摘要：介紹吳通光電電能管理系統(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-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)。
關(guān)鍵詞：工廠;吳通光電;樓層,；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)
0 概述
蘇州市吳通光電科技有限公司辦公地址為蘇州相城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)漕湖街道太東路2596號。
本項(xiàng)目為吳通光電的電能管理系統(tǒng),。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對樓層配電箱出線分別進(jìn)行電能管理，以保證用電的安全,、可靠和高效,。
Acrel-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)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程和集中管理。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)吳通光電變電所和樓層的0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電與電能管理,。范圍為樓層配電箱30臺PZ80安科瑞自制的多功能電力儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)和電能管理,。該系統(tǒng)30只多功能電力儀表，分6條總線,，其中1條總線通過屏蔽線纜拉至采集器接入系統(tǒng),，另外儀表通過內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，后通過光纖拉至值班室連接到主機(jī),，實(shí)現(xiàn)總線上儀表與主機(jī)的數(shù)據(jù)連通,。
本系統(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：
間隔設(shè)備層主要為：安科瑞多功能網(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：串口服務(wù)器,，其主要功能為把RS485信號轉(zhuǎn)換成RS232信號,，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。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,，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(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(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 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
吳通光電電能管理系統(tǒng)區(qū)域?yàn)闃菍优潆娤浜凶冸娝?，本?xiàng)目針對變電所及樓層配電系統(tǒng)進(jìn)行用電與電能管理,。
現(xiàn)場所有回路均采用PZ80L-E4/KC多功能儀表，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,、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有2路光電隔離開關(guān)量輸入接點(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,、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域,。低壓配電二次圖見圖（2）,，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；斷路器變位時(shí)會發(fā)出信號,，提醒用戶及時(shí)處理故障,。
遙信和遙測功能，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,，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出界面指示具體的位置并聲音,，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（3）。
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)表查詢樓層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（4）。
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,，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（5）。
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),。紅色表示通訊故障,，綠色表示通訊正常,。見圖（6）,。
4 結(jié)束語
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電能管理系統(tǒng)已成為全國各地重點(diǎn)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-3000電能管理系統(tǒng)在吳通光電的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)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)等組成電力系統(tǒng),，方便值班人員的遠(yuǎn)程管理，利于節(jié)省電能抄表的時(shí)間,，將信息化帶入配電,。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］
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