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電力監(jiān)控系統(tǒng)日照港生活區(qū)B地塊商業(yè)配電室的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
閱讀：221 發(fā)布時(shí)間：2023-1-28
摘要：介紹日照港生活區(qū)B地塊商業(yè)配電室電力監(jiān)控系統(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電力監(jiān)控系統(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：商業(yè)項(xiàng)目,；日照港生活區(qū)B地塊商業(yè)配電室；變電所,；智能電力儀表,；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)
關(guān)鍵詞：商業(yè)項(xiàng)目,；日照港生活區(qū)B地塊商業(yè)配電室；變電所,；智能電力儀表,；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)
0 概述
日照港生活區(qū)由日照港房地產(chǎn)開發(fā)有限公司投資建設(shè),，位于山東省日照市海濱三路10號,。本項(xiàng)目要解決基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的智能化,、自動(dòng)化、可視化,、可量化的采集與存儲從而降低能源使用費(fèi)用,，為建立節(jié)約型企業(yè)發(fā)揮作用。
Acrel-2000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),，將分散的配電智能設(shè)備連接為一個(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
本項(xiàng)目共15臺ACR系列多功能電力儀表,。在配電室內(nèi)放置采集裝置,，現(xiàn)場多功能儀表經(jīng)485總線連接至對應(yīng)的采集裝置，現(xiàn)場串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機(jī)上,。
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,。
間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表等智能設(shè)備,，這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(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：Anet智能網(wǎng)關(guān)將配電柜內(nèi)的綜保和電力儀表集中采集,，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)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,。
本項(xiàng)目共15臺ACR系列多功能電力儀表,。在配電室內(nèi)放置采集裝置,，現(xiàn)場多功能儀表經(jīng)485總線連接至對應(yīng)的采集裝置，現(xiàn)場串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機(jī)上,。
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,。
間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表等智能設(shè)備,，這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(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：Anet智能網(wǎng)關(guān)將配電柜內(nèi)的綜保和電力儀表集中采集,，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)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,。
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)，由現(xiàn)場ACR系列多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,，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、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù),，并將采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢,，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求。
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,，顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,，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(dòng)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,，用戶可以根據(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(dòng)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。
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)，由現(xiàn)場ACR系列多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,，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、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù),，并將采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢,，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求。
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,，顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,，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(dòng)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,，用戶可以根據(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(dòng)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
低壓回路采用的ACR系列多功能電力儀表是針對電力系統(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(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。
配電一次圖見圖（1）,，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,。
低壓回路采用的ACR系列多功能電力儀表是針對電力系統(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(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。
配電一次圖見圖（1）,，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（1）配電一次圖
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（2）,。
圖（2） 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。為值班人員提供了準(zhǔn)確可靠的電能報(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,，顯示配電室某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的準(zhǔn)確用電量,，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（3）,。
圖（3） 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（4）,。
圖（4）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖
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（5）。
圖（5）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電力監(jiān)控系統(tǒng)在日照港生活區(qū)B地塊商業(yè)配電室的應(yīng)用,，可以實(shí)現(xiàn)對變電所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,。［2］
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電力監(jiān)控系統(tǒng)在日照港生活區(qū)B地塊商業(yè)配電室的應(yīng)用,，可以實(shí)現(xiàn)對變電所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,。［2］