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摘要：隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,、城鎮(zhèn)化率的不斷提高,，中國城鎮(zhèn)建筑面積逐年增加,，同時建筑的高能耗問題也變得日益凸顯,。數(shù)據(jù)顯示：截止至2013年底,，中國（城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村）既有建筑面積已達500億平方米以上,。另據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)據(jù)顯示，中國建筑運行能耗約占全社會總能耗的27.5%,，其中大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%,，但總能耗卻占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，大型公共建筑單位面積年耗電量達到70～300KWh,，為普通居民住宅的10～20倍,。本文就中航民用能耗管理系統(tǒng)做一簡單介紹，本系統(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)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-5000型建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控,。

關(guān)鍵詞：中航民用 能耗管理  無人值守  節(jié)能改造  智能配電系統(tǒng)  配電自動化

0引言

智能電網(wǎng)是當前國際國內(nèi)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點,。根據(jù)智能電網(wǎng)研究框架體系，智能電網(wǎng)建設(shè)主要抓住發(fā)電,、輸電,、變電、配電,、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié),。“配用電"環(huán)節(jié)即為電網(wǎng)用戶端,。用戶端消耗著整個電網(wǎng)80%的電能,，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全,、節(jié)約用電有十分重要的意義,。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系，全面使用智能儀表以及智能用電管理終端設(shè)備,，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動,。

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端能耗管理系統(tǒng),。本系統(tǒng)通過對中航民用變電所內(nèi)的部分重要回路進行計量，通過對監(jiān)測回路用電量的實時計量,、存儲,、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個計量體系用電狀況,，找出高能耗點或不合理用能習(xí)慣,，為有效節(jié)約能源，用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐,。

本文以中航民用為例,，簡單介紹Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)在中航民用配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1,、項目介紹

中航民用航電產(chǎn)業(yè)園位于上海紫竹園區(qū),，總投資規(guī)模約10.8億元，占地186畝,，計劃分兩期開發(fā),。按照一次規(guī)劃分步實施細則，中航民用航電產(chǎn)業(yè)園分期開展航空電子系統(tǒng)研究開發(fā)平臺,、航空電子產(chǎn)業(yè)平臺,、航空微電子研發(fā)平臺、民用電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺,、產(chǎn)業(yè)園配套服務(wù)平臺的建設(shè),。中航民用航電產(chǎn)業(yè)園以“集聚智力和資本優(yōu)勢的生態(tài)產(chǎn)業(yè)園"為建設(shè)目標，規(guī)劃設(shè)計以“綠色"和“生態(tài)"為主題,，充分體現(xiàn)低層,、低密度、低容積率,、高綠化率的優(yōu)勢,，營造出自然、簡約,、高效的國際化科研辦公環(huán)境,。

中航民用能耗管理項目主要是針對其一期工程開關(guān)柜內(nèi)安裝的145只ACR220ELH/FCYKK安科瑞網(wǎng)絡(luò)電力儀表和12只ACR330ELH/FCYKK安科瑞網(wǎng)絡(luò)電力儀表實現(xiàn)實時監(jiān)控和相關(guān)電參量的采集、存儲,、處理以及顯示,。

本項目中甲方負責(zé)項目中的線纜購買、鋪設(shè),、儀表連接,。我方負責(zé)儀表的通訊調(diào)試和系統(tǒng)綜合調(diào)試，且在項目進行過程中提供相應(yīng)的施工布線指導(dǎo)和圖紙深化技術(shù)支持,。

2,、用戶需求

①　標準的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中,、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況：龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面,。主畫面可以顯示各個回路的運行狀態(tài),，并具有回路帶電、非帶電機故障著色的功能,。主要電參量直接顯示于人機交互界面并實時刷新,。

②　軟件可對不同級別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運行過程中的安全性和可靠性,。

③　電壓、電流,、功率,、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示,。各回路子畫面上顯示該回路各電參量,、回路名稱、CT變比,、電流越限值及開關(guān)狀態(tài)等信息,，且可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)上傳。

④　對其負載繪制電流趨勢曲線,，便于分析該回路配電運行工況

⑤　越限報警,，針對客戶的特定回路來設(shè)置越限報警

⑥　對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表

⑦　報警事件記錄,，便于維護人員來根據(jù)事件發(fā)生的時間性質(zhì)對電路進行維護,。

⑧　系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進行遠程網(wǎng)絡(luò)訪問，且可通過Internet訪問,。

3,、設(shè)計方案

3.1參考標準

系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標準：

JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》

GB/J63-90           《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

GB/T13730           《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

GB2887              《計算站場地技術(shù)要求》

GB/50198-94         《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

DL/T 698.31-2010    《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

DL/T 698.35-2010    《第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010    《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

DL/T/814-2002       《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

鑒于中航民用的建筑規(guī)模、性質(zhì),，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質(zhì),，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計：中航民用所有監(jiān)控點位現(xiàn)已安裝智能電力儀表,，且均采用標準的Modbus-RTU協(xié)議,。將現(xiàn)場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至主機所在的值班室,。數(shù)據(jù)總線通過數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機,。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

4,、系統(tǒng)功能

上位機軟件采用Acrel-5000能耗管理系統(tǒng),，通過軟件進行設(shè)備配置,、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等,，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能,。

4.1 功能特點

Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便,；運行穩(wěn)定可靠的特點,。點擊相應(yīng)快捷按鈕即可進入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示,；系統(tǒng)具有人機界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀,，方便用戶查閱,。

4.2使用說明：

4.2.1登陸界面

軟件的界面可以根據(jù)項目的特點和客戶的要求來設(shè)計。初始界面為“登錄界面",，選擇用戶名,，輸入相應(yīng)密碼，則進入查看數(shù)據(jù),，否則無法查看數(shù)據(jù),。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

4.2.2通訊示意圖

通訊示意圖為拓撲圖,，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常,。其中紅色表示正常通訊，綠色表示通訊中斷,。界面如圖3所示,。

圖3 通訊示意

4.2.3配電系統(tǒng)圖

配電系統(tǒng)圖顯示整個配電系統(tǒng)的整體架構(gòu)，便于管理人員快速了解配電系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu),，參數(shù)界面實時顯示的電力參數(shù)數(shù)據(jù)可以反映配電系統(tǒng)的運行狀態(tài),。配電系統(tǒng)界面如圖4所示，詳細參數(shù)如圖5所示,。

圖4

圖5

由圖5,、圖6就可以看出整個配電系統(tǒng)的分布、運行狀態(tài)以及以及主要的電參量,。主要的電參量數(shù)據(jù)包括三項電流,，三項電壓，進線回路的功勞,、電能,、功率因數(shù)、回路名稱以及出現(xiàn)回路的相應(yīng)電參量,。

4.2.4 電參量報表

電參量報表主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓,，三相電流,，電能，有功功率,，無功功率,，功率補償因數(shù)，頻率,。

該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間抄表等功能,，將每塊電表的顯示數(shù)據(jù)以報表形式呈現(xiàn)，選擇相應(yīng)的柜體,，再選擇要查詢的時間,，即可顯示電壓，電流,，有功功率,，無功功率，功率補償因數(shù),，頻率。界面如圖6所示

圖6

報表打?。捍蛴‘斍皥蟊淼臄?shù)據(jù),；

數(shù)據(jù)保存：將當前報表以Excel表格形式導(dǎo)出到所選擇的位置。

4.2.5 電能報表

電能報表將配電回路用電量報表形式呈現(xiàn),，該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內(nèi)的月抄表,，日抄表，小時抄表等功能,，如下圖所示選擇回路,，設(shè)定開始時間和結(jié)束時間，點擊“查詢"按鈕,，即可顯示此時間段內(nèi)的用電量,，也可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖7所示,。

圖7

4.2.6 電流曲線

電流是配電系統(tǒng)的重要電力參數(shù),。本系統(tǒng)為重要回路設(shè)計了電流曲線，此曲線可以設(shè)置查詢時間,，還可以任意放大,、縮小某區(qū)間內(nèi)的曲線，便于管理人員準確明了的掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài),。界面如圖8所示,。

圖8

4.2.7實時報警和歷史報警

本系統(tǒng)還針對主要電參量的遙測量（包括進線回路的電流、電壓,、頻率,、功率因素和出線回路的電流越線報警）,。也能點擊打開歷史報警調(diào)出歷史報警界面。實時報警主要分為遙測和遙信實時報警,，界面如圖9,、圖10所示。歷史報警如圖11所示,。

圖9

圖10

圖11

報警功能能夠幫助管理人員在較短的時間內(nèi)定位故障點位,，提高了故障的排查效率，保障配電系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行,。

5,、結(jié)束語

隨著用戶端配電系統(tǒng)智能化管理需求的提高。能耗管理系統(tǒng)已成為配電端用戶的必然選擇,，本文介紹的Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)在中航民用項目中的應(yīng)用,，可以實現(xiàn)對中航民用配電系統(tǒng)實時監(jiān)控，不僅能實時顯示配電系統(tǒng)各個回路的運行狀態(tài),，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊功能,，還可以和上層數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)的進行分析,、處理,，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的電能使用狀況、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示,，并生成各種電能報表,、分析曲線、圖形等,，便于電能的遠程抄表以及分析,、研究制定相應(yīng)的用能考核機制。該系統(tǒng)運行安全,、可靠,、穩(wěn)定，為配電系統(tǒng)終端用戶解決各個配電回路的具體用電不明的問題,，為后期電力系統(tǒng)的維護及制定節(jié)能措施提供了真實可靠的依據(jù),。