摘要：介紹常熟華懋紡織電能管理系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào),。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的實(shí)時(shí)和電能管理,。
關(guān)鍵詞：智能電力儀表;Acrel-3000型,；電能管理系統(tǒng)
概述
本項(xiàng)目為常熟華懋紡織電能管理系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對(duì)常熟華懋紡織項(xiàng)目用配套廠家建設(shè)項(xiàng)目的變電所的進(jìn)出線回路進(jìn)行電力和電能管理,，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(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的新發(fā)展,，對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中管理,。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),，將現(xiàn)場(chǎng)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)常熟華懋紡織項(xiàng)目的配電系統(tǒng)進(jìn)行用電與電能管理,；范圍為變電所配電柜進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)和電能管理,。該系統(tǒng)總計(jì)有2臺(tái)變壓器溫控、5臺(tái)綜保,、50臺(tái)AEM96/CKF儀表,。儀表直接拉至通訊管理機(jī)，至后臺(tái)電腦,，實(shí)現(xiàn)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：
圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在配電柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口,，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊管理機(jī),，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(jiǎn)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(dòng)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)30個(gè)設(shè)備，大傳輸距離為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(hào)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(dòng)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(kù)供用戶查詢,。
2.2 人機(jī)交互
系統(tǒng)提供簡(jiǎn)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(guò)的故障記錄,、信號(hào)記錄、操作記錄,、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,，通過(guò)歷史事件查看平臺(tái)，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(kù)建立與查詢
主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),，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(duì)不同級(jí)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(lái)的損失,，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)行?？梢酝ㄟ^(guò)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(duì)賬號(hào)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(guò)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(duì)報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印,。同時(shí)本程序還向用戶提供了對(duì)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
常熟華懋紡織電能管理系統(tǒng)包含變電所電表,，對(duì)變電所配電回路進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)和電能管理,。
變電所采用的多功能儀表，其是針對(duì)電力系統(tǒng),、工礦企業(yè),、公共設(shè)施、智能大廈的電能管理需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,，它能測(cè)量常規(guī)電力參數(shù),，如：三相電壓、電流,、有功功率,、無(wú)功功率、功率因數(shù),、頻率,、有功電度、無(wú)功電度等多種電參量,。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,、工業(yè)自動(dòng)化,、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。
低壓配電一次圖見圖（2）,，遙測(cè)功能主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)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(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)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,。
圖（2）低壓配電一次圖
遙信和遙測(cè)功能，主要完成對(duì)各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài),，對(duì)開關(guān)變位彈出界面,，指示具體的位置并聲音，提醒值班人員及時(shí)處理,。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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的模擬量，以便分析其當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及有關(guān)歷史趨勢(shì)
圖（3） 負(fù)荷曲線
電參量報(bào)表功能,，主要對(duì)各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢,。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(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱,。見圖（4）。
圖（4） 電參量報(bào)表
電能報(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(kù)關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱,。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）,。
圖（5） 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(cè)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（6）。
圖（6）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)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(guó)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)在常熟華懋紡織項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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，可以與通訊管理機(jī),、計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng),。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)分合閘彈出對(duì)話框，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,，為用戶解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益,。
