摘要

    隨著中國(guo)經濟的(de)高速發展、城(cheng)鎮(zhen)(zhen)化率的(de)不斷提高，中國(guo)城(cheng)鎮(zhen)(zhen)建(jian)(jian)筑(zhu)面(mian)積逐年增加(jia)，同(tong)時(shi)(shi)建(jian)(jian)筑(zhu)的(de)高能(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)問(wen)題也變得日益凸顯(xian)(xian)。數據(ju)顯(xian)(xian)示：截止(zhi)至2013年底，中國(guo)（城(cheng)鎮(zhen)(zhen)和(he)鄉村）既(ji)有建(jian)(jian)筑(zhu)面(mian)積已達(da)500億平方米(mi)以(yi)上。另(ling)據(ju)*數據(ju)顯(xian)(xian)示，中國(guo)建(jian)(jian)筑(zhu)運行能(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)約占(zhan)全社會總(zong)能(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)27.5%，其中大型公共(gong)建(jian)(jian)筑(zhu)總(zong)面(mian)積不足城(cheng)鎮(zhen)(zhen)建(jian)(jian)筑(zhu)總(zong)面(mian)積的(de)4%，但總(zong)能(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)卻占(zhan)全國(guo)城(cheng)鎮(zhen)(zhen)總(zong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)電(dian)量的(de)22%，大型公共(gong)建(jian)(jian)筑(zhu)單位面(mian)積年耗(hao)(hao)(hao)(hao)電(dian)量達(da)到70～300KWh，為普通(tong)居(ju)民住宅的(de)10～20倍。本文(wen)就(jiu)中航民用能(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)管理系(xi)統(tong)做(zuo)一簡單介紹(shao)，本系(xi)統(tong)采(cai)用智(zhi)能(neng)(neng)電(dian)力儀表采(cai)集配(pei)電(dian)現場(chang)的(de)各種電(dian)參量和(he)開(kai)關信號(hao)。系(xi)統(tong)采(cai)用現場(chang)就(jiu)地組網的(de)方式，組網后通(tong)過現場(chang)總(zong)線通(tong)訊并遠(yuan)傳至后臺(tai)，通(tong)過Acrel-5000型建(jian)(jian)筑(zhu)能(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)監測系(xi)統(tong)實現變電(dian)所配(pei)電(dian)回路用電(dian)的(de)實時(shi)(shi)監控。

0引言

    智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)網是當前國內新技術和新產業發展(zhan)的熱點。根據智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)網研究框(kuang)架體系(xi)，智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)網建設主要抓住發電(dian)(dian)、輸電(dian)(dian)、變電(dian)(dian)、配電(dian)(dian)、用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)和調(diao)度六(liu)個(ge)(ge)環節。“配用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)”環節即為電(dian)(dian)網用(yong)(yong)(yong)戶端(duan)。用(yong)(yong)(yong)戶端(duan)消耗著整個(ge)(ge)電(dian)(dian)網80%的電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)，用(yong)(yong)(yong)戶端(duan)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)化用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)管理對用(yong)(yong)(yong)戶可靠、安全、節約用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)有(you)十分重要的義(yi)。構建智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)服(fu)務體系(xi)，使用(yong)(yong)(yong)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)儀表以(yi)及智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)管理終端(duan)設備，實現(xian)電(dian)(dian)網與用(yong)(yong)(yong)戶的雙向良性互動。

    Acrel-5000能(neng)耗(hao)管(guan)理(li)系統(tong)正是針對以上趨勢而(er)研發的用(yong)(yong)戶端(duan)能(neng)耗(hao)管(guan)理(li)系統(tong)。本(ben)系統(tong)通(tong)過(guo)對中航民用(yong)(yong)變電所內的部分重要回路進行計(ji)量(liang)，通(tong)過(guo)對監測回路用(yong)(yong)電量(liang)的實時計(ji)量(liang)、存(cun)儲(chu)、分析，以表(biao)格或圖(tu)形的形式來顯示整(zheng)個計(ji)量(liang)體系用(yong)(yong)電狀況，找出(chu)高能(neng)耗(hao)點或不合理(li)用(yong)(yong)能(neng)習慣，為節約能(neng)源，用(yong)(yong)戶進一步節能(neng)改造或設(she)備升級提供(gong)準確的數據支撐(cheng)。

本文以中航民用(yong)(yong)為例，簡單(dan)介紹Acrel-5000能耗管理系統在(zai)中航民用(yong)(yong)配電系統中的應用(yong)(yong)。

1項目介(jie)紹

    中航(hang)(hang)(hang)民(min)用航(hang)(hang)(hang)電產業(ye)(ye)園位(wei)于(yu)上海紫(zi)竹(zhu)園區，總投資規模約(yue)10.8億元，占地186畝，計(ji)劃(hua)分(fen)兩(liang)期開發(fa)(fa)。按(an)照一次規劃(hua)分(fen)步實施細則，中航(hang)(hang)(hang)民(min)用航(hang)(hang)(hang)電產業(ye)(ye)園分(fen)期開展航(hang)(hang)(hang)空電子系(xi)統研(yan)究(jiu)開發(fa)(fa)平(ping)臺、航(hang)(hang)(hang)空電子產業(ye)(ye)平(ping)臺、航(hang)(hang)(hang)空微電子研(yan)發(fa)(fa)平(ping)臺、民(min)用電子產業(ye)(ye)創(chuang)新平(ping)臺、產業(ye)(ye)園配套(tao)服務平(ping)臺的(de)建設(she)。中航(hang)(hang)(hang)民(min)用航(hang)(hang)(hang)電產業(ye)(ye)園以“集聚智(zhi)力(li)和(he)資本優勢(shi)的(de)產業(ye)(ye)園”為(wei)建設(she)目(mu)標，規劃(hua)設(she)計(ji)以“綠色”和(he)“”為(wei)主題，充(chong)分(fen)體現低層、低密(mi)度、低容積(ji)率、高(gao)綠化率的(de)優勢(shi)，營造(zao)出(chu)自(zi)然、簡約(yue)、的(de)化科(ke)研(yan)辦公(gong)環境。

    中航(hang)民用能耗管理項目主(zhu)要是針(zhen)對其一期工(gong)程開關(guan)柜(ju)內安裝的(de)145只(zhi)ACR220ELH安科瑞網(wang)(wang)絡電(dian)力儀表和12只(zhi)ACR30ELH安科瑞網(wang)(wang)絡電(dian)力儀表實現實時監控(kong)和相關(guan)電(dian)參量的(de)采集、存(cun)儲、處理以及(ji)顯示。

    本(ben)項(xiang)目中(zhong)(zhong)甲(jia)方負(fu)責(ze)項(xiang)目中(zhong)(zhong)的線(xian)纜購買、鋪設、儀(yi)表連接。我方負(fu)責(ze)儀(yi)表的通訊調試(shi)和(he)系統綜合調試(shi)，且在項(xiang)目進行(xing)過程中(zhong)(zhong)提(ti)供相應的施工布線(xian)指(zhi)導和(he)圖紙深化。

2用戶需(xu)求

    ①　標(biao)準的(de)(de)(de)(de)變配電系統具(ju)(ju)有CAD一次單線圖顯(xian)(xian)示(shi)中、低壓配電網絡的(de)(de)(de)(de)接線情況：龐大的(de)(de)(de)(de)系統具(ju)(ju)有多(duo)畫面(mian)切換及畫面(mian)導航(hang)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能；分散的(de)(de)(de)(de)配電系統具(ju)(ju)有空間(jian)地理平(ping)面(mian)的(de)(de)(de)(de)系統主(zhu)(zhu)畫面(mian)。主(zhu)(zhu)畫面(mian)可以顯(xian)(xian)示(shi)各個回(hui)路(lu)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行狀態，并(bing)(bing)具(ju)(ju)有回(hui)路(lu)帶(dai)電、非帶(dai)電機(ji)(ji)故障著(zhu)色的(de)(de)(de)(de)功(gong)能。主(zhu)(zhu)要電參量直接顯(xian)(xian)示(shi)于人機(ji)(ji)交互界面(mian)并(bing)(bing)實(shi)時刷新。

    ②　軟件可對不(bu)同級別(bie)的(de)用(yong)戶賦予(yu)不(bu)同權限，從而保證(zheng)系統在(zai)運行過程(cheng)中的(de)安全性和可靠性。

    ③　電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)流、功率、功率因數(shu)及(ji)頻率等監(jian)測信(xin)息(xi)實時刷新，并以一次圖(tu)形式直(zhi)觀(guan)動態顯(xian)示。各(ge)回路子(zi)畫面上顯(xian)示該回路各(ge)電(dian)(dian)參量(liang)、回路名稱、CT變比、電(dian)(dian)流越限值及(ji)開關狀(zhuang)態等信(xin)息(xi)，且可實現數(shu)據(ju)的轉發上傳。

    ④　對其負載繪制電(dian)流(liu)趨勢曲線，便于分析該回(hui)路(lu)配電(dian)運行工況(kuang)

    ⑤　越(yue)限(xian)報(bao)警，針對(dui)客(ke)戶的特定回路(lu)來設(she)置(zhi)越(yue)限(xian)報(bao)警

    ⑥　對各回路的(de)電能集抄功能，并(bing)自(zi)動生成符合客戶管理需求(qiu)的(de)用電報表

    ⑦　報(bao)警事件(jian)記錄，便于維(wei)護人員(yuan)來根據事件(jian)發生的時間(jian)性質(zhi)對(dui)電路進(jin)行維(wei)護。

    ⑧　系統以Web發布(bu)后可進行遠程網絡(luo)訪(fang)問，且可通(tong)過Internet訪(fang)問。

3設(she)計方案

3.1參考標準

  系統的設計(ji)滿(man)足以下所列制(zhi)造和(he)試驗(yan)標準(zhun)：

JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣(qi)設計規范》

GB/J63-90           《電(dian)力裝(zhuang)置的電(dian)測量(liang)儀表裝(zhuang)置設計規范》

GB/T13730       ;  ;  《地區(qu)電網(wang)數據采集與監控系統通用技術條件(jian)》

GB2887              《計算站場地(di)技術要求》

GB/50198-94         《監控系(xi)統工程(cheng)技術規范》

DL/T 698.31-2010    《第(di)3.1部分：電能信息(xi)采集(ji)終端(duan)技(ji)術規(gui)范-通用要求》

DL/T 698.35-2010    《第(di)3-5部分：電能(neng)信息采集終端(duan)技術規范-低壓集中抄表終端(duan)特殊要求》

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

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

DL/T/814-2002       《配(pei)電自動化(hua)系統功(gong)能(neng)規范》

3.2 系統架(jia)構(gou)設計

    鑒于中航民(min)用(yong)(yong)(yong)的(de)建(jian)筑規模、性(xing)質，以(yi)(yi)及后續項(xiang)目的(de)可連帶發(fa)展的(de)性(xing)質，安科瑞(rui)電氣股份有限公(gong)司(si)系統(tong)(tong)部根(gen)據(ju)用(yong)(yong)(yong)戶(hu)的(de)幾(ji)點需求以(yi)(yi)及在相同性(xing)質工程中的(de)經驗，對該建(jian)筑的(de)智(zhi)能配電系統(tong)(tong)的(de)搭建(jian)做以(yi)(yi)下設(she)計：中航民(min)用(yong)(yong)(yong)所(suo)有監控點位現(xian)已安裝(zhuang)智(zhi)能電力儀表，且(qie)均采用(yong)(yong)(yong)標準的(de)Modbus-RTU協議。將現(xian)場安裝(zhuang)的(de)智(zhi)能儀表通過屏蔽雙絞(jiao)線以(yi)(yi)手拉手式相連，數據(ju)總線直接鋪設(she)至主機(ji)(ji)所(suo)在的(de)值班室(shi)。數據(ju)總線通過數據(ju)采集器(qi)將數據(ju)傳輸至系統(tong)(tong)主機(ji)(ji)。系統(tong)(tong)示(shi)意圖(tu)1所(suo)示(shi)。

圖1

4 系(xi)統功能

    上位(wei)機軟件(jian)(jian)(jian)采用Acrel-5000能耗(hao)管理系統，通過軟件(jian)(jian)(jian)進(jin)行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位(wei)機軟件(jian)(jian)(jian)監控(kong)及電力(li)監控(kong)的功能。

4.1 功能特點

    Acrel-5000能耗管(guan)理系統(tong)采用全(quan)中文界面，操作簡單方(fang)便；運行(xing)穩定可靠的特點。點擊相(xiang)應快捷按鈕即可進入相(xiang)應的系統(tong)功能模塊(kuai)；系統(tong)具有(you)一次系統(tong)圖顯(xian)示(shi)，模擬(ni)圖顯(xian)示(shi)和網絡結(jie)構圖顯(xian)示(shi)；系統(tong)具有(you)人(ren)機界面友好，顯(xian)示(shi)數據直觀，方(fang)便用戶查閱。

4.2使用說明

4.2.1登(deng)陸(lu)界面(mian)

    軟件的(de)(de)界(jie)面可以(yi)根(gen)據項(xiang)目的(de)(de)特點和客(ke)戶的(de)(de)要求來設計(ji)。初始界(jie)面為“登錄界(jie)面”，選(xuan)擇用(yong)戶名，輸入(ru)相應密碼，則進入(ru)查看數據，否(fou)則無法(fa)查看數據。

4.2.2通訊示(shi)意圖

    通訊(xun)示(shi)意圖為拓撲圖，顯示(shi)系(xi)統(tong)與儀(yi)表的通訊(xun)是否正常。其(qi)中(zhong)紅色表示(shi)正常通訊(xun)，綠色表示(shi)通訊(xun)中(zhong)斷(duan)。界面如圖3所示(shi)。

圖3 通訊示意

4.2.3配電系統(tong)圖

    配(pei)電系(xi)統(tong)(tong)(tong)圖(tu)(tu)顯(xian)示(shi)整(zheng)個(ge)配(pei)電系(xi)統(tong)(tong)(tong)的整(zheng)體架(jia)構(gou)，便于(yu)管理人(ren)員快速了(le)解配(pei)電系(xi)統(tong)(tong)(tong)的組(zu)織(zhi)結構(gou)，參數(shu)界面實時顯(xian)示(shi)的電力參數(shu)數(shu)據可(ke)以(yi)反映配(pei)電系(xi)統(tong)(tong)(tong)的運行狀態。配(pei)電系(xi)統(tong)(tong)(tong)界面如圖(tu)(tu)4所(suo)示(shi)，詳細參數(shu)如圖(tu)(tu)5所(suo)示(shi)。

圖4

圖5

    由(you)圖(tu)5、圖(tu)6就可(ke)以(yi)看出整個(ge)配電系(xi)統的(de)(de)分布、運行狀態以(yi)及以(yi)及主要的(de)(de)電參量。主要的(de)(de)電參量數據包括三(san)項(xiang)電流，三(san)項(xiang)電壓，進線回路的(de)(de)功(gong)勞、電能、功(gong)率因數、回路名稱以(yi)及出現回路的(de)(de)相應電參量。

4.2.4 電參量報(bao)表

    電(dian)參(can)量報表(biao)主要(yao)的數據包(bao)括：三相(xiang)電(dian)壓，三相(xiang)電(dian)流，電(dian)能，有功功率(lv)，無功功率(lv)，功率(lv)補償因數，頻率(lv)。

該報表可以實現系統運行期間(jian)的任意時間(jian)抄表等(deng)功(gong)能，將每塊電表的顯示(shi)數(shu)據以報表形式呈(cheng)現，選(xuan)擇相應的柜體，再選(xuan)擇要(yao)查(cha)詢的時間(jian)，即可顯示(shi)電壓，電流，有功(gong)功(gong)率，無(wu)功(gong)功(gong)率，功(gong)率補償(chang)因數(shu)，頻率。界(jie)面如(ru)圖6所示(shi)

圖6

    報(bao)表打印：打印當前報(bao)表的數據；

    數據(ju)保存：將當前報(bao)表以Excel表格形式導出到所選擇的位置(zhi)。

4.2.5 電能(neng)報表(biao)

    電(dian)(dian)(dian)能報(bao)表將配電(dian)(dian)(dian)回(hui)路用電(dian)(dian)(dian)量(liang)報(bao)表形(xing)(xing)式呈現，該(gai)報(bao)表可以實(shi)現系統運行期間(jian)(jian)的(de)任意時(shi)(shi)間(jian)(jian)段(duan)(duan)內的(de)月抄表，日抄表，小時(shi)(shi)抄表等功能，如下(xia)圖所(suo)示選擇回(hui)路，設(she)定開始(shi)時(shi)(shi)間(jian)(jian)和結(jie)束時(shi)(shi)間(jian)(jian)，點擊(ji)“查詢”按鈕(niu)，即(ji)可顯示此(ci)時(shi)(shi)間(jian)(jian)段(duan)(duan)內的(de)用電(dian)(dian)(dian)量(liang)，也(ye)可以Excel形(xing)(xing)式導出(chu)或打印。界(jie)面如圖7所(suo)示。

圖7

4.2.6 電流(liu)曲線

    電(dian)流(liu)是配(pei)電(dian)系統的(de)重要(yao)電(dian)力參數。本系統為重要(yao)回路設計了電(dian)流(liu)曲線，此曲線可以(yi)(yi)設置查詢時間，還可以(yi)(yi)任意(yi)放大、縮小某區間內(nei)的(de)曲線，便(bian)于(yu)管(guan)理人員準確明了的(de)掌握(wo)系統的(de)運行(xing)狀態。界(jie)面如圖8所示。

圖8

4.2.7實(shi)時報警(jing)和歷史報警(jing)

    本系統還針對主要(yao)電參量(liang)的遙(yao)測(ce)量(liang)（包括進線回(hui)路的電流、電壓、頻率、功(gong)率因素和(he)出線回(hui)路的電流越線報(bao)(bao)警）。也(ye)能點擊(ji)打開歷史報(bao)(bao)警調出歷史報(bao)(bao)警界面。實(shi)時報(bao)(bao)警主要(yao)分為(wei)遙(yao)測(ce)和(he)遙(yao)信(xin)實(shi)時報(bao)(bao)警，

    報警功能能夠幫助管理人員在(zai)短時(shi)間(jian)定(ding)位故(gu)障點位，提高(gao)了(le)故(gu)障的排(pai)查效率，保障配電系統的長期(qi)穩定(ding)運(yun)行。

5 結束語(yu)

    隨著用(yong)戶(hu)端(duan)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)智能化管(guan)理(li)(li)需(xu)求(qiu)的(de)提高。能耗(hao)管(guan)理(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)已成為配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)端(duan)用(yong)戶(hu)的(de)必然選擇，本文介(jie)紹的(de)Acrel-5000能耗(hao)管(guan)理(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)在中(zhong)航民用(yong)項目中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)實現對中(zhong)航民用(yong)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)實時監(jian)控，不僅能實時顯示配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)各(ge)個回路的(de)運行(xing)狀(zhuang)態，系(xi)統(tong)(tong)的(de)網絡通訊功能，還可(ke)(ke)以(yi)(yi)和(he)上層數(shu)據(ju)(ju)平(ping)臺(tai)實現數(shu)據(ju)(ju)共享。系(xi)統(tong)(tong)對采集數(shu)據(ju)(ju)的(de)進行(xing)分析、處(chu)理(li)(li)，實時顯示變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)所內(nei)各(ge)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)回路的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能使用(yong)狀(zhuang)況、負載越限具(ju)有彈(dan)出報(bao)(bao)警(jing)對話框及(ji)(ji)報(bao)(bao)警(jing)聲音(yin)提示，并生成各(ge)種電(dian)(dian)(dian)(dian)能報(bao)(bao)表、分析曲線、圖(tu)形等，便于電(dian)(dian)(dian)(dian)能的(de)遠(yuan)程抄表以(yi)(yi)及(ji)(ji)分析、研究制(zhi)(zhi)定(ding)相應(ying)的(de)用(yong)能考核機制(zhi)(zhi)。該系(xi)統(tong)(tong)運行(xing)安(an)全、可(ke)(ke)靠(kao)、穩(wen)定(ding)，為配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)終端(duan)用(yong)戶(hu)解決各(ge)個配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)回路的(de)具(ju)體(ti)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)不明的(de)問題，為后期(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)力系(xi)統(tong)(tong)的(de)維護及(ji)(ji)制(zhi)(zhi)定(ding)節能措施提供了真實可(ke)(ke)靠(kao)的(de)依據(ju)(ju)。

參考文獻(xian)

[1]《電(dian)(dian)力電(dian)(dian)測數字儀(yi)表原理與應用指(zhi)南》， 任(ren)致程、周中(zhong)，中(zhong)國(guo)電(dian)(dian)力出版社

[2]《智(zhi)能(neng)樓(lou)宇控(kong)制系(xi)統的設計與實施技術》， 黎連業、朱(zhu)衛東、李皓，清(qing)華大學出(chu)版社

[3]《智能電網用戶(hu)端電力(li)監(jian)控與能耗管理(li)系統(tong)產品(pin)選(xuan)型及解決方案》，周中， 北京(jing). 機械工業出版社.

作者簡介：周(zhou)菁，女，本科

任(ren)職(zhi)單位：江蘇(su)安科瑞電器(qi)制造有限公(gong)司。