張心志
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：本文介紹利用先進的智能電力儀表技術，完成對配電系統(tǒng)電能的智能管理,。它的使用不但可以24小時在線檢測供電運行狀況，而且還可以自動發(fā)出控制指令和告警信息,，自動記錄配電系統(tǒng)運行參數(shù),、統(tǒng)計有關信息,。為廣播電視安全播出提供了供電保障，還大大減輕了值班人員的工作強度,，提高了工作效率,。
關鍵詞：低壓配電電能管理；智能監(jiān)測
1 供配電系統(tǒng)基本情況
單位目前用電負荷在60~85kWh,主供電有:10kV供電線路一回沒有備用回路;160kV10kV/0.38kV三相主變壓器1臺;125kV柴油發(fā)電機一組,。配電設備共計有:市電輸入柜1個,配電柜5個,機/市電切換入柜1個,100kV三相穩(wěn)壓器2臺,。其中發(fā)電機房配電系統(tǒng)距離機房控制室近60m,有市電輸入柜1個,切換柜1個,配電柜1個(3個回路):發(fā)射機房在三樓,有配電柜3個;二樓有配電室配電柜1個(4個輸出回路),穩(wěn)壓器兩臺。保護裝置:具有過壓,、過流,、缺相保護等功能智能能斷路器2個,分別裝配兩個配電柜中。配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。
圖1配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 設計目的與原理
2.1設計目的
（1）實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)低壓配電系統(tǒng)的監(jiān)測,、控制和管理。
（2）實現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)的相線電壓,、電流,系統(tǒng)有功、無功,、視在功率,功率因數(shù),、系統(tǒng)頻率的監(jiān)測
（3）具有越限報警功能
（4）應急控制功能
2.2設計原理
現(xiàn)代自動化監(jiān)控系統(tǒng)是在現(xiàn)代計算機技術和網(wǎng)絡通信技術的基礎上發(fā)展起來的,自動監(jiān)控系統(tǒng)也是一種信息管理系統(tǒng),系統(tǒng)信息包括:采集和變換信息;通信設備傳送信息;調(diào)度中心使用信息。
微機監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖如圖2所示,。
圖2微機監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖
機房低壓配電監(jiān)控管理系統(tǒng)就是基于上述原理和結(jié)合單位實際情況建立起來的,。電能管理系統(tǒng)多采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),即站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成,。站控管理層是針對配電監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口,也是系統(tǒng)的頂層部分,。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備,如工業(yè)級計算機、打印機,、UPS電源等組成,。監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面,對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理,并以圖形,、數(shù)顯,、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。
網(wǎng)絡通訊層主要是由通訊管理機,、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成,。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁,負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時,轉(zhuǎn)達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令?，F(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端(RTU),主要由智能儀表組成,采用具有高可靠性,、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端,向數(shù)據(jù)中心上傳存儲的監(jiān)測數(shù)據(jù)。測量儀表擔負著基層的數(shù)據(jù)采集任務,其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必完整、準確并實時傳送至數(shù)據(jù)中心,。
3 設計內(nèi)容
經(jīng)過分析只要在配電室1配出柜輸入端,、配電室2的輸入柜輸入端、發(fā)射機房(穩(wěn)壓器1,、穩(wěn)壓器2,、非穩(wěn)壓3回路)輸入端安裝采集裝置就可以了解和控制整個配電系統(tǒng)的供電情況?？傮w結(jié)構(gòu)設計圖如圖3所示,。
采集終端位置見圖中的智能電表設備機房3塊、配電室一配出柜1塊,、配電室二低壓配電柜1塊,計5塊,。
圖3總體結(jié)構(gòu)圖
4 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案
4.1概述
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)建智能用電服務體系,，推廣用戶端智能儀表,、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動,。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括：先進的表計,，智能樓宇、智能電器,、增值服務,、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理等課題,。
安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統(tǒng)計,，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣,，有效節(jié)約電能,，為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。
4.2應用場所
（1）辦公建筑（商務辦公,、大型公共建筑等）,；
（2）商業(yè)建筑（商場、金融機構(gòu)建筑等）,；
（3）旅游建筑（賓館飯店,、娛樂場所等）；
（4）科教文衛(wèi)建筑（文化,、教育,、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）,；
（5）通信建筑（郵電,、通信、廣播,、電視,、數(shù)據(jù)中心等）；
（6）交通運輸建筑（機場,、車站,、碼頭建筑等）。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4系統(tǒng)功能
4.4.1實時監(jiān)測
系統(tǒng)人機界面友好,，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài),，實時監(jiān)測各回路電壓、電流,、功率,、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息,，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器,、隔離開關、地刀等合,、分狀態(tài),，以及有關故障、告警等信號,。
4.4.2電能統(tǒng)計報表
系統(tǒng)以豐富的報表支撐計量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能,，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況,，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明,，并在用電誤差偏大時可分析追溯,，維護計量體系的正確性。
4.4.3詳細電參量查詢
在配電一次圖中,，當鼠標移動到每個回路附近時,，鼠標指針變?yōu)槭中危髽藛螕艨刹榭丛摶芈吩敿氹妳⒘?，包括三相電流,、三相電壓、三相總有功功率,、總無功功率,、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線,。
4.4.4運行報表
系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能,，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫,，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù),、zhi定時間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來,。用戶可以根據(jù)需要定制運行日報,、月報，支持導出Excel格式文件,，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件,。
4.4.5變壓器運行監(jiān)視
系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線、主變壓器,、重要負荷出線的運行狀態(tài)進行在線實時監(jiān)視,，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度,、有功需量,、有功功率、視在功率,、變壓器負荷率等運行趨勢,，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求,，確保供電安全可靠,。
4.4.6實時報警
系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關,、接地刀分、合動作等遙信變位,，保護動作,、事故跳閘，以及電壓,、電流,、功率、功率因數(shù)越限等事件進行實時監(jiān)測,，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警,。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口，并發(fā)出聲音或語音提醒,。
4.4.7歷史事件查詢
系統(tǒng)能夠?qū)b信變位,，保護動作,、事故跳閘，以及電壓,、電流,、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理,，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,，查詢統(tǒng)計、事故分析,。
4.4.8電能質(zhì)量監(jiān)測
系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量進行持續(xù)性的監(jiān)測,，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線,、變壓器,、重要回路的電壓、電流諧波畸變率,、諧波含量,、電壓不平衡度等，及時采取相應的措施,，降低諧波損耗,，減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監(jiān)測功能的電力儀表，不需要可刪除,。
4.4.9遙控操作
系統(tǒng)支持對斷路器,、隔離開關、接地刀等進行分,、合遙控操作,。系統(tǒng)具有嚴格的密碼保護和操作權限管理功能，對于每次遙控操作,，系統(tǒng)自動生成操作記錄,，記錄內(nèi)容包含操作人、操作時間,、操作類型等,。實現(xiàn)該功能需要斷路器本身具有電操機構(gòu)及保護保測控裝置具備遙控功能等硬件設備的支持,。
4.4.10用戶權限管理
系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改等）,?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,，為系統(tǒng)運行,、維護,、管理提供可靠的安全保障。
4.4.11通訊狀態(tài)圖
系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài),，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位,。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài),，及時維護出現(xiàn)異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,。
4.4.12視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（視頻直播）,，選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息,。
4.4.13用戶報告
用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù),，對變壓器負荷、配電回路用電量,、功率因數(shù),、報警事件等進行統(tǒng)計分析。
4.4.14 APP支持
電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)",、“設備檔案",、“待辦事項"、“巡檢記錄"和“缺陷記錄"五大模塊,，支持一次圖,、需量、用電量,、視頻,、曲線、溫濕度,、同比,、環(huán)比、電能質(zhì)量,、各種事件報警查詢,，設備檔案查詢、待辦事件處理,、巡檢記錄查詢等,。
4.5系統(tǒng)硬件配置清單
5 小結(jié)
低壓電能監(jiān)控管理系統(tǒng)經(jīng)過實際的運行,基本能夠滿足日常電能管理監(jiān)測要求,解決了不少用電中存在(三相不平衡、中性線電流過大等)的問題,。它能夠清楚記錄配電系統(tǒng)日常運行參數(shù),特別對三相不平衡,、過電壓電流等非正常情況能清楚記錄每個報警的數(shù)據(jù)、時間,為提高配電維護管理水平,保證廣播電視安全播出提供十分有價值的資料,。不間斷地實時監(jiān)測系統(tǒng),克服以往過分依賴值班員的作法,實現(xiàn)管理由“人工"到“智能"的根本性轉(zhuǎn)變,大大減輕值班人員的工作量,提高工作效率,增加設用電的可靠性,為安全用電打下良好基礎,。
參考文獻
[1]劉家曉.廣播電視發(fā)射臺低壓配電系統(tǒng)電能管理技術的應用
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊 2022.05版
作者簡介
張心志,，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,，主要從事企業(yè)能源管控研究發(fā)展,。
