安科瑞  鮑靜君 

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

   摘要：介紹蘇州中潤廣場電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng),，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,，通過Acrel-2000/3000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。

關(guān)鍵詞：CBD;蘇州中潤廣場;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電力監(jiān)控系統(tǒng);電能管理系統(tǒng)

0  概述 

    蘇州中潤廣場,，又名蘇州中心,，目前是蘇州主城區(qū)*高樓，擁有228米的超高層主樓地標(biāo)建筑,，總規(guī)模36萬平方米都會地標(biāo)綜合體項(xiàng)目,。規(guī)劃有如下業(yè)態(tài)：環(huán)球主題購物中心、璞御公館——酒店式公寓,、超甲級寫字樓,、*豪宅--世界公館、文體會展中心等5大主要產(chǎn)品業(yè)態(tài),。

該項(xiàng)目位于蘇州主城區(qū)的吳中區(qū)CBD核心位置,，三面臨路面臨水,北側(cè)是寶帶東路大道，臨近地鐵3,，4號線的交匯樞紐,，南側(cè)隔著文曲路與吳中區(qū)區(qū)政府相望，西面東苑路旁是吳中區(qū)人民大會堂和人民廣場，東面隔著天然河道與文體會展中心相鄰,。項(xiàng)目靠近市中心縱貫主城區(qū)南北的“人民路-東吳北路”黃金商道,，在此區(qū)域內(nèi)吳中區(qū)政府將巨資打造CBD核心商業(yè)，未來合計(jì)將有100萬平方米商業(yè)商務(wù)建筑群陸續(xù)建成,，目前已有近50萬平方米的商業(yè)體量規(guī)劃成型,，建成之后，這里將形成主城區(qū)的新商圈——吳中商圈,。

該項(xiàng)目的商業(yè)規(guī)劃為8萬平方米的環(huán)球主題購物中心,，共分為南北兩大區(qū)域，中間以挑高5層的穹頂廣場作為連接,。南區(qū)位于主樓裙房的1至5層,，是以百貨類為主的“生活休閑區(qū)”（ Life Hub）；北區(qū)是以線品牌為主的“精品購物區(qū)”（ fashion center）,，其中地下層定位為大型超市，已與*的賣場沃爾瑪合約協(xié)商簽署中,。此外商業(yè)部分還包括有以時(shí)尚店鋪為主的商業(yè)步行內(nèi)街和以餐飲為主的沿河商業(yè)街的部分,。商業(yè)部分全部采取統(tǒng)招商、統(tǒng)經(jīng)營,、統(tǒng)管理,、統(tǒng)服務(wù)的化管理模式，中潤·蘇州中心為所售商鋪提供五年管家式運(yùn)營服務(wù),。

本項(xiàng)目為蘇州中潤廣場電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng),。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對蘇州中潤廣場的個(gè)高壓室,、個(gè)發(fā)電機(jī)房和五個(gè)低壓變電所（南區(qū)變電所,、北區(qū)變電所、地下層商務(wù)變電所,、16層變電所和28層變電所）內(nèi)的高壓柜,、低壓配出線進(jìn)行電力監(jiān)控，以保證用電的安全,、可靠和,。

Acrel-2000/3000型低壓智能配電系統(tǒng)，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)場總線技術(shù)的新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理,。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理,。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

   本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)蘇州中潤廣場的個(gè)高壓室,、個(gè)發(fā)電機(jī)房和五個(gè)低壓變電所（南區(qū)變電所、北區(qū)變電所,、地下層商務(wù)變電所,、16層變電所和28層變電所）的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理；監(jiān)控范圍為地下層高壓室的高壓柜,，柴油發(fā)電機(jī)房配電屏,，南區(qū)變電所的N1、N2,、N3,、N4變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜,，北區(qū)變電所的B1、B2,、B3,、B4變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜,，地下層商務(wù)變電所的S1、S2變壓器的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜，16層變電所的BG1,、BG2變壓器的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜,，28層變電所的GS1,、GS2變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理,。該系統(tǒng)總計(jì)有393只儀表（其中包括21只ACR230ELH、356只ACR220EL和16只ABB綜保）,，分18條總線,，其中高壓室2條總線、發(fā)電機(jī)房1條總線,、南區(qū)變電所4條總線,、北區(qū)變電所4條總線,、地下層商務(wù)變電所2條總線、16層變電所2條總線,、28層變電所2條總線,，5個(gè)低壓變電所之間距離較遠(yuǎn)，采用光纖組網(wǎng)連接,，后通過網(wǎng)線拉至值班室連接到監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通,。

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層,，通訊層與間隔層,；如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

   間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量,、模擬量采集模塊和智能斷路器等,。這些裝置分別對應(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,，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器,，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場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)、報(bào)警蜂鳴器等設(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(fā)送數(shù)據(jù)但是在同時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)高傳輸速率為10Mbps,。

RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng),，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,，大傳輸距離為1.2km,。

2  電力監(jiān)控系統(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Epi,、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)庫供用戶查詢。

2.2  人機(jī)交互

   系統(tǒng)提供簡單,、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)，畫面定時(shí)輪巡切換,；畫面實(shí)時(shí)動態(tài)刷新,；模擬量顯示；開關(guān)量顯示,；連續(xù)記錄顯示等,。

2.3  歷時(shí)事件

   歷時(shí)事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄,、操作記錄,、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互，通過歷史事件查看平臺,，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件,，為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢

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

2.5  用戶權(quán)限管理

   針對不同級別的用戶,，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn),，生活帶來的損失,，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄,、用戶注銷、修改密碼,、添加刪除等操作,，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。

2.6  運(yùn)行負(fù)荷曲線

   負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量,，自動生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的,，方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換,；可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線或歷史趨勢線,；對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放,、量程變換等操作,，幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,。

2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢

報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù),。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報(bào)表文件采用定時(shí)保存,、打印或者召喚保存、打印模式,。同時(shí)本程序還向用戶提供了對生成的報(bào)表文件管理功能,。報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月,、年的電能統(tǒng)計(jì),，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。

3  案例分析

   蘇州中潤廣場電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)分個(gè)高壓室,、個(gè)發(fā)電機(jī)房和五個(gè)低壓變電所（南區(qū)變電所、北區(qū)變電所,、地下層商務(wù)變電所,、16層變電所和28層變電所），本項(xiàng)目針對這個(gè)高壓室,、個(gè)發(fā)電機(jī)房和五個(gè)低壓變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理,；監(jiān)控范圍為地下層高壓室的高壓柜，柴油發(fā)電機(jī)房配電屏,，南區(qū)變電所的N1,、N2,、N3、N4變壓器的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜，北區(qū)變電所的B1,、B2,、B3、B4變壓器的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜，地下層商務(wù)變電所的S1,、S2變壓器的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜,，16層變電所的BG1,、BG2變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜,，28層變電所的GS1、GS2變壓器的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。進(jìn)線回路采用ACR230ELH多功能諧波儀表,，其是針對電力系統(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,，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓,、電流,、有功功率、無功功率,、功率因數(shù),、頻率、有功電度,、無功電度,、并可監(jiān)測電壓、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)用于變電站自動化,、配電網(wǎng)自動化,、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化,、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域,。重要配出回路采用ACR220EL系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表，該儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流,、有功功率,、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度,。高壓側(cè)實(shí)時(shí)畫面見圖（2），為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面,，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測高壓回路的運(yùn)行狀態(tài),，紅色代表合閘，綠色代表分閘,。在高壓系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路高壓進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓,、電流,、有功功率、無功功率,、功率因數(shù),、頻率、有功電度及變壓器溫度,。

圖（2） 高壓系統(tǒng)次圖

   低壓配電二次圖見圖（3）,，功能有電量遙測主要監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的電參量，其中包括：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)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),，主要包括：開關(guān)的分,、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警；斷路器變位時(shí)會發(fā)出報(bào)警信號,，提醒用戶及時(shí)處理故障,。

圖（3）低壓配電二次圖

   遙信和遙測報(bào)警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置,。具備歷史查詢功能,。見圖（4）和圖（5）。

圖（4） 實(shí)時(shí)遙信報(bào)警信息

圖（5）歷史遙測報(bào)警信息查詢

   參數(shù)抄表功能,，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢,。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。該報(bào)表查詢供兩個(gè)變電所4臺變壓器出線各低壓回路的電參數(shù),，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度,。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱。見圖（6）,。

    圖（6） 參數(shù)抄表

    用電量報(bào)表功能,，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢,，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱,。如下圖所示，顯示健身中心某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的用電量,，用戶可以直接打印報(bào)表,，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（7）,。

圖（7） 電能報(bào)表

   系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài),。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（8）和圖（9）,。

圖（8）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

圖（9）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖二

負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況,。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換,；幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,。見圖（10）,。

圖（10）趨勢曲線圖

4  結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地工程項(xiàng)目,、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇,，本文介紹的Acrel-2000/3000電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)在蘇州中潤廣場的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控與電能管理,，不僅能顯示回路用電狀況,，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器,、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng),。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框及語音提示,，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。該系統(tǒng)運(yùn)行安全,、可靠,、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),，取得了較好的社會效益,。

參考文獻(xiàn)：

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