(shí)時(shí)顯示?，F(xiàn)場(chǎng)儀表眾多，采用了3個(gè)串口服務(wù)器加交換機(jī)的組網(wǎng)方式,。

　　本系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

　　即間隔層,、通訊層和站控層如下圖所示：

　　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控層主要的設(shè)備為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、微機(jī)保護(hù)裝置等,。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)屏蔽雙絞線進(jìn)行組網(wǎng)通訊,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集,。

　　通訊控制層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

　　站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī),、顯示器,、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備,。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶,。

　　以上網(wǎng)絡(luò)儀表均在現(xiàn)場(chǎng)均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,，RS485采用屏蔽線傳輸，般都采用二根連線,，接線簡(jiǎn)單方便;

　　2　 電能管理系統(tǒng)主要功能

　　2.1 數(shù)據(jù)采集與處理

　　數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示,。需要完成采集的信號(hào)包括：三相電壓U,、三相電流I,、頻率Hz、功率P,、功率因數(shù)COSφ,、電度Ep、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù),。

　　數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶,，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢,。

　　2.2 人機(jī)交互

　　系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單,、易用、良好的用戶使用界面,。采用全中文界面,，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換;畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開(kāi)關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等

　　2.3 故障報(bào)警及事故追憶

　　在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí),，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn),，以被用戶查詢,，追憶故障原因。

　　2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢

　　主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集,，并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),，定期生成報(bào)表，以供用戶查詢打印,。

　　2.5 用戶權(quán)限管理

　　針對(duì)不同級(jí)別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組,，防止因人為誤操作給生產(chǎn),，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)行,。

　　2.6 運(yùn)行負(fù)荷曲線

　　定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流負(fù)荷參量，自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線的,，方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況,。

　　2.7 電能成本管理

　　自動(dòng)進(jìn)行日、月,、年的電能統(tǒng)計(jì),，可以進(jìn)行尖、峰,、平,、谷時(shí)段設(shè)定,，實(shí)現(xiàn)具有電能分時(shí)計(jì)費(fèi)功能，同時(shí)生成日,、月,、年報(bào)表。

　　3　 案例分析

　　上海世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)主要有4臺(tái)10kV/0.4kV配電變壓器,，本系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)低壓進(jìn)線及相應(yīng)配出回路的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控以及樓層所安裝電力儀表的回路進(jìn)行監(jiān)測(cè),。

　　進(jìn)線回路采用ACR230ELH多功能諧波儀表，其是針對(duì)電力系統(tǒng),、工礦企業(yè),、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,，它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),，如：三相電壓、電流,、有功功率,、無(wú)功功率、功率因數(shù),、頻率,、有功電度、無(wú)功電度,、并可監(jiān)測(cè)電壓,、電流的2-31次諧波分量等多種電參量。并且本儀表帶有4路光電隔離開(kāi)關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),，這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信,、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化,、配電網(wǎng)自動(dòng)化,、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化,、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域,。

　　重要配出回路采用ACR220EFLK系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表，該儀表主要完成三相電流,、三相電壓,、有功電度的測(cè)量、復(fù)費(fèi)率電能的計(jì)量以及開(kāi)關(guān)信號(hào)的檢測(cè)和繼電器遙控輸出,。

　　高壓側(cè)實(shí)時(shí)畫(huà)面見(jiàn)圖1,，為系統(tǒng)主監(jiān)控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色代表合閘,，綠色代表分閘,。

　　圖1　高壓系統(tǒng)次圖

　　世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)見(jiàn)圖2，功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量,，其中包括：進(jìn)線三相電壓,，電流，功率,，功率因數(shù),，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),，主要包括：開(kāi)關(guān)的分,、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警;遠(yuǎn)程抄表功能，主要完成對(duì)各主要回路的遠(yuǎn)程集抄功能,，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢見(jiàn)圖3;

　　圖2　世博村VIP生活館低壓配電系統(tǒng)圖

　　圖3　遠(yuǎn)程抄表

　　用電量報(bào)表功能,，根據(jù)時(shí)間段可以查詢各回路的用電量情況，見(jiàn)圖4;

　　圖4　電能報(bào)表

　　事件記錄功能,，事件記錄報(bào)警可實(shí)時(shí)歷史查看,，見(jiàn)圖5;

　　圖5　事件記錄

　　系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)圖，可實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)各設(shè)備通訊運(yùn)行情況,，見(jiàn)圖6,。

　　圖6　系統(tǒng)通訊

　　負(fù)荷曲線，可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況,，見(jiàn)圖7,。

　　圖7　負(fù)荷曲線

　　4　 結(jié)束語(yǔ)

　　隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電能管理已成為大型公共建筑的必然選擇,，本文介紹的電力儀表及ACREL3000電能管理系統(tǒng)在世博村A塊VIP生活館的應(yīng)用,，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的分項(xiàng)及分時(shí)復(fù)費(fèi)率計(jì)量，不僅能顯示用電用能狀況,，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,，可以與計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析,、處理，并生成各種電能報(bào)表,、分析曲線,、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析,、研究,。該系列電力儀表及系統(tǒng)運(yùn)行可靠，穩(wěn)定，為樓宇電能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),，為節(jié)能提供決策依據(jù)取得了較好的社會(huì)效益,。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

公司名稱：江蘇安科瑞電器制造有限公司
聯(lián) 系 人：鮑靜君 

詳細(xì)地址：江蘇省江陰市南閘鎮(zhèn)東盟工業(yè)園區(qū)東盟路5號(hào)