摘要：介紹沃爾瑪東側綠地公園人防工程-變電所電能管理系統(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-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理,。

關鍵詞：智能電力儀表;Acrel-3000型,；電能管理系統(tǒng)

概述

本項目為沃爾瑪東側綠地公園人防工程-變電所電能管理系統(tǒng),。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對沃爾瑪東側綠地公園人防工程-變電所項目用配套廠家建設項目的變電所的進出線回路進行電力監(jiān)控和電能管理，以保證用電的安全,、可靠和高效,。

Acrel-3000型智能配電系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術,、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展,，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng),，通過計算機和通訊網(wǎng)絡,，將現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理,。

1  系統(tǒng)結構描述

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)沃爾瑪東側綠地公園人防工程-變電所項目的配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與電能管理,；監(jiān)控范圍為變電所配電柜進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。該系統(tǒng)總計有2臺綜保,，2臺溫控,，46臺ARCM200L-Z2儀表。儀表直接拉至通訊管理機,，至后臺電腦,，實現(xiàn)儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構,，即站控層,，通訊層與間隔層；

如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡拓撲圖

間隔設備層主要為：多功能網(wǎng)絡電力儀表,。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在配電柜內(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,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集,。

網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊管理機，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,，同時遠傳至站控層,，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機,、顯示器、UPS電源,、打印機等設備,。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況,，以人機交互的形式顯示給用戶,。

以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-

RTU通訊協(xié)議,，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線,，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)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps,。

RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲能力增強,，總線上允許連接多達30個設備,，傳輸距離為1km。

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,，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成,，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。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、遠程設備運行狀態(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時準確的顯示給用戶,，達到配電監(jiān)控的自動化和智能化要求，同時把采集到的數(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)設備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù),，畫面定時輪巡切換,；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示,；開關量顯示,；連續(xù)記錄顯示等。

2.3  歷史事件

歷史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,，為您把握整個系統(tǒng)的運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采集,，并且建立數(shù)據(jù)庫,，定期生成報表，以供用戶查詢打印,。

2.5  用戶權限管理

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

2.6  遠程報表查詢

報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設計報表樣式,，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù),。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存,、打印。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能,。

報表具有自由設置查詢時間實現(xiàn)日,、月、年的電能統(tǒng)計,，數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能,。

3  案例分析

沃爾瑪東側綠地公園人防工程-變電所電能管理系統(tǒng)包含變電所電表，對變電所配電回路進行遠程實時監(jiān)控和電能管理,。

變電所采用的多功能儀表,，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè),、公共設施,、智能大廈的電能管理需求而設計的網(wǎng)絡電力儀表，它能測量常規(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,、無功電度等多種電參量。該系列網(wǎng)絡電力儀表主要應用于變電站自動化,、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)及智能建筑等領域,。

低壓配電一次圖見圖（2），遙測功能主要監(jiān)測運行設備的電參量,，其中包括：三相電壓,，電流，功率,，功率因數(shù)和電量等電參量,；遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，主要包括：開關的分,、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警,。

圖（2）低壓配電一次圖

遙信和遙測報警功能，主要完成對各出線回路的開關運行狀態(tài)監(jiān)控,，對開關變位彈出報警界面,，指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理,。具備歷史查詢功能,。

曲線分析功能見圖（3）：可以曲線形式展示實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的模擬量，以便分析其當前運行狀態(tài)及有關歷史趨勢

圖（3） 負荷曲線

電參量報表功能,，主要對各回路的電參數(shù)進行查詢,。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能,。該報表查詢各回路的電參數(shù),，主要包括：三相線電壓、電流,、功率因數(shù),、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián),，方便用戶修改回路名稱,。見圖（4）。

                   圖（4） 電參量報表

電能報表功能,，可選擇時間段進行查詢,，支持任意時間段電度累計查詢,，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表,。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián),，方便用戶修改回路名稱。用戶可以直接打印報表,，可以以EXCEL格式另存到其他位置,。 見圖（5）。

圖（5） 電能報表

系統(tǒng)通訊結構示意圖,，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結構,，系統(tǒng)采用分層分布式結構，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài),。紅色表示通訊正常,，綠色表示通訊故障。見圖（6）,。

圖（6）系統(tǒng)通訊結構示意圖

4  結束語

隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用,，電能管理系統(tǒng)已成為全國各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶的必然選擇,，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在沃爾瑪東側綠地公園人防工程-變電所項目的應用,，可以實現(xiàn)對變電所配電回路用電的實時監(jiān)控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況,，還具有網(wǎng)絡通訊功能,，可以與通訊管理機、計算機等組成電能管理系統(tǒng),。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析,、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài),，對分合閘彈出報警對話框,，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,。該系統(tǒng)運行安全,、可靠、穩(wěn)定,，為用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),，取得了較好的社會效益。［2］

參考文獻：

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

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10